燃气轮机行业：国内微、轻型燃气轮机已实现自主化 重型领域国产替代空间大

一、燃气轮机行业相关定义

燃气轮机（Gas Turbine）是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械，包括压气机、燃烧室、透平三大核心设备。其工作原理为：压气机从外部吸入空气，空气从燃气轮机进气口进入，通过压气机叶片升压，压缩后送入燃烧室，同时燃料(气体或液体燃料)也通过燃料喷嘴喷入燃烧室,与高压空气进行混合后燃烧。燃烧生成的高温、高压烟气受热后膨胀,经过导流后与透平叶片接触,气体在接触过程中逐渐膨胀，推动透平叶片带动主轴旋转，实现热能转化为机械能。

根据观研报告网发布的《中国燃气轮机行业发展现状分析与投资前景研究报告（2025-2032年）》显示，燃气轮机在电力、能源开采与输送、舰船以及分布式能源系统方面应用广泛，是关系国家安全和国民经济持续增长的重大动力装备，被誉为工业制造领域“皇冠上的明珠”，是展现一个国家先进科技水平、强大军事实力和综合国力的重要标志。

燃气轮机外观

资料来源：《中国战略性新兴产业研究与发展·燃气轮机》，观研天下数据中心整理

燃气轮机的分类方式多样。按照使用对象可以分为航空发动机、舰船用燃气轮机、工业用燃气轮机。按照功率范围可以分成重型燃气轮机、中型燃气轮机和轻型燃气轮机。其中重型燃气轮机主要用作于城市电网，中型燃气轮机主要用作于工业发电、船舶发电、管道增压、坦克机车等，轻型燃气轮机主要用作于分布式发电。此外，重型燃气轮机可以按燃烧温度分级，E级、F级、G/H、J级燃气轮机的透平转子进口温度分别在1200℃、1300℃、1400℃、1600℃。

资料来源：观研天下数据中心整理

二、燃气轮机特点分析

燃气轮机发电凭借项目建设速度快、发电稳定、启动速度快，碳排放低，成本较低等优势。

优势 1：相比核电，气电项目建设速度较快。

根据 2024年8月世界核能协会（WNA）发布的《2024 年世界核电厂运行实绩报告》，2023年开始供电的核反应堆平均建设周期为 115 个月（约 9-10 年），高于2021年的88个月和2022年的89个月，也高于近年来的平均水平。相比之下，气电项目的建设时间较短。根据国金数字未来实验室统计，美国 2020年后投产的500MW以上功率的气电站建设周期均在 4 年以内，大多在 3 年以内。目前数据中心的建设周期通常在 2-4 年，气电站的建设周期与数据中心匹配，功率也可完全覆盖。此外，美国气电站建设技术成熟，目前美国主流的新一代 F 级、H 级、J 级燃气轮机从 2010 年便已开始建设，目前技术成熟，因此也不存在等待商业化的过程。

优势 2：相比光伏和风电，美国气电项目的审批时间更短，且发电更加稳定。（1）根据BERKELEY LAB，凭借占地面积小、建设周期短、清洁高效等众多优势，近年来美国新增气电项目申请并网许可的等待时间显著下滑，2023 年已下滑至 10 个月左右，相比之下，风电和光伏项目需要等待 30 个月以上，气电项目建设的响应速度更快。此外，风电和光伏发电具有一定的季节性和周期性，而数据中心的高商业价值要求其需要 365 天*24 小时具备稳定的电源，相比之下，燃气轮机发电更加稳定。

优势3：相比柴油机发电，燃气轮机具有启动速度快、易于部署、发电品质好、节能环保、维护方便等优势。燃气轮机从启动到满负荷运转仅需 20 分钟，热态启动速度更快，可以在 1 分钟内快速发电出力。同时，燃气轮机易于部署，相同功率下，燃气轮机比柴油机尺寸小，重量轻，占地面积小。此外，燃气轮机结构简单、运动部件少，可靠性高，日常维护费用低于柴油机。其操作方便且可实现无人值守监控，维护工作量小，运行成本低。

