1、燃气轮机广泛应用于工业领域,AI数据中心成为行业新的驱动力
燃气轮机在工业发电、机械驱动、油气生产等领域有广泛应用。
首先,相对于传统的锅炉、蒸汽轮机等,燃气轮机在运输和安装过程中更加便捷,降低了工程投资和施工周期。其次,燃气轮机拥有大功率输出能力,可以为各类设备提供稳定而强劲的动力,确保设备能够高效运行。另外,燃气轮机具有启动快的优势。在紧急情况下,燃气轮机能够迅速启动并投入运行,为设备提供及时的动力支持。此外,燃气轮机还具备燃料适应性强、环保节能等优势,凭借轻量化设计、高效的动力输出、快速响应能力以及环保节能特性,燃气轮机在工业发电、机械驱动、油气生产等多个领域扮演着重要的角色。
资料来源:观研天下数据中心整理
燃气轮机的上游产业链主要聚焦在材料研发生产。燃气轮机部件的关键材料,主要包括多种高温合金、铝合金、钛合金,以及高性能的复合材料和热障涂层等。燃气轮机作为一种能够将热能转化为机械功的旋转动力机械,其正常运作基于连续流动的高温气体,因此需要能够承受较高的温度。例如在工业和船用领域,燃气轮机需承受高达1200摄氏度的极端温度。因此,燃气轮机的主要材料以高温合金、钛合金等为主。随着技术的进步和研究的深入,合金材料也经历了较为漫长的发展历程。
燃气轮机的中游产业链以零部件的精密制造为核心。涡轮叶片、压气机叶片、燃烧室以及涡轮轮盘,为燃气轮机的四大核心热端部件。这些部件的制造难度较高,需要铸造、锻造、焊接、热处理、无损检测、精加工以及性能评价等多个学科和专业的深度融合。
燃气轮机的下游产业链主要涉及整机制造、维护保养、维修及升级。整机制造企业对各零部件进行筛选和设计,将零部件整合成高效、可靠、能够安全运行的燃气轮机。此外,为了确保燃气轮机的稳定性并且延长其使用寿命,下游环节还包括了定期的维护、修理及可能的升级。
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目前,国际燃气轮机行业已经形成了由少数巨头高度垄断的技术与市场格局,三菱、西门子和通用是燃气轮机的三巨头,2024年市场份额CR3合计76.3%。
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鉴于工业发电是燃气轮机的主要应用方向,较低的燃气发电需求占比影响对燃气轮机的需求。由于天然气供应的严重不足,我国燃气发电的潜力被极大地限制,导致同期燃气发电量仅为美俄的百分之一,进而减少了前期国内对燃气轮机的需求。
不过近年来,我国天然气产量已连续4年超过2000亿立方米,连续7年保持百亿立方米级别的增产态势。2025年将迎来天然气大发展时代,成为继美国、俄罗斯、伊朗之后,跻身年产量2500亿立方米级的天然气大国。天然气供应量的增长将从需求端推动我国燃气轮机产业链发展。同时,我国燃气轮机的国产化趋势将从供给端支撑燃气发电需求的增长。
根据北欧等新能源发电比例较高地区的电力系统调峰经验,要保障电网的安全稳定运行,灵活调峰电源装机容量至少要达到总装机容量的10%~15%。中电联数据显示,我国灵活调节电源装机占比不到6%,新能源富集的“三北”地区不足3%。比较而言,欧美等国家灵活电源比重较高,西班牙、德国、美国灵活电源占比分别为34%、18%、49%。
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燃气发电相比燃煤发电具有负荷调节范围宽、响应快速、变负荷能力强的特点,是电网调峰的更佳选择。燃气电厂冷启动时间仅为燃煤电厂的几分之一甚至几十分之一。此外,与储能电池相比,燃气电厂的成本更低。相比而言,天然气发电既可以实现分钟级的响应,又能实现较低成本,无疑是响应速度及成本综合较优的调峰电源,为可再生能源提供调峰服务,缓解或消除其不稳定、瞬时变化大对电网产生的冲击,保障电网的安全稳定运行。
发同等电量时,天然气发电产生的二氧化碳比煤电低60%以上,以使用天然气为燃料的HA级燃机联合循环发电机组为例,虽然同为化石能源,但每度电的二氧化碳排放值仅为320g。最先进的9HA.02 联合循环发电效率64%,折合每度电煤耗192克。燃机联合循环的碳强度比同等煤电少60%以上。且由于燃气轮机从源头降低Sox、NOx颗粒物的污染物排放,避免了二次污染。
