(来源:纪要头等座)
燃气轮机行业专家交流
全文摘要
1、全球燃气轮机市场空间及下游需求
·市场规模与区域需求:全球燃气轮机市场年金额规模为220-300亿美金,年新增装机容量口径下未来年新增需求将达80-100GW。北美市场在2025年引领全球需求,当前需求量约45-50GW,且呈逐年上升趋势,预计2028年年需求量将攀升至60-65GW;过去三年全球年新增装机容量基本保持在40-60GW,下游应用场景稳定。
·下游应用占比:下游应用领域中,发电领域为核心场景,占比65%-70%;工业领域(如油漆、化工等传统工业的机械驱动)占比20%-25%;船舶推进设施占比5%-10%。AI数据中心及算力相关需求增长最快,目前已占全球新需求的20%-25%,对应市场空间为45-70亿美金,且未来5年数据中心需求将持续增长。
2、全球发电需求及自备电源方案
·全球发电需求预测:未来5年全球年均发电需求约250~300吉瓦;数据中心需求在2030年前至少翻倍,叠加老旧机组退役及能源转型推动,新装机需求将逐步增高。
·自备电源占比与类型对比:以北美市场为例,2023年25%~30%的数据中心采用自建或配套电源,新增用电(含工业、云集团等负荷)中30%~40% 通过自建及配套解决。自备电源类型占比及特点如下:a. 燃机占40%~45%,可靠且适用于大型AIDC及工业自备场景,为市场主流选择;b. 燃气内燃机占30%~35%,适合中等规模或高热电量产场景,可通过模块化快速实现分布式连接;c. 储能系统(含电池)占15%~20%,与燃气轮机互补,用于调节、调频及削峰填谷,辅助燃机运行;d. 柴油机组占10%以下,主要作紧急备用,因排放、污染及燃料成本高,市场份额正被侵蚀。
3、数据中心燃机选型偏好
·选型逻辑:数据中心燃机选型偏好分客户终端应用及体量决定:超大规模Hyper scale AI DC倾向选择大型重型燃气轮机(体量几百兆瓦到几吉瓦),以获得更高效率;但重型燃机交付期很长,2-3年之内都不会缓解,导致部分客户转向多台中型航改机或中小燃机并联,以缩短交付时间并配合分期投入计划。对于中小型或快速部署场景,客户为抢滩市场、快速部署,更偏好多台中小燃机、航改机甚至内燃机并联,这类机型模块化设计便于维护,交付速度快。
·占比情况:数据中心燃机使用占比上,重型燃机占60%-70%,中小燃机及航改机占30%-40%;科技大厂(如Google、Amazon、Microsoft、Meta)作为采购主力,因重型燃机交付期限制,短期选择中小燃机并联以快速部署,长期仍优先选择重型燃机,因其单机效率更高且从投资和建设周期看回报率最高。
4、燃气轮机客户结构变化
·历史与当前客户占比:历史上燃气轮机客户以公共事业企业及独立IPP发电商为主,占比约60%;当前客户结构变化,科技大厂(AIDC HyperScale类型)成为采购主力之一,占比提升至30%-40%,部分区域超50%。新增并网项目中,公共事业及APP大型机组占40%-60%,科(更多实时纪要加微信:aileesir)技大厂/云厂新增项目占比亦达40%-60%。
·科技大厂采购偏好:科技大厂采购偏好明确:短期倾向中小型燃机、航改机,因快速部署、灵活性高且扩展性强,满足数字化运营及ESG要求,可快速并网分期投运;长期考虑重型燃机,效率更高,能实现余热利用及蒸汽连供,适用于高负荷连续运行场景。
5、主流主机厂产品与扩产
·市场地位与产品优势:GE、西门子、三菱三家占据全球大功率燃机市场70%~75% 的份额,均处于订单和产能扩张阶段,交付期对外宣称已排至2028年至2030年。GE在航改型燃机领域全球领先,适用于快速分布式能源及调峰场景,同时在重型燃机领域表现突出,应用于发电、船舶等场景,北美市场优势显著;西门子在高效联合循环发电及工业驱动场景底蕴深厚,欧洲、中东、亚洲市场表现突出;三菱核心优势为大型重型燃机及先进燃机联合循环方式,市场优先区域为亚洲、中东,北美市场正拓展但体量不及前两家。