资料来源：观研天下数据中心整理

燃气轮机启动速度快、易于部署、发电品质好、节能环保、维护方便

资料来源：《联合循环单轴调峰机组快速启动研究》，《燃机电厂黑启动与保安柴油发电机组配置方案及启动方式研究》，科学网，工联网，观研天下数据中心整理

相比柴油机，燃气轮机更加易于部署

资料来源：观研天下数据中心整理

优势4：气电发电建设成本相对较低。平准化度电成本LCOE（Levelized Cost of Energy），是对项目生命周期内的成本和发电量进行平准化后计算得到的发电成本，即生命周期内的成本现值/生命周期内发电量现值，一般以兆瓦时（MWH）为单位，一兆瓦时等于1000度电（KWH），常被用于比较和评估不同发电方式之间的综合经济效益。根据IEA，2020 年美国气电项目平准化度电成本为45美元/兆瓦时，在各类发电方式中处于较低水平。此外，据EIA预测，到2028年，美国气电的LCOE平均为42.72美元/MWh，较2020年成本进一步下滑，气电项目经济性较为突出。

中国燃气轮机产业经历了自主研制-合作生产-技术引进-核心技术突破四个阶段。

三、燃气轮机行业产业链图解

燃气轮机产业链涵盖上游原材料及零部件制造、中游整机制造与组装、下游应用及运维服务等多个环节。燃气轮机上游主要材料包括各种高温合金、铝合金、钛合金及复合材料等。燃气轮机由压气机、燃烧室与燃气涡轮组成，常见零部件包括机匣、叶片、涡轮盘、轴等。

产业链中游主要涉及整机制造与集成，将各个零部件进行筛选、设计、组装，形成完整的燃气轮机系统。整机制造商需要具备强大的设计、制造和集成能力，确保燃气轮机的性能、可靠性和安全性。

产业链下游主要为下游应用和运维服务，应用方面涉及电力、油气、交通运输、冶金、数据中心和军事等多个领域。运维服务主要是燃气轮机在运行过程中需要定期的维护和修理，以确保其稳定性和寿命。后市场服务包括维护保养、维修及升级等服务，是燃气轮机产业链的重要组成部分。

资料来源：观研天下数据中心整理

四、中国燃气轮机行业发展历程回顾

（一）自主研制：

我国自20世纪50-70年代开始进行燃机研发，此阶段以苏联技术为基础走自主研发、设计和实验的技术路线。例如，1956年，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。

（二）合作生产：

20世纪80-90年代，主要走仿制路线，合作生产，不再自主研制，国内燃机研发一度停滞。例如，1986年，成都发动机公司与美国PW和TPM公司开展合作，将JT8D航空发动机改型为FT-8燃气轮机功率提升到24MW，达到了当时的世界领先水平。

（三）技术引进：

2001-2007年，我国三次“打捆招标”，以市场换技术，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、西门子和GE合作，引进F级重型燃气轮机。

东方电气：东方电气于2003年开始与三菱重工合作，引进重燃技术，并于同年取得国家第一捆打捆招标10台M701F3机组订单，通过这次合作，东方电气获得了三菱燃机制造技术的许可证，并开始对第一台燃机机组进行国产化研制。2004年，东方汽轮机和三菱动力合资成立三菱重工东方燃气轮机（简称：东方三菱），由三菱动力持股51%，东方汽轮机持股49%（东方三菱为东方汽轮机的联营企业）。

哈尔滨电气：根据GEV官微，2003年，哈电与GE签署9FA重型燃机技术转让协议，标志着哈电集团在国内率先进入F级重燃及联合循环发电设备制造领域。2004年，哈电秦皇岛出海口基地成功组装并发出第一台9FA，并于05年在浙江投入运营。2011年，哈电与GE签署9FB03重型燃机技术转让协议。2015年，GE与哈电签署协议，计划组建重燃合资企业。2018年，合资公司哈电通用燃气轮机（秦皇岛）正式成立，哈尔滨电气和GE各持股50%（哈电通用秦皇岛为哈尔滨电气的合营企业）。