除了电力储能系统外,燃气轮机另外一个新增驱动力是AI数据中心。目前全球为实现生成式 AI 而新建的大型数据中心数量高速增长,导致电力需求高增。2023-2027 年全球 AI 服务器用电量将从 195 太瓦时提升到 500 太瓦时,2027 年现有 AI 数据中心的 40%将因电力供应问题而受到运营限制。
随着AI数据中心规模的不断扩大,其对配套能源系统的要求日益严苛。这些需求包括:(1)高可靠性和高效率,以确保持续稳定运行;(2)缩减UPS规模与占地空间,实现更紧凑的设计;(3)支持孤网运行与多能源冗余,提升能源系统灵活性;(4)通过电冷联供降低PUE;(5)满足低碳、低NOx排放和低噪声等环保标准,同时兼容掺氢和纯氢燃料,以顺应未来能源转型需求。
在此背景下,燃气轮机作为数据中心的主电源或备份电源,展现出显著优势:(1)能量密度高;(2)联合循环效率高,在热电冷联供模式下效率可超80%;(3)模块化设计方便扩展;(4)启动时间短,仅需1-5分钟;(5)低备份成本、低维护成本;(6)能在不中断供电的情况下实现主备燃料的自动切换。这些特点完全契合AI数据中心对高效、灵活、环保能源解决方案的多重需求。
2、我国燃气轮机国产化取得重大进步,进口依赖逐年下降
2022 年,东方电气完成全了国产化的 F 级 50 兆瓦重型燃气轮机正式发运,标志国产重型燃机自主研制迈出关键一步。2023 年 3 月,我国首台全国产化 F 级 50 兆瓦重型燃气轮机商业示范机组正式投入商业运行。2024 年 3 月,公司自主研制的 F 级 50 兆瓦重型燃气轮机,在四川德阳经开区分布式能源站通过“72+24”小时运行考核,正式投入商运,标志全国产化 F 级 50 兆瓦重型燃气轮机商业应用迈向成熟化。2024 年 10 月,我国自主研制的 300 兆瓦级 F 级重型燃气轮机在上海临港首次点火成功,是我国重型燃气轮机研发的又一重要里程碑成果。
燃气轮机国产化历程中的重要时间节点
时间 | 事件 |
1956 | 航空领域,沈阳黎明航空发动机制造公司试制成功了我国首台国产涡轮喷气发动机,标志着我国燃气轮机工业的开端 |
1962 | 船舶领域,我国第一台船用燃机在上海汽轮机厂研发制造成功 |
1964 | 发电领域,我国第一台发电用燃机(1.5MW)在南京汽轮电机厂制造成功 |
1975 | 国产航空发动机改型为陆用燃气轮机方面,中国南方航空动力机械公司把单转子涡奖发动机改型为单轴燃气轮机,功率达 2.13MW |
1984 | 南京汽轮电机厂引进通用公司技术,生产了 MS6001B 燃气轮机发电机组,功率可达 37MW |
1994 | 中国船舶工业总公司引进了乌克兰 GT25000 舰用燃气轮机,功率可达 27MW |
2001 | 国家发改委发布《燃气轮机产业发展和技术引进工作实施意见》,决定以市场换取技术引进国外燃机技术。国内三大电气集团东方电气、上海电气和哈尔滨电气分别与三菱重工、西门子和通用电气公司合作,引进 F 级重型燃气轮机 |
2009 | 东方电气开始进行 50MW 燃气轮机的自主研制 |
2012 | 党中央、国务院批准设立“航空发动机与燃气轮机”国家科技重大专项(“两机专项”),成立专家委员会开展论证 |
2015 | 两会期间,两机专项首次写入政府工作报告,同年国务院提出《中国制造 2025》、《<中国制造 2025>重点领域技术路线图(2015 年版)》,着重强调制造业高端装备创新工程,明确提出组织实施大型飞机、航空发动机及燃气轮机、民用航天等一批重大工程 |
2016 | “十三五”规划纲要中,“两机”项目被列入“科技创新 2030——重大项目”及“高端装备创新发展工程” |
2017 | 工信部印发《高端智能再制造行动计划(2018-2020 年)》,计划开展“两机”压气机转子叶片(整体叶盘)、定向柱晶涡轮转子和静子叶片、定向单晶涡轮转子和静子叶片、定向金属间化合物涡轮静子叶片以及大型薄壁机匣等关键件再制造技术创新与产业化应用 |
2022 | 东方电气完全自主知识产权 F 级 50 兆瓦重型燃气轮机正式发运,标志着我国在自主重型燃气轮机领域完成了“从 0 到1”的突破 |
2023 | 我国首台全国产化 F 级 50 兆瓦重型燃气轮机商业示范机组正式投入商业运行 |
2024 | 我国自主研制的 300 兆瓦级 F 级重型燃气轮机在上海临港首次点火成功,标志着项目研制全面进入整机试验验证阶段 |
资料来源:公开资料整理
