一天吃透一條產業鏈：燃氣輪機（工業明珠）

01產業鏈全景圖

02 【燃氣輪機】簡介

燃氣輪機是一種 “能量接力器”，將燃料化學能轉化為動力或電能。它的工作分三步：壓縮空氣、燃燒燃料、燃氣膨脹做功，對應壓氣機、燃燒室、渦輪三大部件。

燃機葉片是燃氣輪機的 “心臟部件”，價值占比最高，工作在高溫高壓等極端環境，技術壁壘極高。以航空發動機為例，葉片價值占比 35%，其中渦輪葉片（燃氣輪機透平葉片）占葉片價值的 63%。

分類

按功率大小劃分，分為重型、中型、輕型。其中單機功率超過 50MW 的重型燃氣輪機，是天然氣發電的核心裝備，相當于電網的 “主力機組”。它靠連續燃燒的高溫燃氣推動渦輪旋轉，將熱能轉化為機械能，憑借高效、低排放、可靈活調峰的特點，在發電市場中作用關鍵，同時具備功率密度高、運行穩定、啟停快的優勢。

按渦輪前溫度分為 B、E、F、G/H、J 級，溫度越高效率越強，每提升 100℃，聯合循環效率可增約 2 個百分點，但材料與冷卻設計的難度會指數級上升。

03 上游產業鏈--核心零部件

燃氣輪機就像一座精密的能量加工廠，成本分布與技術壁壘高度集中：

葉片占總成本約 35%，是整個設備的核心部件，也是技術迭代慢、全球產能不足的環節，尤其是渦輪葉片，作為熱能轉化為機械能的關鍵載體，附加值和毛利率顯著高于其他部件；

壓氣機成本占比 15%-20%，負責為燃燒提供高壓空氣；燃燒室占比 10%-15%，是燃料與壓縮空氣混合燃燒、產生推動渦輪做功的高溫高壓氣體的場所；渦輪占比 10%-15%，與葉片配合完成能量轉化；高溫合金等關鍵材料占比 20%-30%，作為制造核心部件的基礎，其性能直接影響設備的使用壽命與運行表現。

03-1、燃氣輪機葉片

燃氣輪機葉片分為冷端壓氣機葉片和熱端渦輪葉片。

壓氣機葉片負責分級壓縮空氣，材料隨工況逐步升級；渦輪葉片是核心部件，采用特殊合金與冷卻結構，可在遠超材料熔點的超高溫環境下工作，將熱能轉化為動力。

分類情況

燃氣輪機葉片可按部件、氣流順序、壓力等級和動靜功能分類，不同工況下的葉片在材料、冷卻設計和技術門檻上差異明顯，其中熱端高壓動葉的技術壁壘最高。

市場規模

全球燃氣輪機市場未來十年將迎來快速增長，規模預計從 2025 年的約 300 億美元，翻倍至 2035 年的約 610 億美元。

這股增長由能源轉型與電力需求推動，前期穩步擴張，后期增速還會進一步加快，行業發展潛力強勁。

行業格局

全球燃氣輪機葉片市場高度集中，美國 PCC 和 Howmet 兩家企業合計占據超 70% 的市場份額，是 GE、西門子等國際巨頭的核心供應商。

國內廠商中，應流股份和萬澤股份是國產替代的代表，其中應流已切入國際巨頭供應鏈，萬澤則突破了單晶葉片等關鍵技術，正在追趕國際水平。

03-2、壓氣機

壓氣機相當于燃氣輪機的 “空氣增壓泵”，核心結構遵循 “動 + 靜 + 殼” 的三級配置：它從大氣中吸入空氣，通過多級葉輪逐級增壓后送往燃燒室。

其中轉子（動葉）是多級葉輪固定在主軸上的核心組件，隨軸高速旋轉，直接對空氣做功，是增壓的動力源；每兩級動葉之間裝有靜止的靜葉，負責整流、導向并將空氣的動能轉化為壓力能；外層機匣承載靜葉、形成氣流通道，并精準控制轉子與靜葉的間隙，保障整體氣動效率與運行安全。

