机械行业研究：燃气轮机全球景气度上行，国产化持续推进

投资逻辑 全球AI数据中心扩张带动燃机发电需求提升，海外龙头燃机订单高增。 受益AI数据中心扩张，全球燃气轮机需求加速增长。燃气轮机主要用于发电、工业驱动、舰船动力等领域，技术壁垒较高。根据高德纳，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。2023-27年全球AI服务器用电量将从195太瓦时提升到500太瓦时。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，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，看好燃机长期需求上行。根据GasTurbineWorld和三菱重工，2019-23年全球燃机销量从39.98GW提升到44.10GW，CAGR为2.49%，预计2024-26年全球燃机年均销量为60GW，较23年提升36%，增长加速。 海外燃气轮机产业链龙头收入/订单高增。目前全球燃气轮机市场主要为三菱重工、西门子能源、GE等公司垄断，根据straitsresearch，2023年上述三家公司全球份额合计达76.3%。当前海外龙头公司燃机订单/收入高增：1）2024财年西门子能源燃气服务业务新签订单163.65亿欧元，同比+26.89%，增长加速。2024财年燃气服务领域新增资产2.41亿欧元，同比+48.77%。2）三菱重工1H24能源系统业务收入同比增长7.1%，增长加速，并计划到2026财年燃气轮机产能增加30%。3）1-3Q24，GEVernova新签燃机订单78台，同比增长32.2%，其中重燃订单44台，同比增长37.5%，订单高增。4）2024Q1-Q3，海外零部件龙头Howmet在发动机领域逐季度收入分别为8.9/9.3/9.5亿美元，环比持续提升。 中国燃气发电占比稳步提升，燃气轮机国产化持续推进。 中国燃气发电占比稳步提升，相比海外仍有较大提升空间。2013-2023年，中国燃气发电量稳健增长，期间复合增长率为9.9%，天然气发电量占比从2.1%逐步提升至3.2%左右，但是仍远低于全球平均水平（23%），显著低于美国（43%），未来我国燃气发电占比仍有较大的提升空间。 燃气轮机国产化持续推进，我国重燃技术取得重要突破。经过多年发展，目前我国轻型燃机已实现国产化，部分产品可以出口，但重型燃机仍部分依赖进口。2022年以来，我国在重型燃机领域也取得新突破，例如2022年，全国产化的F级50兆瓦重型燃气轮机正式发运，标志着我国在自主重型燃机领域完成了从0-1的突破。 国内产业链龙头技术提升，燃机领域收入持续高增。1）东方电气：2022年完成全国产化的F级50兆瓦重型燃 气轮机发运，推动重燃国产化更进一步。1H24实现燃机收入36亿元，同比+154%，增长提速。2）哈尔滨电气：2023年气电设备收入11.44亿元，同比+86.35%，保持高增。3）杭汽轮B：2023年燃机收入10.3亿元，同比 +108%，收入占比从2022年的8.9%提升到17.3%。4）应流股份：截至1H24已经为E/F/H/J级等多种型号燃机开发热端产品，客户群覆盖全球主要燃机巨头西门子、贝克休斯等。截至3Q24末，合同负债提升到1.71亿元，环比24Q2末增长超200%。5）万泽股份：2023年高温材料业务收入2.5亿元，同比+52%，增速较高。 投资建议 受益全球AI数据中心迅速扩张，燃气轮机行业需求提升，2023年以来国内外主要燃气轮机整机或零部件厂商订单/收入高速增长。此外，全球燃气轮机主要为三菱重工、西门子、GE等海外龙头垄断，中国燃机企业份额提升空间较大，中国过去十余年以来燃气发电量占总发电量的比例稳步提升，未来随着中国燃气轮机的国产化持续推进，燃气轮机产业链头部公司有望充分受益，推荐国内燃机叶片龙头应流股份。 