我国现已具备中小型燃气轮机自主生产能力,并实现部分产品出口。随着国内燃气轮机生产技术的提升,中国燃气轮机的出口规模逐渐扩大。2023 年以来,我国燃气轮机出口量趋于稳定,出口范围持续扩大,进口额初步缩小,2024年进出口额分别为3.52亿美元和0.98亿美元。
数据来源:海关总署,观研天下数据中心整理(YM)
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本报告依据国家统计局、海关总署和国家信息中心等渠道发布的权威数据,结合了行业所处的环境,从理论到实践、从宏观到微观等多个角度进行市场调研分析。
行业报告是业内企业、相关投资公司及政府部门准确把握行业发展趋势,洞悉行业竞争格局,规避经营和投资风险,制定正确竞争和投资战略决策的重要决策依据之一。
本报告是全面了解行业以及对本行业进行投资不可或缺的重要工具。观研天下是国内知名的行业信息咨询机构,拥有资深的专家团队,多年来已经为上万家企业单位、咨询机构、金融机构、行业协会、个人投资者等提供了专业的行业分析报告,客户涵盖了华为、中国石油、中国电信、中国建筑、惠普、迪士尼等国内外行业领先企业,并得到了客户的广泛认可。
目录大纲:
【第一部分 行业定义与监管 】
第一章 2020-2024年中国燃气轮机行业发展概述
第一节 燃气轮机行业发展情况概述
一、燃气轮机行业相关定义
二、燃气轮机特点分析
三、燃气轮机行业基本情况介绍
四、燃气轮机行业经营模式
1、生产模式
2、采购模式
3、销售/服务模式
五、燃气轮机行业需求主体分析
第二节 中国燃气轮机行业生命周期分析
一、燃气轮机行业生命周期理论概述
二、燃气轮机行业所属的生命周期分析
第三节 燃气轮机行业经济指标分析
一、燃气轮机行业的赢利性分析
二、燃气轮机行业的经济周期分析
三、燃气轮机行业附加值的提升空间分析
第二章 中国燃气轮机行业监管分析
第一节 中国燃气轮机行业监管制度分析
一、行业主要监管体制
二、行业准入制度
第二节 中国燃气轮机行业政策法规
一、行业主要政策法规
二、主要行业标准分析
第三节 国内监管与政策对燃气轮机行业的影响分析
【第二部分 行业环境与全球市场】
第三章 2020-2024年中国燃气轮机行业发展环境分析
第一节 中国宏观环境与对燃气轮机行业的影响分析
一、中国宏观经济环境
一、中国宏观经济环境对燃气轮机行业的影响分析
第二节 中国社会环境与对燃气轮机行业的影响分析
第三节 中国对外贸易环境与对燃气轮机行业的影响分析
第四节 中国燃气轮机行业投资环境分析
第五节 中国燃气轮机行业技术环境分析
第六节 中国燃气轮机行业进入壁垒分析
一、燃气轮机行业资金壁垒分析
二、燃气轮机行业技术壁垒分析
三、燃气轮机行业人才壁垒分析
四、燃气轮机行业品牌壁垒分析
五、燃气轮机行业其他壁垒分析
第七节 中国燃气轮机行业风险分析
一、燃气轮机行业宏观环境风险
二、燃气轮机行业技术风险
三、燃气轮机行业竞争风险
四、燃气轮机行业其他风险
第四章 2020-2024年全球燃气轮机行业发展现状分析
第一节 全球燃气轮机行业发展历程回顾
第二节 全球燃气轮机行业市场规模与区域分布情况
第三节 亚洲燃气轮机行业地区市场分析
一、亚洲燃气轮机行业市场现状分析
二、亚洲燃气轮机行业市场规模与市场需求分析
三、亚洲燃气轮机行业市场前景分析
第四节 北美燃气轮机行业地区市场分析
一、北美燃气轮机行业市场现状分析
二、北美燃气轮机行业市场规模与市场需求分析
三、北美燃气轮机行业市场前景分析
第五节 欧洲燃气轮机行业地区市场分析
一、欧洲燃气轮机行业市场现状分析
二、欧洲燃气轮机行业市场规模与市场需求分析
三、欧洲燃气轮机行业市场前景分析
第六节 2025-2032年全球燃气轮机行业分布走势预测
第七节 2025-2032年全球燃气轮机行业市场规模预测
【第三部分 国内现状与企业案例】
第五章 中国燃气轮机行业运行情况
第一节 中国燃气轮机行业发展状况情况介绍
一、行业发展历程回顾
二、行业创新情况分析
三、行业发展特点分析
第二节 中国燃气轮机行业市场规模分析
一、影响中国燃气轮机行业市场规模的因素
二、中国燃气轮机行业市场规模
三、中国燃气轮机行业市场规模解析
第三节 中国燃气轮机行业供应情况分析
一、中国燃气轮机行业供应规模
二、中国燃气轮机行业供应特点
第四节 中国燃气轮机行业需求情况分析
一、中国燃气轮机行业需求规模
二、中国燃气轮机行业需求特点
第五节 中国燃气轮机行业供需平衡分析
