订单翻倍！人工智能电力需求飙升，燃气轮机产业链全面解读！
01产业驱动因素
①人工智能用电快速增长，燃气轮机成为快速满足需求的首选方式
人工智能在成为全球新一轮技术高地的同时，AI应用领域也是能源消耗大户。
传统数据中心功率约为10-25兆瓦，专注于AI领域的超大规模数据中心功率可以高达100兆瓦，一年的耗电量相当于十万户家庭的用电量。
这些用于AI计算的加速服务器占据全球数据中心用电净增量的近50%，预计用电量年均增速达到30%，也成为全球用电量增长的主要因素。
根据IEA预测，全球数据中心用电量预计将从2024年大约4150亿千瓦时增长到2030年的约9450亿千瓦时，并且占到全球总用电份额的3%。
然而，风电、核电、水电、地热等电力项目的审批和建设周期长达五年甚至十年以上，难以迅速填补电力缺口。
短期来看，燃气轮机部署周期短至1-2年，和新建数据中心的周期高度一致，成为满足数据中心电力需求的首要选择。
②成本优势回归，重点企业订单增长，产业链迎来新的景气周期
在2024年高达30856TWh的全球发电量中，天然气发电市场份额占到约22%，仅次于煤炭发电，位居第二。
不过，2020年开始欧洲和美国天然气价格大幅飙升，导致此后一段时间的燃气发电成本飙升，使得相关的燃气轮机新增订单受到明显影响。
2024-2025年，随着天然气供应增加，以及北半球冬季气温相对偏高，市场需求不及预期，欧洲和美国天然气价格回落，燃气发电经济性得以恢复。
2024-2026年，全球燃气轮机平均每年需求预计维持在60GW左右，明显高于上一轮周期40-50GW的需求，全球燃气轮机产业恢复高景气度表现。
02产业全景图
03上游产业链
03-1高温合金
燃气轮机的上游原材料主要以高温合金、钛合金等特殊合金为主。
这主要是因为镍基或钴基高温合金才具备耐高温、抗腐蚀、高强度等特性，只有这些高温合金才能满足燃气轮机在1500℃的极端高温和高速转动环境。
钛合金等非高温合金则是用于燃烧室之外的非核心结构，能够起到支撑燃气轮机核心结构的作用，保障核心结构的稳定运行。
如今，陶瓷基复合材料等一些新型复合材料也在不断得到应用，可以进一步提升轮机的耐热和轻量化性能。
03-2核心零部件
燃气轮机的核心结构主要由压气机、燃烧室、涡轮三大部分组成。
从燃气燃烧过程来看，空气从入口进入压气机，压气机利用前排叶片把进入的空气压缩为高压空气，为后续燃料燃烧助燃。
中间部分是燃烧室部位，天然气等燃料和空气在燃烧器里面充分混合，燃烧产生高温燃气，从而使燃料蕴藏的化学能转化为动能。
最后则是涡轮结构，也就是透平，也是高温空气膨胀做功产生涡轮高速转动的部件，随后燃气排出燃气轮机。
以往这些核心零部件的主要玩家大多是海外铸锻件企业，如今主机厂产能扩张，这些核心零部件扩产周期又比较长，国内厂商借此机会进入供应链。
03-3相关标的
①斯瑞新材：国内高性能金属材料领军企业，公司产品稳定供应给国内主要的高温合金制造商，最终应用于通用电气（GE）、西门子能源等全球燃气轮机巨头产品。
②钢研高纳：公司专注于高温合金产品业务，可用于制造航空发动机、燃气轮机等热端核心部件，是国内高温合金领域技术水平最为先进、种类最为齐全的龙头企业。
③万泽股份：公司主营高温合金、精密铸造叶片等业务，拥有从材料到部件的全流程量产能力，实现向GE等主机厂的供货。
④应流股份：主营技术壁垒最高的涡轮叶片业务，并且高温合金材料自给率提升到70%，是GE和西门子的核心供应商。
⑤豪迈科技：公司拥有燃气轮机缸体、环类零件、轴承座等核心产品，实现向GE、三菱重工等头部企业供货，相关业务成为主要业绩增长点。
⑥派克新材：公司环形锻件、模锻件等产品可用于压气机、燃烧室等燃气轮机核心部位，已经成为西门子战略合作伙伴。
⑦联德股份：公司燃气轮机业务已经实现小批量供货，成功用于卡特彼勒子公司Solar Turbines 的中小级燃气轮机产品。
04中游产业链
04-1主机厂三足鼎立
从全球产能来看，燃气轮机行业头部集中度极高，整体呈现三足鼎立的格局。
从2024年全年燃气轮机的新增装机量来看，通用电气（GE）占比高达34%，三菱重工占比27%，西门子能源占比为24%，三家合计达到85%。
从在建产能来看，三大巨头在建产能也占到全球燃气轮机总产能的大约2/3，此后相当长的时间内依然决定了燃气轮机的供应。
它们的产能扩张也成为国内上游供应商的发展机遇，成为相关企业的业绩增长来源。
04-2国内厂商
和全球三巨头相比，国内燃气轮机企业还没有达到与之同台竞争的高度。
一方面，国内高温合金材料起点低、起步晚，需要持续攻克一系列技术和工艺壁垒，这些都需要时间积累。
另一方面，国内早期能源以煤炭为主，天然气储量和产能又相对偏低，能源结构决定了燃气轮机并非优先发展方向。
随着国内材料体系的进步和天然气发电量的提升，目前已经具备微型、轻型燃气轮机量产能力，同时在重型燃气轮机领域加速追赶。
04-3相关标的
①杰瑞股份：公司燃气轮机产品型号齐全覆盖3-50MW，2025年成功实现燃气轮机发电机组设备在北美数据中心市场的突破。
②东方电气：重型燃气轮机国产化的中军，2022年完成全国产化的F级50兆瓦重型燃气轮机发运，又实现300兆瓦级F级重型燃气轮机点火。
③上海电气：国内电力设备龙头企业，通过收购获得燃气轮机技术，成为西门子燃机在国内的总成商。
05下游产业链
从燃气轮机终端应用来看，电力和公共事业部门的市场份额超过90%，发电仍然是它最大的应用场景。
从全球范围内来看，北美、欧洲和亚太地区的燃气轮机市场占全球燃气轮机份额的90%，美国的数据中心和亚太地区能源转型成为主要增长需求。
2024年全球燃气轮机市场规模为281.4亿美元，受到全球电力需求增加的推动，预计2034年市场规模将达到550亿美元，接近翻倍。
06发展趋势
整体来看，燃气轮机产业符合全球清洁能源的发展方向，人工智能对电力的爆发式需求又成为产业链加速发展的核心驱动力，迎来高景气周期。
本文引用参考图片和文献：西南证券、第一创业证券、东吴证券、海通国际证券、国金证券、Wind、同花顺、行行查、萝卜投研数据网站、各公司公开资料，不代表本人立场，不构成投资建议。
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