AI+燃氣輪機，未來如何？

深度融合的時代背景下，全球AI數據中心的規模正經歷著迅猛擴張。這一擴張態勢猶如一場洶涌澎湃的浪潮，對全球電力供應體系產生了深遠影響，其中最為顯著的便是電力消耗的急劇增加。

目前，全球AI數據中心的大規模擴張已然成為既定事實。據高德納預測，在2023-2027年這一關鍵時期，全球AI服務器的用電量將呈現出驚人的增長曲線，從195太瓦時大幅躍升至500太瓦時。如此巨大的電力需求缺口，使得尋找高效、穩定且可持續的電力供應方案迫在眉睫。而燃氣輪機，憑借其獨特的性能優勢，正逐漸步入人們的視野，成為解決AI數據中心電力供應難題的有力候選者。

燃氣輪機具備一系列令人矚目的優勢。首先，在項目建設周期方面，它展現出了極高的效率，能夠在相對較短的時間內完成從規劃到建設再到投入使用的全過程，這對于分秒必爭的AI數據中心建設而言，無疑具有巨大的吸引力。其次，其發電穩定性堪稱卓越，能夠為AI數據中心提供持續、平穩的電力輸出，有效避免因電力波動而對數據運算和存儲造成的潛在風險。再者，燃氣輪機的啟動速度極快，能夠在瞬間響應電力需求的變化，及時應對突發的電力高峰。在環保意識日益增強的當下，燃氣輪機的低碳排放特性也使其脫穎而出，契合了全球可持續發展的戰略目標。與此同時，相較于其他一些發電設備，燃氣輪機在成本控制方面也具有一定的優勢，這使得其在經濟層面具備了更高的可行性。綜合以上諸多優勢，燃氣輪機在未來極有可能成為AI數據中心領域供電的核心方案之一，其長期需求也將呈現出穩步上行的良好態勢。

從全球燃氣輪機市場的銷售數據來看，增長趨勢清晰且顯著。在2019-2023年期間，全球燃機銷量從39.98GW逐步攀升至44.10GW，年復合增長率（CAGR）達到了2.49%。更為值得關注的是，三菱重工預計在2024-2026年，全球燃機年均銷量將達到60GW，與2023年相比，提升幅度高達36%，增長速度明顯加快。聚焦美國市場，在2025-2027年，AI新增用電所對應的燃機新增裝機需求預計分別為12GW、15GW和18GW，同比增長率分別為47%、25%和20%，繼續保持著高增長的強勁勢頭。這些數據充分表明，燃氣輪機市場在全球范圍內正處于蓬勃發展的上升期，尤其是在AI數據中心擴張所帶來的電力需求刺激下，展現出了強大的市場活力和增長潛力。

圖表：預計2024-2026年全球燃氣輪機銷量均值為60GW，較23年提升36%

數據來源：中研普華產業研究院整理

2023年全球燃氣輪機新機市場規模達到了262億美元，而服務市場規模更是高達376億美元。隨著全球能源結構的持續優化以及各行業對高效、可靠電力供應需求的不斷增長，這兩個市場在未來有望繼續保持穩健的增長態勢。新機市場將受益于新興能源項目的密集上馬以及老舊設備的更新換代需求；而服務市場則會隨著燃氣輪機保有量的不斷增加，在設備維護、保養、升級等方面展現出更為廣闊的發展空間。

全球燃氣輪機市場呈現出高度集中的競爭格局，三菱重工、西門子能源以及GEV三家企業在行業中占據著主導地位。在2023年，這三家行業巨頭的全球市場份額合計達到了82%。這種高度集中的市場結構意味著少數企業在技術研發、產品質量、市場渠道等方面擁有強大的競爭優勢，能夠對市場的發展方向和價格走勢產生重要影響。新進入該市場的企業往往面臨著諸多挑戰，如技術門檻高、品牌認知度低、客戶資源匱乏等，要想在這個競爭激烈的市場中立足并取得突破，難度可想而知。

訂單高增長態勢。隨著燃氣輪機行業景氣度的不斷提升，海外燃機龍頭企業紛紛呈現出訂單高增長的顯著特征。以GEV為例，在2024財年，其燃機新簽訂單量達到了20.2GW，與上一財年相比，增長率高達113%。這一數據不僅充分彰顯了GEV在市場上的強大競爭力，也從側面反映出整個行業需求的旺盛程度。訂單的高增長為企業帶來了充足的營收保障，同時也促使企業加大在研發、生產、人才培養等方面的投入，進一步鞏固其在市場中的領先地位。