壓氣機是渦扇發動機的核心模塊，賽峰每年為 LEAP 等發動機采購 150 萬片葉片，全球壓氣機葉片供應鏈主要集中在歐美、中國和日本。

海外供應商成本高昂、可靠性下降，普惠旗下以色列 BTL 工廠將關閉壓氣機葉片生產線，而航亞科技自 2016 年起向賽峰批量供貨，目前至 2030 年的長協份額不低于 50%，成為重要的國產替代供應商。

03-3、燃燒室

燃燒室是燃氣輪機的 “能量心臟”，負責將燃料化學能轉化為熱能，生成超 1500℃的高溫燃氣推動渦輪，燃氣溫度越高，機組效率和功率越高。

其中，火焰筒靠復合冷卻與涂層抵御高溫；燃料噴嘴霧化混合燃料，支持天然氣、氫氣雙燃料；過渡段均勻導氣，降低溫度畸變與壓力損失。

航空發動機的燃燒室按結構特征可分為管式、管環式和環形三類，其中環形燃燒室是現代民航發動機的主流選擇，CFM、PW 等系列的民用航空發動機都普遍采用這種設計。

全球燃燒室熱端部件市場由幾家頭部企業主導，美國 CPI 專攻火焰筒等部件的制造與再制造，服務美國電站客戶；

美國 APG 具備高溫合金加工能力，為 GE、西門子等巨頭提供部件服務；

荷蘭 Thomassen Energy 主打氫燃料燃燒器技術，可支持全比例氫燃料，同時提供部件制造與修復服務。

03-4、渦輪

渦輪作為燃氣輪機的動力輸出核心，承接燃燒室排出的高溫燃氣并膨脹做功，以此帶動壓氣機與發電機運轉。渦輪由多級動靜葉片搭配組成，動葉依靠冷卻結構與耐高溫涂層完成能量轉換，靜葉負責規整氣流方向，渦輪盤承載葉片受力，渦輪軸統一輸出整體動力。

作為燃氣輪機的 “心臟部件”，熱端葉片的全球市場被少數國際巨頭主導，美國 PCC、Howmet 和法國 Aubert & Duval 是行業的頭部玩家，分別在精密鑄造、耐高溫涂層和高溫合金母料領域構筑了深厚壁壘，支撐著全球高端機型的生產；

國內企業則在國產替代浪潮中快速突破，應流股份、鋼研高納和萬澤股份分別在高端葉片制造、母料供應和市場化供貨上取得進展，部分產品已切入國際巨頭供應鏈，成為打破海外壟斷的關鍵力量。

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04 中游產業鏈--燃氣輪機

04-1、整機及規模

燃氣輪機可按透平入口的燃氣溫度（即推動渦輪做功的 “火力強度”）分為 E 級、F 級和 H 級，溫度越高，機組的發電效率和輸出功率越強。其中 E 級的透平入口溫度約 1100℃，F 級約 1200℃，而 H 級的溫度達到 1400℃以上，是目前全球透平入口溫度最高、功率最大、效率最高的頂級燃氣輪機。

隨著冶金、冷卻和熱障涂層技術的進步，燃氣輪機已發展到以西門子、GE、安薩爾多 H 級及三菱 J 級為代表的最高階段，核心技術與市場份額由這四家巨頭主導；相比傳統 E/F 級機型，H/J 級燃氣輪機的功率與發電效率都實現了顯著提升。

全球燃氣輪機市場正迎來旺盛需求，2022 年因電力企業對 H/J 級機型的采購熱情，訂單規模已突破 50 萬兆瓦；預計到 2025 年，裝機容量訂單將從 2024 年的 58GW 增至 71GW，臺數從 471 臺增至 964 臺。

