燃气内燃机主电调峰产业趋势形成

证券研究报告 行业专题报告/2026.02.21 燃气内燃机主电调峰产业趋势形成 投资评级:看好(首次) 核心观点 ❖AI用电驱动燃气轮机和燃气内燃机景气度：燃气轮机分钟级响应是主电基荷，燃气内燃机秒级响应适用调峰。燃气轮机（简单循环CT、联合循环CCGT）因更高效率、更低度电成本覆盖适配区域级主用调峰与大型集群基荷供电。往复式燃气发电机组以中等投资、快速响应适配数据中心备用+调峰需求，且越来越多北美数据中心采用燃气内燃机作为主供电源。 ❖燃气轮机：海外三大重燃主机厂订单排产至2029，电力供需缺口显著：海外重燃主机厂扩产节奏克制，供需硬缺口将长期延续。我们估计2025年全球重燃意向订单已超80GW，而实际可交付产能仅约50GW，三菱重工测算GTCC联合循环重燃市场需求或接近100GW，供需矛盾显著。核心原因在于头部厂商扩产周期（3-5年）滞后于AIDC、调峰等需求爆发。从三大主机厂看，GEV、西门子能源、三菱重工在手订单饱满，排产均至2029年。我们预计美国2028年数据中心尖峰缺口或达42.8GW，在地面光伏、核电、太空光伏短期难缓解的背景下，燃气轮机成为核心依赖电源，供给约束将持续为替代技术路线创造机遇。 分析师谢哲栋SAC证书编号：S0160525120005xiezd@ctsec.com 分析师吴晓飞SAC证书编号：S0160525090003wuxf01@ctsec.com 分析师唐亚辉SAC证书编号：S0160525120007tangyh01@ctsec.com 燃气内燃机：海外内燃机主机厂扩产明确，越来越多数据中心用作主供电源。受益于AIDC高景气、矿山重卡及离网用电需求增长，卡特彼勒、康明斯、瓦锡兰形成差异化产品布局。卡特彼勒指引2030年“燃机+内燃机”合计产能从2024年25GW翻倍至50GW，2025年已斩获4个超1GW数据中心主电订单，2026年数据中心订单预期突破20亿美元。康明斯聚焦95L高速机，适配中小型数据中心备电与调峰，2025年完成95L产能翻倍，发电业务排产至2028年。瓦锡兰主打50SG中速机，适配大型数据中心基荷供电，2025Q4及2026年初斩获北美超1GW数据中心订单，计划2028年Q1能源板块产能提升35%。 相关报告 1.《二季度光伏业绩见底出清加速，锂电小幅改善》2024-11-032.《组件10月排产环比提升，国网发布高质量发展倡议书》2024-10-183.《电力设备与新能源3Q2024业绩前瞻》2024-10-06 ❖投资建议：受益于天然气作为清洁能源占比提升、海外工业矿山离网用电需求增长、AIDC用电需求爆发等因素，看好燃气轮机+燃气内燃机全产业链的景气度。相关标的：燃气内燃机：【潍柴动力】（汽车组联合）、船用发动机【中国动力】【潍柴重机】；燃气轮机：出海北美数据中心供电+热管理一体化解决方案【杰瑞股份】（机械联合）、自主可控【东方电气】；核心零部件：【应流股份】【豪迈科技】【万泽股份】【联德股份】（机械联合）、余热锅炉联合循环（HRSG）【博盈特焊】【西子节能】等。 ❖风险提示：技术迭代与供应链风险；下游需求与政策能源价格波动风险；市场竞争与盈利恶化风险 内容目录 1燃气轮机和燃气内燃机的对比...................................................................................41.1燃气轮机原理涡轮膨胀做功，燃气内燃机原理活塞往复式做功.....................................41.2燃气轮机分钟级响应是主电基荷，燃气内燃机秒级响应适用调峰..................................52海外重燃主机厂业绩指引：重燃三大主机厂扩产克制，供给硬缺口明显.............................62.12025年重燃产能约50GW，需求超80GW............................................................62.2三大主机厂订单排产至2029年，产能扩张稳步推进..................................................73海外燃气内燃机主机厂指引激进：卡特彼勒扩产至2030年50GW..................................83.1柴发+燃气内燃机产能宽松，扩产明确....................................................................83.2高速内燃机卡特彼勒、康明斯................................................................................93.3中速内燃机瓦锡兰..............................................................................................104A股产业链梳理....................................................................................................104.1燃气轮机主机厂及核心零部件...............................................................................104.2燃气内燃机主机厂及核心零部件...........................................................................115风险提示.............................................................................................................12 