·扩产计划:GE计划从19吉瓦产能基础上,2026年扩至20吉瓦,2028年推进到24吉瓦;西门子通过德国、美国工厂扩研(包括叶片工厂),希望两年内基于2024年产能提升30%;三菱扩产计划最激进,拟在2020年体量上增两倍,2025年上半年已获得23台订单,对市场高度认可并进行大量激进投资。
6、主机厂产能瓶颈与供应链
·产能瓶颈环节:主机厂国产瓶颈主要在上游核心部件环节,最大瓶颈是高温合金锻件、涡轮叶片及高温合金涡轮盘,主要由PCC或霍尼韦尔等巨头供应,制造周期达18个月到24个月,技术壁垒高,扩产速度低于下游需求。其他瓶颈包括:特种材料加工(镍基高温合金、陶瓷基复合等)在供应链中不足;长周期设备(大型熔炼炉、低温锻压机等)交付周期需18个月到24个月以上,导致整个链条各环节均有瓶颈,需求与产能的剪刀差逐步扩大。
·市场梯队与订单外溢:燃气市场分为三个梯队:第一梯队为GE、西门子、三菱,占70%~75%市场份额;第二梯队为阿塞尔多、Solar Tabs、川崎重工、Main Energy Solution等,在特定区域、机型有竞争力,占15%;第三梯队为东方电气、哈尔滨电气、上海电气等,占7%,服务本土市场并推进海外扩张。目前第一梯队产能满载,订单排至28年以后,交付受供应链影响,部分订单流入第二梯队,第二梯队外溢订单进一步进入第三梯队。第三梯队具备成本及交货期优势,逐步加入第一或第二梯队的备选或成套供应商体系,技术成熟后有望冲击第二甚至第一梯队市场份额,但当前三大巨头地位仍难撼动,第二梯队在区域性市场或特定场景竞争力提升,份额将上浮。
7、主机厂资本开支逻辑
·上一轮资本开支复盘:上一轮主机厂资本开支效果不佳,IRR比例不高,资本市场回收不理想。
·当前扩产节奏与考量:当前各主机厂扩产节奏分化显著:a. 西门子保守,产能利用率超90%、订单排至2829年、手握1380亿欧元订单,计划2年增30%(最多35%),通过优化流程、增加班次、模块化预装配及整合上游供应链扩产,用利润转投资;美国佛罗里达叶片工厂增6万平方英尺、人员从200人到450人,应对PCG和HOMET叶片产能吃紧。b. GE投10亿美金加强燃机板块,资金用于叶片、涡轮盘等上游部件,扩张装配线、与上下游预沟通/付预付款保障产能,南卡罗来州格林维尔工厂数字化升级,增幅约45%。c. 三菱最激进,计划产能增2倍,日本吴工厂、横滨工厂实质性扩产,目标27年产能翻番,产能利用率85%,扩展空间大。扩产考量因素包括:需维持健康现金流与利润率(管理层核心任务);重型装备投资金额大、建设周期长;下游需求能见度高(燃机等领域结构性增长、处于周期性高点,数据中心需求火爆但传统发电市场波动性较大)。
8、燃气轮机零部件与国产化
·零部件价值占比:燃气轮机按功率分为重型、中型、小型及航改机,各类型零部件价值占比不同:重型燃机(功率100兆瓦以上):热端部件占40%-50%(含涡轮叶片/喷嘴25%-30%、燃烧室10%-12%),压气机部件占20%-25%(含转子/轴承8%-10%),控制系统及辅机占18%-20%,进气/排气占5%-10%,总装测试占8%-10%;中型燃机(功率30-100兆瓦):涡轮叶片占20%-25%,燃烧室占8%-10%,压气机组占20%-22%,转子及轴承占7%-9%,控制及辅机占20%-23%,进气和排气占6%-8%,总装占10%-12%;小型燃机及航改机(功率3-50兆瓦):压气机或涡轮占35%-40%,燃烧室占8%-10%,动力涡轮占5%-8%,控制系统跟辅机占22%-25%,齿轮箱及传动系统占10%-12%,模块化机箱及辅助占10%-12%。
·叶片供应链结构:全球燃气轮机叶片供应链由头部企业主导:PCC、Howmet及瑞斯威斯合计占70%-80%份额,其中PCC占35%-40%,Howmet占25%-30%;第二梯队为GE、西门子、三菱等主机厂自供,主要供应核心型号及新生代产品,占20%-25% 份额。
