AI数据中心产业飞速发展，全球燃气轮机景气度上行 燃气轮机调峰优势明显，装机规模不断增长

燃气轮机调峰优势明显，装机规模不断增长

燃气轮机是一种旋转式热力发动机，其工作原理是将化学能通过燃烧转化为机械能，最终转化为动力或电能。燃气轮机的技术核心在于其工作过程，包括压缩、燃烧和燃气膨胀三个主要步骤。压气机从外部吸入空气并压缩，压缩后的空气与燃料混合后在燃烧室燃烧，产生的高温燃气流入燃气涡轮中膨胀做功，推动涡轮叶轮旋转。燃气轮机的效率受到燃气初温和压气机压缩比的影响，提高这两个参数可以显著提升效率。

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℃。

燃气轮机分类及特征

资料来源：观研天下数据中心整理

燃气轮机广泛应用于发电、交通和工业动力领域。在发电行业，燃气轮机因其高效率和快速启动能力而被广泛使用，尤其是在调峰发电和分布式能源系统中，是燃气轮机主要的应用领域。在交通领域，燃气轮机被用于船舶动力系统，提供高效的推进动力。此外，燃气轮机也在工业领域中用于驱动机械设备，如泵和压缩机等。

燃气轮机应用领域

资料来源：观研天下数据中心整理

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涡轮叶片是燃气轮机的核心部件，价值量占比较高，制造难度大。我们以用于航空领域的燃气轮机（航空发动机）为例，从航空发动机种类来看，涡扇发动机广泛应用于战斗机、运输机、客机等，占比95%以上。涡扇发动机里，叶片价值占比35%，占比最大。此外，在发动机叶片中，涡轮叶片的价值量最大，占比达63%制造方面，燃气轮机涡轮叶片由于工作环境处在高温高压、高负荷、高震动、高腐蚀的极端状态,因而需要具备较好的高温性能、力学性能和耐腐蚀性能，技术壁垒较高。

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根据观研报告网发布的《中国燃气轮机行业发展趋势分析与投资前景研究报告（2025-2032年）》显示，中国燃气轮机市场竞争激烈，国内外企业纷纷布局中国市场。国际巨头如美国通用电气(GE)、日本三菱重工(MHI)、德国西门子(Siemens)等占据主导地位,国内企业如上海电气、东方电气、哈尔滨电气等也在积极研发新产品、拓展市场。

燃气轮机竞争格局

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我国燃气轮机需求较为旺盛，近年来在运营的燃气轮机较多，例如天津华电军粮 城电厂项目、四川能投广元燃机工程项目等，供应商主要来自西门子、GE、上海电气、 哈尔滨电气、东方汽轮机等等。未来随着国产化持续推进，有望支撑中国气电占比提升。我国天然气产量持续提升，中国天然气价格维持在相对较低水平。根据国家统计 局，2013-2024年我国天然气储量从4.64万亿m³提升到6.74万亿m³，增长45%；年产量 从1209亿m³提升到2488亿m³，增长92%，供给端较为丰富。2025年9月，我国进口天然 气价格指数为119.65，环比下跌4.98%，同比下跌18.04%，保持在2018年以来的相对较低水平，有望支撑中国未来天然气发 电率进一步提升。

我国近年来投入运行的燃气轮机项目（不完全统计）

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近年来，重型燃气轮机凭借其高效率、低排放及灵活调峰的优势，在发电市场中扮演着愈发重要的角色，尤其成为天然气发电的核心动力装备。我国天然气发电装机容量自2019年的0.90亿千瓦稳步增长至2024年的1.44亿千瓦，年均复合增长率达9.8%。随着“双碳”目标推进，天然气作为清洁低碳的过渡能源，其发电装机规模持续扩大，而重型燃气轮机因其单机容量大（如H级燃机达660MW）、热效率高（超60%）的特性，成为支撑大规模气电项目落地的关键设备。未来，随着电力市场改革深化、气源保障能力提升及氢能融合技术发展，重型燃气轮机在天然气发电领域的应用前景将更加广阔，助力我国能源结构向清洁化、灵活化转型。

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AI数据中心建设加剧全球电力消耗，催化燃气轮机需求上行

天然气发电一方面是天然气产业链上重要的消费终端,另一方面也是新型电力系统下的重要调峰电源,因此,以合理的规模高质量发展天然气发电,是顺利实现中国能源转型的必要措施。天然气发电、煤机灵活性改造、抽水蓄能、电化学储能等是当前灵活性电源的主要选择。

中国常见灵活性电源相关特性对比

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AI数据中心建设加剧全球电力消耗，催化燃气轮机需求上行。目前全球为实现生成式AI而新建的大型数据中心数量高速增长，导致电力需求高增。2023-2027年全球AI服务器用电量将从195太瓦时提升到500太瓦时，2027年现有AI数据中心的40%将因电力供应问题而受到运营限制。数据中心的高商业价值要求其有长期稳定、充裕的备用电源，相比风电和太阳能发电的波动性和随机性，燃气轮机凭借启动速度快、发电效率高、调峰能力强等优势，未来有望成为调峰发电的重要选择方案。

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2023年以来人工智能算力市场保持高增趋势，谷歌、Meta、微软&OpenAI、亚马逊、xAI等多家AI巨头开启算力军备竞赛，国内头部通信运营商、互联网企业也都逐渐开始布局。预计2024-2030年全球人工智能产业规模CAGR高达37%。

海内外龙头开启“算力军备竞赛”

资料来源：观研天下数据中心整理

根据美国能源部，2022年及之前AI数据中心的用电量仅占全美用电量的1.9%，2023年快速提升至4.4%，并在未来将持续提升至6.7%-12%。从发电能力角度来看，美国数据中心带来的能耗需求2024年达45GW，并将在2030年达到104-130GW，约占美国总发电功率的16%，而2022年该占比仅2.5%。2020-2024年全球燃气轮机销量从39.98GW提升到44.1GW，CAGR为2.49%，预计2025-2026年全球燃机年均销量为60GW，较2023年的44.1GW提升36%，增长加速。

资料来源：观研天下数据中心整理（zpp）