风险提示 全球数据中心扩张进度不及预期、国内主要厂商产能扩张进度不及预期、汇率波动风险。 内容目录 1.数据中心扩张带动燃机需求提升，海外龙头订单高增5 1.1燃气轮机：大国重器，技术壁垒较高5 1.2燃气轮机市场加速增长，海外龙头主导全球市场5 1.3受益燃机景气度上行，海外产业链龙头收入、订单高增8 2.中国燃气发电占比稳步提升，燃气轮机国产化持续推进13 2.1中国燃气发电占比稳步提升，相比海外仍有较大提升空间13 2.2燃气轮机国产化持续推进，我国重燃技术取得重要突破15 2.3国内产业链龙头技术提升，燃机领域收入持续高增17 3.投资建议25 3.1应流股份：国内燃气轮机叶片龙头，3Q24合同负债大幅提升26 3.2万泽股份：燃机叶片业务迅速成长，2023年高温材料收入高增29 3.3杭汽轮B：西门子燃机国内总成套商，燃机收入占比已提升至10%+30 3.4东方电气：重燃国产化顺利推进，燃机业务持续高增长31 4.风险提示32 图表目录 图表1：燃气轮机外观5 图表2：燃气轮机工作原理图5 图表3：涡扇发动机部件中叶片占比最高5 图表4：涡扇发动机叶片中涡轮叶片价值占比最高5 图表5：预计2023-2027年全球AI服务器的用电量高速增长6 图表6：预计2024-2026年全球燃气轮机销量均值为60GW，较23年提升36%6 图表7：预计2023-2033E全球燃机服务市场规模CAGR为8.72%6 图表8：2023年亚太地区燃气轮机全球份额为41%6 图表9：燃气轮机广泛应用于发电、工业驱动、舰船动力等领域7 图表10：目前发电为燃气轮机主要应用领域，下游应用占比达32%7 图表11：燃气轮机按照使用对象分为航空发动机、舰船用燃气轮机、工业用燃气轮机7 图表12：燃气轮机可以分成重型燃气轮机、中型燃气轮机和轻型燃气轮机8 图表13：按照燃气温度，重型燃气轮机可分为E、F、G、H、J级8 图表14：2023年三菱重工、西门子能源、GE合计占据全球76.3%市场份额8 图表15：截至2024年8月，各公司在建燃气轮机容量（GW）8 图表16：2020年分拆后，Howmet收入体量缩小9 图表17：近年来，Howmet盈利能力稳步提升9 图表18：Howmet公司业务主要包括发动机产品、紧固件、结构件、锻造车轮9 图表19：2023年Howmet公司对商用航空销售占总销售额的49%9 图表20：2021年以来，Howmet公司发动机产品收入持续提升（亿美元）10 图表21：2024年Howmet发动机领域收入逐季度提升，3Q24收入占比已提升至51.5%10 图表22：2024财年，西门子能源燃气服务业务订单加速提升11 图表23：2024财年，西门子能源燃气服务业务新增资产同比+48.77%11 图表24：2024财年西门子能源收入加速提升11 图表25：2024财年西门子能源业绩转正11 图表26：2023财年三菱重工能源系统业务占比37.8%11 图表27：三菱重工2021年以来收入持续提升11 图表28：1H24财年三菱重工能源系统收入增长加速12 图表29：1-3Q24，GEVernova新签燃气轮机订单78台，同比增长32.2%12 图表30：1-3Q24，GEVernova新签重燃订单44台，同比增长37.5%12 图表31：2015-2023年中国燃气轮机市场规模CAGR为8.98%13 图表32：2013-2023年中国燃气发电量占全国总发电量的比例整体呈提升态势13 图表33：相比美国、日本、韩国等国家，中国燃气发电量占比仍有较大提升空间14 图表34：2016-2023年，美国天然气发电量占全国总发电量的比例从34%提升到43%14 图表35：中国近年来投入运行的燃气轮机项目（不完全统计）14 图表36：2013-2023年中国天然气年产量提升92%15 