·国产化进展:燃气轮机供应商认证需经历“三供→二供→一供”流程:三供为原材料/毛配料,2-3年后晋级二供(非核心部件/粗加工件),再2-3年成为一供(核心部件/共同研发),全程需2-4年。国内厂商已逐步进入供应链:应流股份进入西门子体系二供,未来2-3年将晋级一供;万泽股份在高温合金及精密锻造领域具备优势;航宇科技、中航重机涉及盘片、机闸、主轴;东方电气、上海电气参与燃烧室、喷油嘴环节;中国一重、豪迈科技涉及大型结构件。
9、余热回收系统市场情况
·HRSG需求与市场玩家:HRSG因与大型燃机1:1配置,而大型燃机产能缺口大,导致其需求缺口显著,短期无法跟上市场订单需求;其配备系统要求高蒸汽参数、压在热系统,对部件价值及复杂度要求高。市场玩家中,国际玩家包括GE的Dawson HRS(占市场份额15%-25%)、美国Notal Ericsson(10%-18%,北美市场强,给西门子、GE核心供货)、巴威(8%-15%)、比利时CMI energy(6%-12%)、三菱(给JAC或M50机型配套,6%-12%)等;中国厂商中,性质节能给金翼、西门子、三菱、阿尔斯通等配套;柏银特汉在越南建12条生产线,4条已满产、8条在建,计划26年扩产给金益北美市场配套;尔滨锅炉、杭州锅炉、无锡华光等合起来占6%-12%,均想进入该体系。
Q&A
Q: 全球燃气轮机市场空间及下游应用占比情况,尤其是AIDC领域的占比如何?
A: 全球燃气轮机市场金额口径年规模约220-300亿美金,GW口径年新增未来将达约80吉瓦。2025年北美市场需求引领全球,当下需求量45-50吉瓦,2028年将攀升至60-65吉瓦;过去三年GW数维持在40-60吉瓦,下游应用场景稳定。2024年AI数据中心及算力领域需求增长最快,占全球新需求的20%-25%,对应市场空间45-70亿美金。下游应用占比中,发电领域为核心场景,占65%-70%;工业领域占20%-25%;船舶推进占5%-10%。
Q: 未来5年全球发电市场对应的燃机需求规模如何?新增用电需求中通过自建或配套电源解决的比例是多少?自备电源方案中燃机、内燃机、柴油机组等的占比及优劣势分别是什么?
A: 未来5年全球年均发电需求约250~300吉瓦,受数据中心2030年前至少翻倍、存量老旧机组退役及能源转型驱动,新装机需求逐步增高。新增用电需求方面,北美2023年25%~30%的数据中心采用自建或配套电源解决,工业、云集团等新增负荷中30%~40%通过此方式解决。自备电源中,燃机占比40%~45%,可靠性高,是大型AIDC及工业自备的主流选择;燃气内燃机占30%~35%,适用于中等规模或要求高热电量产的场景,可通过模块化快速形成分布式连接;储能系统占15%~20%,主要与燃机互补,用于调节、调频或削峰填谷;柴油机组占比10%以下,主要作为紧急备用,因排放、污染及燃料成本高,市场份额正被侵蚀。
Q: 未来3~5年数据中心项目中,行业业主方对燃机机型的选择占比情况及大型重型燃气轮机的份额变动趋势如何?
A: 数据中心燃机选型由客户终端应用场景及体量决定,超大规模Hyper scale AIDC倾向选择几百兆瓦级大型重型燃气轮机以获取更高效率;但因重型燃机交付期长达2~3年且短期内无法缓解,部分客户转向多台中型航改机或中小燃机并联以缩短交付时间、分期投入。中小型或快速部署场景中,客户为抢滩市场更偏好多台中小燃机、航改机或内燃机并联,模块化设计便于维护且交付更快。总体来看,虽受交付周期影响,数据中心对快速到货机型有侧重,但从应用场景及投资回报率出发,大型重型燃气轮机仍因单机效率更高、投资及建设周期回报率最优,仍是核心选择方向。
Q: 重型燃机与中小燃机在数据中心场景的使用占比是否有大概统计?
