风电产业是我国战略性新兴产业 ，风电机组是我国重大技术装备，风电机组配套轴承是核心关键零部件，风电机组配套轴承的自主安全可控是关系产业安全、国家经济安全的国之大者。我国风电产业已领跑世界，远远落后于主机产业发展步伐的我国风电轴承产业怎么办？本文就这一问题谈些个人看法，以期引起业内外相关企业家、专家的关注。

一、我国风电装机规模稳居全球第一

2020年，我国风电装机创新高，全国新增装机20401台，新增装机容量5443万千瓦，同比增长103.2%。累计装机超15万台，累计装机容量超2.9亿千瓦。不论是新增装机规模还是累计装机规模，都稳居全球第一。我国风电产业的发展，虽受国家政策、消纳能力等因素影响，几起几落，但从中长期看，总体上处于波浪式高速增长的态势。

2020年全国风电累计装机容量29075万千瓦，是2010年累计装机容量4473万千瓦的6.5倍。我国风电机组的研发和制造能力大幅提高，已基本实现系列化、标准化和型谱化，单机容量达到目前全球最大的16兆瓦级别，风电发电效率较十年前提高了30%，成本下降了一半。我国已建立起一条涵盖风电开发建设、设备制造、技术研发、检测认证、配套服务的成熟产业链，是全球最大的风电装备制造基地，风电设备在满足国内市场的同时，出口至30多个国家，风电机组产量占全球的2/3以上，全球最大的15家风电装备制造商中有10家是中国企业。

二、我国风电产业迎来历史发展机遇期

“2030年前碳达峰，2060年前碳中和”，习近平总书记向国际社会作出的庄严承诺掷地有声，大力发展风电，是落实这一目标的重要途径。

随着双碳时代的开启，作为主力军的风电迎来历史发展机遇期。“十四五”期间确保风电年均新增装机不低于5000万千瓦，是落实双碳目标的最低要求。〔1〕因此，在度过2020年“抢装潮”之后，我国风电产业仍将处于高速发展的态势。我们轴承行业应在我国风电产业历史发展机遇期找准自己的定位。

三、风电轴承国产化长足进步、任重道远

我国轴承行业原来只有洛轴一家企业涉及风电轴承领域。2006年以后，我国风电产业“井喷式”发展，我国轴承行业多家企业投入大量人力、物力，紧随风电产业的发展，进行风电轴承的研发制造，使风电轴承国产化取得长足进步。2020年全国风电机组装机20401台，共需配套轴承479424套。据不完全统计，天马、洛轴、新强联、瓦轴、大冶轴、京冶轴承、洛轴所等国内轴承企业共产销风电轴承（以下简称国产风电轴承）77948套，占比16.3%。其中，按应用部位——偏航轴承：国产轴承产销12918套，合12918台份，占总需求量的63.3%；变桨轴承：国产轴承产销52974套，合17658台份，占总需求量的86.6%；主轴轴承：国产轴承产销10090套，合6727台份，占总需求量的33.0%；增速器轴承：国产轴承产销1902套，合119台份，占总需求量的0.58%；发电机轴承：国产轴承产销91套，合45台份，占总需求量的0.2%。天马、瓦轴等企业，研制的风电轴承不仅大量向国内风电整机制造企业供货，而且出口国外。

从2020年统计数据看，变桨轴承国产化率比较高，达到86.6%，需进一步巩固提高。偏航轴承国产化率63.3%，还有较大的市场开拓空间。主轴轴承国产化率33.0%，基本上都是3.0兆瓦及以下，轴承行业刚进入这一领域，需要加大技术攻关和市场开拓的力度。增速器轴承国产化率仅为0.58%，发电机轴承国产化率仅为0.2%，应该说，这二个领域的门槛，轴承行业还没有真正跨进去，对于我国轴承企业来说，这二个领域还有许多硬科技，甚至黑科技需要研发。

四、要十分关注风电产业的发展趋势

我国轴承行业对风电轴承的研发、制造已远远赶不上风电产业的发展。轴承行业要追赶高速发展的风电产业，必须十分关注风电产业发展的趋势：产业集中度稳步提高、单机容量不断加大、从陆地向海洋扩展、由集中向分散发展。