但市場也呈現單機功率大型化的趨勢，以 H/J 級超大型機組為例，單臺功率的提升會讓同等裝機需求下所需的機組數量減少，一定程度上壓低了整體臺數銷量。

04-2、國內整機制造

我國燃氣輪機產業已形成清晰的梯隊格局：以國家戰略平臺為引領、三大電氣集團為主體主攻重型燃機，航發及船舶集團在中小型燃機領域形成補充，國產中小燃機已實現譜系化自主可控，重燃領域也取得了里程碑式突破。

其中，中國重燃作為國家級攻關平臺，聚焦 F 級、H 級重型燃機研發，其自主研制的 300 兆瓦級 F 級重型燃氣輪機已于 2024 年下線，實現了我國在該領域從無到有的突破；

東方電氣、上海電氣、哈爾濱電氣三大電氣集團則依托國家專項，推進重型燃機全鏈條自主化，主要面向大型發電項目；

軍工央企與地方國企則各有側重，航發集團開拓中小型燃機市場，中船集團支撐艦船裝備發展，南京汽輪電機、汽輪科技等地方國企也參與其中；

此外，杰瑞股份作為民營系統集成商，通過與國際廠商合作采購成熟機型，再依托自身工程能力提供模塊化電力解決方案，服務海外市場需求。

04-3、全球格局

全球燃氣輪機市場長期由西門子能源、GE Vernova、三菱重工三大巨頭主導，合計占據約 80% 的份額，格局已從早期 GE 一家獨大演變為三足鼎立。

在區域市場中，每個地區都有本土或傳統優勢企業占據主導：歐洲由西門子能源占據 40% 份額，中東和北美由 GE Vernova 各占約 50%，亞洲則由三菱重工拿下 45% 的份額，除歐洲外，其他地區的頭部企業優勢都非常明顯。

全球重型燃氣輪機市場是典型的寡頭格局，西門子能源、GE Vernova、三菱重工三家巨頭合計占據約 80% 的市場份額，剩下的安薩爾多及其他廠商份額均在 10% 以下，行業集中度極高。

04-4、商業模式

燃氣輪機行業采用 “設備銷售 + 后市場服務” 的模式，機組生命周期長達 25-30 年，后續維護、升級服務帶來的穩定收入，是行業穩健運營的核心。

隨著上世紀 90 年代末建設高峰投運的機組陸續進入更新期，疊加存量機組老化帶來的維護與升級需求，全球市場規模預計將從 2023 年的 376.4 億美元增長至 2033 年的 868.4 億美元。

05 下游產業鏈--AIDC應用需求

在 AI 普及和算力升級的推動下，全球數據中心用電量正高速增長。數據中心機架的平均功率已從 2-3kW 提升至約 15kW，部分尖端機架功率達 50-100kW，遠超傳統電網供電能力，造成電力缺口。

根據 IEA 數據，2024 年全球數據中心耗電量為 415TWh，預計到 2030 年將增至 945TWh，其中美國 AI 數據中心在 2025-2030 年還需額外 31GW 電力。

燃氣輪機憑借啟動快、部署靈活、供電穩定、成本低等優勢，成為 AI 數據中心供電的優選方案。

相比核電，它建設周期僅 2-4 年，速度更快；相比風光電，它可快速調峰、穩定性更強；相比柴油發電，它更環保、維護更便捷，綜合成本也處于較低水平。目前美國數據中心超過 40% 的電力由天然氣提供，預計到 2030 年，它仍將是數據中心的主要能源來源。

2025 年起，全球三大燃氣輪機巨頭訂單量持續走高：GE Vernova 電力板塊單季度新簽 24GW 合同，在手訂單合計達 83GW；西門子能源預計全年新接燃氣訂單 26GW，同比增長 63%，其中約四分之一來自數據中心需求，在手訂單達 78GW；三菱重工則預計全年聯合燃機訂單達 2.1 萬億日元，同比增長 42%。

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