A: Google、Amazon、Microsoft、Meta等科技大厂采购时仍倾向选择重型燃机,但受交付周期及成本因素影响,目前偏好通过中小燃机模块化方式提前部署,待重型燃机交付负荷缓解后再替换。从供应端卖方市场看,重型燃机占比约60%~70%,中小燃机占比约30%~40%。
Q: 从客户结构来看,科技大厂、公用事业等类型客户的采购占比情况如何?各类型客户的采购意愿有哪些变化?
A: 历史上客户以公共事业企业、独立IPP发电商为主,占比约60%;当前科技大厂成为采购主力之一,份额达30%-40%,部分区域超50%。新增比例方面,公共事业及IPP的大型机组占并网新增的40%-60%,科技大厂或云厂的新增项目数按区域也占40%-60%。科技大厂短期偏好中小燃机、航改机,主要因这类设备具备快速部署、灵活性高、扩展性大(更多实时纪要加微信:aileesir)的特点,可满足数字化智能化运营、燃料灵活性及ESG碳中和目标,优先选择快速并网、分期投运;长期则考虑重型燃机,因其效率更高,可适应连续高负荷场景,是当下最优选择。
Q: GE、西门子、三菱等燃机主机厂的燃机产品在重燃、中小燃及工业等场景下的各自优势领域及相关情况如何?
A: GE、西门子、三菱合计占全球大功率燃机市场70%-75%份额,均处于订单及产能扩张阶段,交付排产至2028-2030年。GE航改型燃机全球领先,适用于快速分布式能源及调峰场景,重型燃机优势显著,应用于发电、船舶等场景,战略重点为重型燃机+航改机,北美市场表现强势;产能从19吉瓦扩至2025年20吉瓦,2028年计划扩至24吉瓦。西门子在高效联合循环发电及工业驱动场景底蕴深厚,发电、工业领域在欧洲、中东、亚洲表现突出;在手订单约1380亿欧元,产能利用率超90%,通过德国、美国工厂及叶片工厂提升效率,计划2年内基于2024年产能提升30%。三菱重工核心优势为大型重型燃机及先进燃机联合循环方式,市场优先区域为亚洲、中东,北美市场正在拓展但体量不及前两家;扩产计划最激进,拟在2020年基础上增两倍,2025年上半年已获23台订单。订单结构方面,GE订单金额中50%-60%为重型燃机、40%-50%为中小燃机,订单台数中30%-40%为重型燃机、70%左右为中小燃机;西门子订单中重型燃机占60%-70%、中小燃机占30%-40%;三菱订单中重型燃机占80%-90%、中小燃机占10%-20%,订单台数中重型燃机占70%-80%、中小燃机占20%-30%。
Q: GE、西门子、三菱三家主机厂产能扩张环节的国产瓶颈主要有哪些?
A: 三家主机厂产能瓶颈均不在总装环节,而在上游核心部件环节。最大瓶颈是高温合金锻件、涡轮叶片及高温合金涡轮盘,这些部件主要由PCC、霍尼韦尔等巨头供应,制造周期18-24个月,技术壁垒高且扩产速度低于下游需求;其他瓶颈包括镍基高温合金、陶瓷基复合材料等特种材料供应不足,以及大型熔炼炉、低温锻压机等长周期设备交付周期达18-24个月以上。当前最核心的瓶颈仍为上游核心部件。
Q: GE、西门子等头部燃机厂商订单饱和且扩产周期慢的背景下,需求是否会流向有冗余产能的中小燃机厂商?未来几年中小型燃机厂商的市场份额是否有较快提升的趋势?
A: 燃气市场可分为三个梯队:第一梯队为GE、西门子、三菱,占市场份额70%~75%,目前产能满载,订单已排至2028年,交付受供应链周期影响;第二梯队包括阿塞尔多、Solar Tabs、川崎重工、Main Energy Solution等,占15%,在特定区域及机型具备竞争力;第三梯队为东方电气、哈尔滨电气、上海电气等,占7%,主要服务本土市场并推进海外扩张。由于头部寡头产能受限,需求将逐步从第一梯队外溢至第二梯队,再进一步外溢至第三梯队;第三梯队凭借成本及交货期优势,正通过出海扩张打入供应链,未来市场份额有望逐步提升。
Q: 若282、283年第一梯队厂商产量恢复,此前接收外溢订单的第二、第三梯队是否会出现回归第一梯队的趋势?
