燃气轮机行业专题报告：供给变革、需求共振与核心环节国产化机遇-260203（34页）.pdf

1、证券研究报告供给变革、需求共振与核心环节国产化机遇一燃气轮机行业专题报告燃机的不可替代性源于其稳定、高效、灵活、清洁的核心特性，这些优势在能源转型与高负荷用电场景中尤为突出：1）建设周期短、适配AI数据中心等快速落地需求，12-18个月即可投产运行；2）启动快：“快速启停”是燃机的核心设计特性之一，能够有效平抑风电、光伏等新能源发电的间歇性和波动性；3）发电稳定：联合循环燃气轮机机组可用率超95%；4）清洁低碳、审批快：碳排放相比传统火电站降低60%。】本轮燃机需求的爆发，是AI算力驱动、能源转型补位、电网升级刚需、供给端错配与区域政策共振的结果。随人工智能技术的快速发展，大规模模型训练和实时

2、推理对算力需求不断提升，数据中心建设与扩张加速，对高效、低排放能源供应提出更高要求。燃气轮机凭借其高效、清洁、灵活的特性，成为数据中心能源升级的重要选择，市场需求随之快速增长。丨在手订单已排产至2028-2030年：1）三家巨头当前订单已排至2028年底至2029年初，处于满负荷状态。由于三家供应商高度重叠，即使有扩产需求，也因供应商产能限制无法实现，因此无富余产能；2）市场占有率方面，三家合计占全球约80%的重型燃机订单，其中西门子与GEV各占30%以上，三菱约占20%。GE、西门子等三家企业仍是轻型主要供应商，其他小型燃机厂商合计占全球市场份额10%以上、不到20%涡轮叶片是航空发动机和燃

3、气轮机中最关键的零件之一，其主要功能在于将燃烧室内高温、高压燃气的能量持续转化为机械能，进而驱动发动机旋转并带动其他部件运转。因此，涡轮叶片长期处于极端恶劣的工作环境中：高压涡轮叶片需在约1400circC至2200circC的高温、20至50个标准大气压的高压条件下，以每分钟约15000转的转速高速旋转。叶片榫头即连接工作叶片与涡轮盘的关键部位所承受的离心负荷可达叶片自身重量的约1万倍，相当于10至15吨的力。风险提示：AI算力产业发展不及预期的风险；燃气轮机投资不及预期的风险；国家产业政策不确定性的风险；海外出口不及预期的风险；相关推荐标的业绩不达预期的风险；研报引用数据更新不及时的风险。

4、供给端高功率密度+快速响应，不可替代性强供给端高功率密度+快速响应，不可替代性强1.1、燃气轮机：与航空发动机同源，高功率密度+快速响应燃气轮机是一种以连续流动的气体为工质，将燃料热能转化为机械功的旋转式动力机械。其核心结构包括压气机、燃烧室和燃气透平三大部件。工作时，压气机首先吸入并压缩空气，将其送入燃烧室与燃料混合燃烧，生成高温高压燃气；随后，燃气在透平中膨胀做功，驱动透平叶片高速旋转。透平输出的功一部分用于带动压气机维持自身运转，剩余部分则通过输出轴驱动发电机或其它机械设备，从而完成化学能热能机械能的连续转换。I技术特点：1）遵循典型热力循环：工作过程基于布雷顿循环，分为压缩、燃烧、膨胀

5、与排气四个阶段，使其具备连续做功、结构紧凑、功率密度高的优势；2）具备“自持”运行特性：启动时需外部动力带动压气机，待透平输出功率满足系统需求后脱扣，进入自持循环运行，实现系统自驱动；3）能量分配影响整体效率：在简单循环中，透平输出功约有1/2至2/3用于驱动压气机，其余部分为可用输出功，该分配关系直接影响机组运行效率。I.1、燃气轮机：与航空发动机同源，高功率密度+快速响应】为提高效率，燃气轮机发电站常采用更复杂的循环。简单循环仅包含上述“压缩-燃烧-膨胀-发电”的基本过程，效率约33%-40%。多用于调峰或移动电源；而联合循环则利用涡轮排出的高温废气（约500-600circC）去加热锅炉

6、，产生蒸汽驱动另一台蒸汽轮机发电，形成“燃气轮机+蒸汽轮机”的结合实现能源的梯级利用，这是主流高效模式，可将效率提升至60%以上。燃气-蒸汽联合循环主设备包括燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机和发电机。以西门子SGT-800型号为例：在联合循环（搭配余热锅炉、由双压余热锅炉向蒸汽轮机供汽）下，输出功率由简单循环的57MW上升至163MW；发电效率由40.1%上升至58.6%。中小型燃气轮机国产化稳步提升，重型燃机仍受制于进口。我国燃气轮机产业起步较晚，与国际先进水平相比仍存在一定差距。目前，国际上已经发展了三代燃气轮机，部分第四代高效燃气轮机也已投入使用，而我国大部分在研机组仍以第三代机组为主，其可