五、风电轴承需要解决的几个重大问题

1.攻关克难，跨越风电增速器轴承和发电机轴承领域的高门槛

严格来说，我国轴承企业还未能跨越风电增速器轴承和风电发电机轴承领域的高门槛。对国产风电增速器轴承和发电机轴承，风电增速器部件和发电机部件制造企业、风电整机制造企业都不敢用，风电轴承制造企业也不敢干，几乎到了“谈虎色变”的地步。但是，从产业安全、国家经济安全的层面考虑，这个门槛是必须下决心跨越的。我们要拿出研发高速动车组和地铁车辆轴箱轴承“十年磨一剑”的精神，攻坚克难，实现风电增速器轴承和发电机轴承的自主化。风电增速器轴承和发电机轴承都要攻下的共性技术：从逆向设计起步，逐步过渡到正向设计，进行——

（1）不同工况下，增速器轴承和发电机轴承的调查分析和构建。

（2）增速器轴承和发电机轴承动力学仿真分析和数字化建模。

（3）各种增速器轴承和发电机轴承的表面完整性设计。

要攻下的个性化技术：

增速器轴承——

（1）制造增速器轴承的抗磨粒磨损的专用钢材的研发和应用。

（2）防止因滚子打滑造成滚子与套圈工作表面损伤的表面改性强化处理技术的应用。

发电机轴承——

（1）达到特殊工况下工作的发电机轴承需要达到的精度、性能、寿命和可靠性（特别是温升、极限转速、振动值和摩擦力矩等）。

（2）达到必须的绝缘性能（包括绝缘层的材料、厚度、与基体的结合强度、电容、电阻、击穿电压、工频耐压、环境适应性等）。

2.提高风电机组主轴轴承变桨轴承的刚性和承载能力

近年来，随着风电机组单机容量的不断增大，暴露出包括轴承在内的变桨系统和主轴系统刚性和承载能力不足的问题。为解决变桨系统刚性和承载能力不足的问题，需要以提高刚性和承载能力为要义，改进变桨系统的整体设计并优化轴承的选型。其中，变桨轴承的选型，以滚子转盘轴承取代四点接触球转盘轴承，已为实际运用证明为一种成功的选择。我国轴承行业的天马、瓦轴、洛轴、新强联、大冶轴和五洲新春积极参与了这项重大技术改进。其中，五洲新春为滚子轴承取代球轴承，研发生产了200多万粒特大型滚子。目前，风电机组主轴轴承以滚子转盘轴承取代球转盘轴承的取代率国际上已达到30%，我国刚达到15%。轴承企业正积极配合风电装备企业加快推进这一进程。主轴系统的问题比较复杂。主轴轴承是风电机组主传动链系统的关键部件，不仅要承受风力载荷，还要承受主轴、增速器的重力载荷，工况复杂。因应风电机组的单机功率、整体结构、工况、制造成本、安装工艺等因素，主轴轴承采用不同配置，主要有〔4〕：

（1）三点式支承：主轴轴承采用一个调心滚子轴承，与增速器两边的弹性支承形成三点式支承，应用于低兆瓦级风电机组。

（2）二点式支承：有调心滚子轴承+调心滚子轴承、单列圆锥滚子轴承+单列圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承+双列圆锥滚子轴承、GARB轴承+调心滚子轴承四种配置，应用于中等兆瓦级风电机组。

（3）单点式支承：大多采用大锥角双列圆锥滚子轴承，亦有采用三排圆柱滚子轴承，应用于大兆瓦风电机组。

风电轴承国内市场年销售额200亿元左右，是我国轴承产业仅次于汽车轴承的第二大市场。目前国产轴承只占领了其中一小部分，还有很大的市场开拓空间。我国轴承产业着力于风电轴承研发制造的企业应在影响风电轴承自主安全可控的一系列重大问题上精准发力，以尽早实现国产风电轴承的研发制造适应我国风电产业领跑世界的发展形势。

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