A: 从历史数据及当前场景看,GE、西门子、三菱三大寡头市场占比仍较高,其交付可靠性、供应链韧性等竞争优势显著,地位暂难撼动。第二梯队在区域性市场、特定功率或应用场景具备竞争优势,市场份额将有所上浮。第三梯队成本优势明显,正逐步加入第一、第二梯队的备选或成套供应商体系,技术成熟后将冲击前两梯队市场份额,但整体市场格局仍将保持梯队化分布。
Q: 行业上一轮资本开支的警惕度变化情况如何?本轮主机厂明确扩产的信号是什么?
A: 行业主机场扩产风格差异显著。西门子最保守,在产能利用率超90%、型号排产至2829年、手握1380亿欧元订单的背景下,计划两年内产能提升30%、未来最高35%,通过优化流程、增加班次、模块化预装配及整合上游供应链实现,投资来自利润转投;其美国佛罗里达叶片工厂将扩至6万平方英尺,员工从200人增至450人,以应对PCG与HOMET的叶片产能吃紧。金益投资10亿美金加强燃机板块,资金用于上游叶片、涡轮盘产能及装配线扩张,通过支付预付款保障产能,并对南卡罗来州格林维尔工厂进行数字化升级以提升供应链能效、产能利用率及成品率,产能增幅约45%。三零最激进,计划2027年产能翻番,日本吴工厂、横滨工厂已实质性扩产,其产能利用率约85%,主要看重现有服务合同及未来计划。背后逻辑方面,资本开支需优先考量股东健康现金流与利润率;重型装备投资单体金额大、建设周期长;下游需求能见度高,虽数据中心需求火爆,但传统发电市场波动性较大,故各家扩产节奏不同。第二梯队产能体量在10几瓦以下,合计市占率约15%,计划将产能提升20%-30%以拉动产业链。
Q: 上海电气燃气轮机能否出口美国?出口是否受专利限制?
A: 上海电气燃气轮机各类机型中,F主机型典型功耗300-400兆瓦,核心应用于国内大型电站,具备总承包及集成能力;目前正推进扩张,包括获取国际能源认证,可参与全球一站式解决方案竞标。
Q: 燃气内燃机的提供厂商有哪些?该产品是否全球产能紧张?燃机与上游零部件自25年以来的涨价情况如何?
A: 燃气内燃机提供厂商按梯队划分:第一梯队为GE、西门子、三菱;第二梯队为阿萨多、索尔、Solar Town、川崎重工、Man Energy;第三梯队为海力亚、商电亚及乌克兰部分公司。该产品全球产能紧张,燃机与上游零部件自24年之前已体现涨价趋势,24-26年涨价范围约8%-15%;25年以来延续涨价趋势,未来将保持结构性涨价,涨幅预计10%-15%以上,主要体现在两方面:一是新机组设备,新订单含价格调整条款,通过收取溢价、多收预付款等方式涨价;二是长期服务协议,主机厂通过绑定稀缺产能提升服务协议价格及利润率,包括备品备件在内均有涨价。
Q: 数据中心主流功率等级及分布式燃机备用电源采用的方案是什么?
A: 数据中心客户端偏好因规模不同有所差异,大型AI DC的Hyper scale优先选择重型燃机,因其稳定性、能耗可靠性及效率最高,全生命周期成本更优;当重型燃机产能不足时,会选择中小型燃机及辅助软件替代。典型超大型数据中心负荷200~500兆瓦时会配比相应机组。预计2028年北美AI数据中心累计新增电网负荷25~40几瓦,对应发电机装机需求为其2倍。因数据中心对电力可靠性及部署速度要求极高,目前采用电力先行模式,电力公司、发电方与数据中心运营商形成联盟,先规划投资抢占市场,后续优化持有周期。
Q: 燃气轮机官方售后服务及保修期通常为多少年?过保修期后全球范围内仍在运行的燃气轮机装机量估计有多少兆瓦?