第六节 中国燃气轮机行业存在的问题与解决策略分析
第六章 中国燃气轮机行业产业链及细分市场分析
第一节 中国燃气轮机行业产业链综述
一、产业链模型原理介绍
二、产业链运行机制
三、燃气轮机行业产业链图解
第二节 中国燃气轮机行业产业链环节分析
一、上游产业发展现状
二、上游产业对燃气轮机行业的影响分析
三、下游产业发展现状
四、下游产业对燃气轮机行业的影响分析
第三节 中国燃气轮机行业细分市场分析
一、细分市场一
二、细分市场二
第七章 2020-2024年中国燃气轮机行业市场竞争分析
第一节 中国燃气轮机行业竞争现状分析
一、中国燃气轮机行业竞争格局分析
二、中国燃气轮机行业主要品牌分析
第二节 中国燃气轮机行业集中度分析
一、中国燃气轮机行业市场集中度影响因素分析
二、中国燃气轮机行业市场集中度分析
第三节 中国燃气轮机行业竞争特征分析
一、企业区域分布特征
二、企业规模分布特征
三、企业所有制分布特征
第八章 2020-2024年中国燃气轮机行业模型分析
第一节 中国燃气轮机行业竞争结构分析(波特五力模型)
一、波特五力模型原理
二、供应商议价能力
三、购买者议价能力
四、新进入者威胁
五、替代品威胁
六、同业竞争程度
七、波特五力模型分析结论
第二节 中国燃气轮机行业SWOT分析
一、SWOT模型概述
二、行业优势分析
三、行业劣势
四、行业机会
五、行业威胁
六、中国燃气轮机行业SWOT分析结论
第三节 中国燃气轮机行业竞争环境分析(PEST)
一、PEST模型概述
二、政策因素
三、经济因素
四、社会因素
五、技术因素
六、PEST模型分析结论
第九章 2020-2024年中国燃气轮机行业需求特点与动态分析
第一节 中国燃气轮机行业市场动态情况
第二节 中国燃气轮机行业消费市场特点分析
一、需求偏好
二、价格偏好
三、品牌偏好
四、其他偏好
第三节 燃气轮机行业成本结构分析
第四节 燃气轮机行业价格影响因素分析
一、供需因素
二、成本因素
三、其他因素
第五节 中国燃气轮机行业价格现状分析
第六节 2025-2032年中国燃气轮机行业价格影响因素与走势预测
第十章 中国燃气轮机行业所属行业运行数据监测
第一节 中国燃气轮机行业所属行业总体规模分析
一、企业数量结构分析
二、行业资产规模分析
第二节 中国燃气轮机行业所属行业产销与费用分析
一、流动资产
二、销售收入分析
三、负债分析
四、利润规模分析
五、产值分析
第三节 中国燃气轮机行业所属行业财务指标分析
一、行业盈利能力分析
二、行业偿债能力分析
三、行业营运能力分析
四、行业发展能力分析
第十一章 2020-2024年中国燃气轮机行业区域市场现状分析
第一节 中国燃气轮机行业区域市场规模分析
一、影响燃气轮机行业区域市场分布的因素
二、中国燃气轮机行业区域市场分布
第二节 中国华东地区燃气轮机行业市场分析
一、华东地区概述
二、华东地区经济环境分析
三、华东地区燃气轮机行业市场分析
(1)华东地区燃气轮机行业市场规模
(2)华东地区燃气轮机行业市场现状
(3)华东地区燃气轮机行业市场规模预测
第三节 华中地区市场分析
一、华中地区概述
二、华中地区经济环境分析
三、华中地区燃气轮机行业市场分析
(1)华中地区燃气轮机行业市场规模
(2)华中地区燃气轮机行业市场现状
(3)华中地区燃气轮机行业市场规模预测
第四节 华南地区市场分析
一、华南地区概述
二、华南地区经济环境分析
三、华南地区燃气轮机行业市场分析
(1)华南地区燃气轮机行业市场规模
(2)华南地区燃气轮机行业市场现状
(3)华南地区燃气轮机行业市场规模预测
第五节 华北地区燃气轮机行业市场分析
一、华北地区概述
二、华北地区经济环境分析
三、华北地区燃气轮机行业市场分析
(1)华北地区燃气轮机行业市场规模
(2)华北地区燃气轮机行业市场现状
(3)华北地区燃气轮机行业市场规模预测
第六节 东北地区市场分析
一、东北地区概述
二、东北地区经济环境分析
三、东北地区燃气轮机行业市场分析
(1)东北地区燃气轮机行业市场规模
(2)东北地区燃气轮机行业市场现状
(3)东北地区燃气轮机行业市场规模预测
第七节 西南地区市场分析
一、西南地区概述
二、西南地区经济环境分析
三、西南地区燃气轮机行业市场分析
(1)西南地区燃气轮机行业市场规模
(2)西南地区燃气轮机行业市场现状
(3)西南地区燃气轮机行业市场规模预测
第八节 西北地区市场分析
