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

1中 泰 证 券 研 究 所专 业 ｜ 领 先 ｜ 深 度 ｜ 诚 信｜ 证 券 研 究 报 告 ｜2 0 2 6 . 0 2 . 0 3中泰机械分析师：王子杰执业证书编号：S0740522090001供给变革、需求共振与核心环节国产化机遇——燃气轮机行业专题报告2摘要 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。 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1400℃至2200℃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。 投资建议：当前燃气轮机行业需求处于快速增长期，高端供给存在瓶颈、且国产替代政策全面发力，建议重点关注在关键环节占据卡位优势，且具备持续技术护城河的头部厂商。建议重点关注：应流股份、东方电气、联德股份、杰瑞股份、豪迈科技、博盈特焊。 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。3目 录C O N T E N T S聚焦核心环节——穿透商业模式与核心零部件供给端——高功率密度+快速响应，不可替代性强123投资建议——关键词：卡位优势、技术壁垒4需求端——为何爆发，增速几何？5风险提示4CONTENTS目录CCONTENTS专业｜领先｜深度｜诚信中泰证券研究所1供给端——高功率密度+快速响应，不可替代性强5燃气轮机定义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。 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。图表：布雷顿循环示意图图表：燃气轮机内部结构示意图来源：《中国战略性新兴产业研究与发展·燃气轮机》，中泰证券研究所来源：GE，中泰证券研究所6燃气轮机定义1.1、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500-600℃）去加热锅炉，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%。图表：燃气-蒸汽联合循环示意图图表：SGT-800简单循环与联合循环参数对比来源：《中国战略性新兴产业研究与发展·燃气轮机》，中泰证券研究所来源：GE，中泰证券研究所7中国燃气轮机发展历程1.2、国内产业发展历史：从引进仿制到自主创新 我国燃气轮机产业走过了一条清晰的技术追赶与自主创新之路。其发展可概括为以下三个阶段：1）20世纪五十年代-世纪末：技术依赖与艰难起步。21世纪前国内燃机市场几乎完全由国外巨头垄断，所有产品依赖进口。尽管我国早在1958年就启动了研发计划，并通过仿制和自主研制奠定了初步基础，但整体产业水平与国际存在代差，未能改变核心技术被“卡脖子”和市场规模有限的局面。2）2002-2015：以市场换技术的合资探索。为打破垄断，国家主导了“以市场换技术”的战略。东方电气、上海电气、哈尔滨电气三大集团分别与三菱、西门子、GE成立合资公司。然而这一阶段虽提升了制造与组装能力，但外方对核心设计、热部件技术等严格封锁，产品销售也受限，未能换来真正的技术自主权。3）2015-至今：自主创新与国产化突破。在认识到合资路径的局限后，我国燃机产业战略坚定转向自主研发。2023年，东方电气自主研发的首台F级50MW重型燃机投入商运，国产化率高达85%；随后F级300MW燃机成功点火。几乎同时，在能源转型驱动下市场需求爆发，为自主技术提供了宝贵的应用舞台，产业开始进入从“国产化实现”到“市场化应用”的新阶段。图表：我国燃气轮机行业发展历程来源：智研咨询，航空产业网，中泰证券研究所8中国燃气轮机发展历程1.2、国内产业发展历史：从引进仿制到自主创新 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，其可靠性有待进一步提升。目前，国内燃气轮机市场主要被国外产品占据，重型燃气轮机领域以GE、西门子和三菱重工等企业为主；中小型工业用燃气轮机市场则以GE、