產能擴張計劃。為了更好地滿足不斷增長的市場需求，海外燃機龍頭企業紛紛制定并實施產能擴張計劃。GEV計劃在2024-2027年期間，將燃機產能從現有的55臺提升至80臺。這一產能擴張舉措不僅體現了企業對市場前景的樂觀預期，也反映出整個行業正處于快速發展的上升通道。通過擴大產能，企業能夠更及時、更充分地滿足客戶需求，提高市場占有率，同時也有助于降低生產成本，提升企業的經濟效益和市場競爭力。

服務主導的訂單結構。在海外燃機龍頭企業的訂單構成中，服務訂單占據了主導地位，并且訂單可見度較高。以GEV為例，截至2024年末，其電力業務在手訂單金額高達734億美元。按照2024年的收入水平計算，電力業務訂單可見度已經達到了4年之久。這種以服務為主導的訂單結構，一方面反映出客戶對于燃氣輪機設備全生命周期服務的重視程度日益提高，另一方面也為企業帶來了持續穩定的現金流。企業通過提供優質、高效的服務，不僅能夠增強客戶粘性，還能夠進一步挖掘市場潛力，拓展業務領域，實現多元化發展。

維保業務對現金流的積極影響。在燃氣輪機行業，高維保占比成為帶動企業現金流改善的重要因素。以GEV為例，持續穩定的維保訂單為其帶來了顯著的現金流增長。在2024年，GEV的經營活動現金流達到了26億美元，與上一年相比，同比增長幅度高達118%。維保業務作為燃氣輪機產業鏈的重要組成部分，具有穩定性高、持續性強、利潤率相對較高的特點。通過建立完善的維保服務體系，企業能夠為客戶提供長期、專業的技術支持和設備維護，確保設備的穩定運行，同時也為自身帶來了可觀的現金流收入，為企業的可持續發展奠定了堅實的基礎。

估值水平的攀升。隨著現金流狀況的不斷改善，海外燃機龍頭企業的估值水平也呈現出持續攀升的趨勢。以GEV為例，在2024年7月至2025年1月期間，其PE-TTM（市盈率-過去12個月）從約37倍大幅提升至90倍。估值水平的提升不僅反映了市場對企業未來盈利能力的良好預期，也體現了燃氣輪機行業在宏觀經濟環境中的獨特價值和發展潛力。企業通過優化業務結構、提升經營效率、加強技術創新等手段，不斷提升自身的市場競爭力和品牌影響力，從而贏得了投資者的青睞，推動了估值水平的上升。

葉片作為燃氣輪機的核心零部件，在整個設備的運行中起著至關重要的作用。其價值量占比高達35%，在所有零部件中占比最高。這是因為葉片的性能直接關系到燃氣輪機的整體性能表現。燃氣輪機在運行過程中，葉片需要承受高溫高壓的極端工作環境，其耐高溫程度直接決定了燃機的性能。相關研究表明，渦輪進口溫度每提高40℃，燃機的熱效率可提高1.5%，功率增加10%。因此，葉片的質量和性能成為衡量燃氣輪機技術水平的關鍵指標之一，其研發和制造技術一直是行業內的研究重點和競爭焦點。

高技術壁壘。渦輪葉片的制造面臨著極高的技術門檻。由于其工作環境的特殊性，需要選用具備優異耐高溫性能的高溫合金作為制作材料。同時，制造工藝極為復雜，鑄造和精密加工環節均包含10余道工序。每一道工序都對工藝精度和質量控制提出了近乎苛刻的要求，任何一個環節出現細微偏差都可能導致葉片性能下降甚至報廢。這種高技術壁壘使得行業的進入門檻極高，限制了新企業的進入，也為現有企業提供了一定的技術壟斷優勢，使得行業內的競爭格局相對穩定。