一、西北地区概述
二、西北地区经济环境分析
三、西北地区燃气轮机行业市场分析
(1)西北地区燃气轮机行业市场规模
(2)西北地区燃气轮机行业市场现状
(3)西北地区燃气轮机行业市场规模预测
第九节 2025-2032年中国燃气轮机行业市场规模区域分布预测
第十二章 燃气轮机行业企业分析(随数据更新可能有调整)
第一节 企业一
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
1、主要经济指标情况
2、企业盈利能力分析
3、企业偿债能力分析
4、企业运营能力分析
5、企业成长能力分析
四、公司优势分析
第二节 企业二
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
1、主要经济指标情况
2、企业盈利能力分析
3、企业偿债能力分析
4、企业运营能力分析
5、企业成长能力分析
四、公司优势分析
第三节 企业三
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
1、主要经济指标情况
2、企业盈利能力分析
3、企业偿债能力分析
4、企业运营能力分析
5、企业成长能力分析
四、公司优势分析
第四节 企业四
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
1、主要经济指标情况
2、企业盈利能力分析
3、企业偿债能力分析
4、企业运营能力分析
5、企业成长能力分析
四、公司优势分析
第五节 企业五
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
1、主要经济指标情况
2、企业盈利能力分析
3、企业偿债能力分析
4、企业运营能力分析
5、企业成长能力分析
四、公司优势分析
第六节 企业六
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
1、主要经济指标情况
2、企业盈利能力分析
3、企业偿债能力分析
4、企业运营能力分析
5、企业成长能力分析
四、公司优势分析
第七节 企业七
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
1、主要经济指标情况
2、企业盈利能力分析
3、企业偿债能力分析
4、企业运营能力分析
5、企业成长能力分析
四、公司优势分析
第八节 企业八
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
1、主要经济指标情况
2、企业盈利能力分析
3、企业偿债能力分析
4、企业运营能力分析
5、企业成长能力分析
四、公司优势分析
第九节 企业九
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
1、主要经济指标情况
2、企业盈利能力分析
3、企业偿债能力分析
4、企业运营能力分析
5、企业成长能力分析
四、公司优势分析
第十节 企业十
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
1、主要经济指标情况
2、企业盈利能力分析
3、企业偿债能力分析
4、企业运营能力分析
5、企业成长能力分析
四、公司优势分析
【第四部分 展望、结论与建议】
第十三章 2025-2032年中国燃气轮机行业发展前景分析与预测
第一节 中国燃气轮机行业未来发展前景分析
一、中国燃气轮机行业市场机会分析
二、中国燃气轮机行业投资增速预测
第二节 中国燃气轮机行业未来发展趋势预测
第三节 中国燃气轮机行业规模发展预测
一、中国燃气轮机行业市场规模预测
二、中国燃气轮机行业市场规模增速预测
三、中国燃气轮机行业产值规模预测
四、中国燃气轮机行业产值增速预测
五、中国燃气轮机行业供需情况预测
第四节 中国燃气轮机行业盈利走势预测
第十四章 中国燃气轮机行业研究结论及投资建议
第一节 观研天下中国燃气轮机行业研究综述
一、行业投资价值
二、行业风险评估
第二节 中国燃气轮机行业进入策略分析
一、目标客户群体
二、细分市场选择
三、区域市场的选择
第三节 燃气轮机行业品牌营销策略分析
一、燃气轮机行业产品策略
二、燃气轮机行业定价策略
三、燃气轮机行业渠道策略
四、燃气轮机行业推广策略
第四节 观研天下分析师投资建议