图表37：目前我国天然气进口价格指数处于2021年以来的相对较低水平15 图表38：全球和中国燃气轮机产业发展历程16 图表39：中国燃气轮机国产化历程中的重要时间节点16 图表40：截至2022年2月，我国燃气轮机部分零部件在量产时仍依赖进口17 图表41：1-10M24我国燃气轮机进出口差值缩小（金额口径），国产化成效逐步显现17 图表42：应流股份燃气轮机业务研发历程17 图表43：2017年以来，应流股份“两机”业务收入保持高增长18 图表44：2017-2023年万泽股份营业收入持续提升19 图表45：万泽股份高温材料业务成长较快（亿元）19 图表46：万泽股份燃气轮机相关业务研发历程19 图表47：航亚科技航空发动机和燃气轮机零部件产品示意图20 图表48：1-3Q24航亚科技实现收入5.20亿元，同比+30.24%20 图表49：2023年航亚科技“两机”零部件-压气机叶片占比显著提升20 图表50：近年来，东方电气清洁高效能源装备收入高增，1H24增长40.2%21 图表51：东方电气的清洁高效能源装备中，燃机收入持续高增，1H24增长154%21 图表52：2022年11月，国内首台完全自主研制的F级50兆瓦重燃正式发运21 图表53：国内首台全国产化F级50MW重型燃气轮机（G50）研制历程22 图表54：2018年以来，上海电气收入连续6年突破千亿元22 图表55：上海电气主打的三款燃气轮机AE94.3A、AE64.3A、AE94.2（或AE94.2K/KS）23 图表56：上海电气燃气轮机业务研发历程23 图表57：哈尔滨电气燃气轮机业务发展历程23 图表58：2021年以来哈尔滨电气营业收入持续提升24 图表59：2023年哈尔滨电气的气电设备收入同比+86%24 图表60：1-3Q24杭汽轮B收入43亿元，同比增长9.5%，增长加速25 图表61：杭汽轮B燃机业务增长迅速，23年实现收入10.26亿元，同比增长108%25 图表62：2020年以来，杭汽轮B的燃气轮机产销量保持高增长25 图表63：杭汽轮B的燃气轮机研发历程25 图表64：相关标的估值表26 图表65：1-3Q24应流股份收入同比增长5.72%26 图表66：应流股份近年来扣非后归母净利润稳步提升26 图表67：近年来公司“两机”业务高速增长且收入占比稳步提升（亿元，%）27 图表68：2024年三季度末应流股份合同负债大幅提升27 图表69：应流股份持续重资产投入，1-3Q24在建工程同比+25.58%28 图表70：应流股份重视研发投入，近年来研发费用率基本保持在12%左右28 图表71：应流股份“两机”业务毛利率相对较高28 图表72：2017年以来，应流股份净利率显著提升28 图表73：应流股份燃气轮机领域主要客户29 图表74：应流股份“两机”叶片产品29 图表75：2017-2023年万泽股份收入和归母净利润CAGR分别为25%和12%30 图表76：2023年，万泽股份高温材料销售业务收入占比提升到25.9%30 图表77：2019年以来，万泽股份高温材料销售业务收入保持高速增长（亿元）30 图表78：2017-2023年杭汽轮B收入、归母净利润CAGR分别为9%和40%31 图表79：杭汽轮B和三菱、西门子合作的燃机产品类型丰富31 图表80：2023年以来，杭汽轮B燃气轮机业务收入占比已经提升到10%以上31 图表81：东方电气燃气轮机业务研发历程32 图表82：1H24东方电气收入增长11.84%，增长加速32 图表83：1H24东方电气燃气轮机收入保持高增32 1.数据中心扩张带动燃机需求提升，海外龙头订单高增 1.1燃气轮机：大国重器，技术壁垒较高 燃气轮机（GasTurbine）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