A: 燃气轮机保修期及售后服务期限取决于长期服务协议约定,通常为20年、25年甚至30年,协议期内机组持续运行。当前市场维保服务参与主体分为三梯队:第一梯队为主机厂,通过长期服务协议提供绑定式维保;第二梯队为客户端自建小组,负责定期检查、简单维修及主机厂远程支持;第三梯队为第三方机构,提供测试、维修、认证及二手机利用等服务,催生了二手设备市场,部分客户已在洽谈存量二手设备再利用。供应链合作方面,新供应商需从尾端配件、客户端维保服务等环节切入,先进入第三梯队供应商,经两年考察后进入第二梯队,再经两三年考核期方可进入第一梯队。
Q: 公司目前在欧洲市场的市占率情况,以及未来设备与耗材的欧洲市场发展趋势如何?
A: 欧洲市场运营模式区别于美国的独家代理模式,通过子公司及本土化员工自主开拓。西班牙、意大利市场一直以来表现较好,今年西班牙对欧洲区域贡献度较高;法国市场起量速度较快。公司未明确披露欧洲市场市占率情况。今年前三季度欧洲耗材端同比增速约35%,呼吸机端增速不到10%。随着本土化进程提速及云平台解决代理商定制化需求,未来欧洲设备与耗材均有望提升,公司对明年欧洲市场增速抱有极大期望。
Q: 叶片环节全球供应链份额情况,以及国内切入该供应链的公司及份额如何?
A: 全球叶片供应链中,PCC、Homag、瑞斯威斯为核心供应商,合计占70%-80%;GE、西门子、三菱等主机厂自供核心型号及新生代产品,占20%-25%。国内方面,应流股份占4%-6%,已进入西门子等体系;万泽股份占2%-4%,具备高温合金、精密锻造能力,供应国内高端型号。
Q: 公司目前在欧洲的市占率情况,以及未来设备与耗材的欧洲市场发展趋势如何?
A: 欧洲市场通过子公司及本土化员工自主开拓,西班牙、意大利市场表现较好,西班牙对欧洲区域贡献度较高,法国起量速度较快。今年前三季度欧洲耗材端同比增速约35%,呼吸机端因今年刚对接云平台拓展市场,增速不到10%。未来随着本土化进程提速及云平台解决定制化需求,设备与耗材均将增长,公司对明年欧洲市场增速抱有极大期望。
Q: 一供、二供的定义是指份额还是梯队层级?
A: 一供、二供指梯队层级,三级为入门门槛,仅能提供原材料及非核心件毛坯加工。
Q: 数据中心燃气一般需要余热回收吗?
A: 数据中心燃气余热回收需1:1配套HRSG,每台燃气轮机均需配备一台HRSG。当前大型燃机产能紧缺,导致HRSG产能缺口显著;2024-2026年,受前期燃机配置需求拉动,HRSG将同步(更多实时纪要加微信:aileesir)增长,但供给端短期难以满足订单需求,未来需求将显著上涨。HRSG系统需适配高蒸汽参数及压热系统,对部件价值和复杂度要求较高。市场包括EMR、Road Ethic、GE、BMW、BHI及西门子能源等国际玩家,其中Stein Power旗下Dawson HRS为第一梯队;美国尼尔森占10%-18%,为西门子、GE核心配套商;美国巴威公司占8%-15%;比利时CMI Energy、我们的Energy业务及三菱各占6%-12%。国内企业中,性质节能为金翼、西门子、三菱、阿尔斯通等配套;柏银特汉在越南设厂,计划为金益北美市场配套;哈尔滨锅炉、杭州锅炉、无锡华光等地方性企业合计占6%-12%,目前正试图进入该体系。
Q: 西门子年度叶片采购量情况,及主要供应商的份额占比如何?
A: 西门子叶片采购基本盘分配为,PCC占30%~35%,Howmet占25%~30%,自给部分占15%,中国企业占3%~4%,目前正在进行供应商梯队建设。
Q: 公司给中国厂家的订单金额是否有绝对值的量化数据?
A: 公司给中国厂家的订单金额目前约为20亿。
免责申明:以上内容不构成投资建议,以此作为投资依据出现任何损失不承担任何责任。