技術迭代緩慢。在燃氣輪機葉片領域，技術迭代速度相對較為緩慢。單晶技術自20世紀90年代開始應用以來，至今仍為主流技術，而內部冷卻技術更是從20世紀60年代沿用至今。這種技術迭代緩慢的特征，一方面源于葉片制造技術的高難度和復雜性，使得技術創新的難度較大，需要投入大量的人力、物力和時間進行研發和試驗；另一方面也反映出當前技術在滿足實際需求方面具有較強的穩定性和可靠性，能夠持續為燃氣輪機的高效運行提供保障。雖然技術迭代緩慢，但這也意味著行業內的龍頭企業能夠憑借其長期積累的技術優勢和經驗，穩固自身在市場中的份額，新進入者難以通過短期的技術突破實現彎道超車。

龍頭企業產能現狀。全球燃機葉片領域的兩大龍頭企業PCC和Howmet目前均面臨著產能不足的嚴峻挑戰。PCC在2020年經歷了員工數量減少40%的調整，這一調整對其生產能力產生了較大的負面影響，直到2023年，其收入水平仍未恢復到2019年的水平，復蘇速度明顯慢于整機龍頭企業。Howmet在2020-2023年期間，固定資產凈額持續下滑，這也在一定程度上反映出其產能擴張受限的狀況。

產能利用率分析。從固定資產周轉率來看，自2018年以來，PCC和Howmet的固定資產周轉率維持在2左右，顯著低于GEV等整機公司。較低的固定資產周轉率意味著企業的資產運營效率較低，產能未能得到充分利用。這一方面是由于市場需求的波動以及企業自身產能規劃的不合理導致的；另一方面，也與葉片制造技術的復雜性和高要求有關，使得企業在擴大產能時面臨諸多技術和資金方面的挑戰。全球燃機葉片產能不足的現狀，不僅制約了燃氣輪機行業的整體發展速度，也為相關企業帶來了一定的市場機遇，促使企業加大在產能擴張和技術創新方面的投入，以緩解產能瓶頸，滿足市場需求。

在2015-2023年期間，我國燃機市場規模呈現出穩健的增長態勢，年復合增長率（CAGR）達到9%。這一增長得益于我國經濟的持續快速發展、能源結構的優化調整以及對清潔能源發電需求的不斷增加。隨著我國工業化和城市化進程的加速推進，對電力的需求持續攀升，燃氣輪機作為一種高效、清潔的發電設備，市場需求也隨之水漲船高。同時，國家在能源政策方面對清潔能源發電的支持力度不斷加大，出臺了一系列鼓勵政策和措施，進一步推動了燃機市場的發展。未來，隨著國產化水平的不斷提升以及燃氣發電在能源結構中占比的逐步提高，我國燃機市場有望繼續保持擴容態勢，展現出更為廣闊的發展前景。

技術引進與自主研發歷程。早在21世紀初，我國為了提升燃氣輪機技術水平，采取了與海外龍頭企業合作的方式，以市場換技術，引進重型燃氣輪機技術。通過這種合作模式，我國在一定程度上積累了技術經驗和生產制造能力。自2009年起，我國開始自主研發F級50MW重型燃氣輪機，在國家兩機專項等一系列政策的大力支持下，我國科研人員經過多年的不懈努力，在重型燃氣輪機技術領域不斷取得新的突破。

國產化成果顯著。2022年，我國成功實現F級50MW重燃國產化，這一成果標志著我國在燃氣輪機技術領域取得了重大階段性突破，具備了自主生產關鍵型號燃氣輪機的能力。2024年，F級300MW重燃首次點火成功，這一里程碑事件進一步彰顯了我國在重型燃氣輪機技術方面的實力，國產化進程不斷加速。國產化水平的提升，不僅有助于降低我國燃氣輪機設備的采購成本，提高能源供應的安全性和穩定性，還能夠帶動相關產業鏈的發展，提升我國在全球能源裝備制造領域的競爭力，為我國能源產業的可持續發展奠定堅實的基礎。

綜上所述，全球AI數據中心的擴張為燃氣輪機市場帶來了前所未有的發展機遇。燃氣輪機憑借其自身優勢，在全球市場呈現出需求增長、格局集中、趨勢向好以及估值提升等特點。同時，燃氣輪機葉片作為核心零部件，雖然面臨技術和產能方面的挑戰，但也蘊含著發展潛力。在中國市場，燃機市場規模持續擴容，國產化進程加速推進，未來有望在全球燃氣輪機市場中占據更為重要的地位。相關企業應密切關注市場動態，加大技術研發和產能擴張投入，以應對市場變化，把握發展機遇，實現可持續發展。