图表目录 图1：燃气轮机工作原理............................................................................................4图2：燃气内燃机工作原理........................................................................................5表1:燃气轮机基荷电源、燃气内燃机调峰优选..................................................................6表1：美国尖峰负荷缺口平衡表（单位：GW）..............................................................7表2：重燃主机厂产能规划克制..................................................................................8表3：海外燃气内燃机主机厂核心产品型号梳理.............................................................9表4：高速机代表卡特彼勒和康明斯............................................................................9表5：中速机船舶动力代表瓦锡兰..............................................................................10表6：燃气轮机主机厂和零部件梳理...........................................................................11表7：燃气内燃机主机厂和零部件梳理........................................................................11 1燃气轮机和燃气内燃机的对比 1.1燃气轮机原理涡轮膨胀做功，燃气内燃机原理活塞往复式做功 燃气轮机原理涡轮膨胀做功、燃气内燃机原理活塞往复式做功。燃气轮机（重燃、轻燃）与燃气内燃机（高速机、中速机）虽同属燃气发电与动力装备范畴，但在工作原理、核心零部件及产能约束上存在显著差异，这直接决定了其产业链价值与投资逻辑： 燃气轮机（重燃/轻燃）：基于布雷顿循环，通过空气压缩、燃气燃烧、涡轮膨胀做功，核心是涡轮叶片（高温合金单晶叶片、导向叶片）、燃烧室、压气机等。重燃多用于大型电站，对叶片材料耐高温、抗蠕变性能要求极高，全球仅GEV、西门子能源、三菱重工等少数厂商掌握核心技术，产能扩张周期长，排产已至2029年；轻燃多用于分布式能源、数据中心备电，技术门槛略低，但核心叶片仍依赖进口或国内少数企业配套，产能扩张相对重燃灵活。 燃气内燃机（高速机/中速机）：基于奥托循环或狄塞尔循环，通过活塞往复压缩燃气、点火做功，核心是缸体、曲轴、连杆、活塞、气门等精密机械部件。高速机（>1000rpm）多用于车载、小型发电，中速机（300-1000rpm）多用于船舶、大型电站及数据中心备电，技术成熟度高，国内主机厂（如潍柴动力等）已实现自主可控，产能扩张周期短，在重燃供给紧张的背景下，成为重要的替代技术路线，订单与产能同步快速扩张。 数据来源：Internal combustion engine，财通证券研究所 1.2燃气轮机分钟级响应是主电基荷，燃气内燃机秒级响应适用调峰 燃气内燃机发电机组以中等投资、快速响应适配数据中心备用+调峰需求，且越来越多北美数据中心采用燃气内燃机作为主供电源；燃气轮机（简单循环CT、联合循环CCGT）则凭更高效率、更低度电成本及差异化功率覆盖适配区域级主用调峰与大型集群基荷供电，二者构成数据中心全场景互补的能源供给格局。 燃气内燃机：凭借“快响应、中成本、多场景”的优势，成为数据中心从应急调峰到分布式主供的灵活选择，尤其适合中小功率、短时应急场景，是柴油机组的优质替代方向。 简单循环CT：以“中成本、中响应、高功率”填补区域级数据中心的主用+调峰需求，适配高密集度负载园区，成为功率进阶的关键选项。 联合循环CCGT：通过“高投资换最低度电成本”，锁定大型数据中心集群的长时基荷供电，虽响应慢但效率与稳定性拉满，是基荷电源的核心选择。 三者共同构成了从应急调峰到长时基荷的全场景供电矩阵，为数据中心能源供给提供了“灵活+高效+稳定”的三维解决方案，是数据中心主电+调峰电源投资的优选。 2海外重燃主机厂业绩指引：重燃三大主机厂扩产克制，供给硬缺口明显 2.12025年重燃产能约50GW，需求超80GW 我们估计2025年全球重型燃气轮机意向订单已超80GW，但实际可交付产能约50GW，供需缺口显著，核心因头部厂商扩产周期（3-5年）滞后于需求爆发（AIDC、调峰需求增速超30%）。三菱重工2025财年业绩交流披露，2025年全球GTCC联合循环重燃市场需求或接近100GW（含余热锅炉HRSG），联合循环的燃气轮机热效率高，度电成本低，是基荷电源的最佳选择。 我们预期2028年美国因数据中心尖峰缺口显著达42.8GW水平。用电核心矛盾在于尖峰时期基荷电源数要超过尖峰负荷的20%水平，是电网/用电安全平衡状态；在当前地面光伏假设比较保守、核电、太空光伏2030年无法解决燃眉之急的假设下，美国确定能依赖的有效电源就是燃气轮机+燃气内燃机。 2.2三大主机厂订单排产至2