上海电气：2005年，上海电气和西门子合资5500万欧元成立上海西门子燃气轮机部件有限公司，西门子持股51%，上海电气持股49%（联营企业）。根据工业能源圈，上海电气计划凭借西门子转让的技术，生产燃烧室和高温透平叶片等核心部件，但由于在技术转让方面不及预期，上海电气从2014年开始转为计划通过收购其他燃机公司的方式来获取燃机核心技术，与西门子的合资公司后于2018年注销。2014年，上海电气以4亿欧元（约合32亿元）收购了意大利安萨尔多40%股份，组建了合资公司上海电气燃气轮机，上海电气持股60%（收入并表），安萨尔多能源持股40%，主营重燃及其发电设备、辅助系统及零部件，产品包括F级、E级、小F级等重型燃气轮机，以及新研发的燃气轮机、升级改造与服务业务，目前上海电气已成长为国内掌握重型燃气轮机核心技术的领先者。

根据2021年《中国战略性新兴产业研究与发展·燃气轮机》，经过多年发展，三家公司的引进机组国产化率不断提高，东方电气国产化率已达90%。然而国外企业向我国转让的燃机技术主要局限在冷端部件制造和整机装配等低附加值部分，对于燃气轮机设计、热端部件制造、控制系统等核心技术则进行严密封锁，国内燃机核心技术突破势在必行。

（四）核心技术突破：

为确保核心技术自主可控，东方电气自2009年开始进行50MW燃气轮机的自主研制。其后，我国政策不断支持“两机”（航空发动机、燃气轮机）产业发展。2012年设立两机专项，2015年“两机”项目首次被写入政府工作报告，同年国务院提出《中国制造2025》，明确提出组织实施航空发动机及燃气轮机等一批重大工程。在2016年公布的“十三五”规划纲要中，“两机”项目被列入“科技创新2030——重大项目”。

经过10余年核心技术突破，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。此外，在G50研发基础上，我国自主研发F级15兆瓦重型燃气轮机G15燃机研发周期大大缩短，2019年底项目启动，2024年7月4日总装下线，2024年11月在四川德阳一次性点火成功，这标志着我国重型燃气轮机实现小型化新突破。

中国燃气轮机国产化历程中的重要时间节点

资料来源：观研天下数据中心整理

五、中国燃气轮机行业主要政策法规

目前，我国燃气轮机国产化替代仍在路上。与全球市场相比，我国燃气轮机行业起步较晚，曾长期处于被“卡脖子”的状态，燃气轮机核心技术、装备等严重依赖进口。但在国家政策大力推动下，燃气轮机国产化进程不断推进。目前，我国已具备微型、轻型燃气轮机自主化设计与制造能力，国内整机厂商包括上海电气、东方电气、哈尔滨电气。但在重型燃气轮机领域，与美国、德国等国家相比还有较大差距，市场竞争格局主要由通用电气、三菱重工、西门子等外资企业占据，国产替代空间较大。

我国发布多项政策支持燃气轮机行业发展

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六、中国燃气轮机行业需求主体分析

燃气轮机性能优越，行业的需求主体多元化，涉及电力、油气、交通运输、冶金、数据中心和军事等多个领域。随着全球能源结构的转型和清洁能源的崛起，燃气轮机以其高效、环保、灵活的特点，将在更多领域发挥重要作用。特别是在电力行业，燃气轮机作为发电、调峰和备用电源的重要设备，其市场需求将持续增长。具体从下游应用情况来看，目前发电为燃气轮机主要应用领域，下游应用达到了32%；其次是油气领域，占比为 29%，舰船等其他领域占比39%。

数据来源：观研天下数据中心整理

燃气轮机广泛应用于发电、工业驱动、舰船动力等领域

资料来源：观研天下数据中心整理

七、中国燃气轮机行业市场规模

燃气轮机广泛应用于电力、石油化工、航空航天、海洋工程等多个领域。近年来，随着能源需求的不断增长和清洁能源的崛起，燃气轮机的重要性和应用范围日益扩大。特别是在我国，随着能源结构的调整和优化，以及工业现代化的推进，燃气轮机市场规模持续增长。2020-2024年，市场规模从539.45亿元增长至847.02亿元，2024年同比增长10.23%。预计未来几年，随着中国经济的持续发展和能源需求的不断增加，燃气轮机市场规模将继续扩大。特别是在电力、石油化工、航空航天和海洋工程等领域，燃气轮机市场需求将保持快速增长。

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