AIDC建设高景气，柴发等发电设备有望充分受益

——汽车+AI系列深度报告（一） 华西证券汽车团队2026年7月8日 联系人：陈乐音 分析师：庞博SAC NO：S1120525060002 分析师：白宇SAC NO：S1120524020001 投资建议 观点提炼： 1）伴随人工智能应用普及以及工业电气化，全球数据中心需求呈现指数级增长。数据中心机架的平均功率已从每机架2-3kw增长到约15kw，部分尖端数据中心机架功率达50-100kw，巨大的功率增长远远超出大多数电力公司的供电能力，造成较大电力供给缺口。由于电力供给缺口，数据中心建设策略从接入电网转向自建电厂。目前，数据中心选址的首要因素从传统的靠近光纤网络和终端用户，转向确保电力供应。 2）AIDC发电设备主要包括分为主电源和备用电源，备用电源常见的选择方案为柴油发动机。主电源承担100%的基础用电负荷，超90%数据中心选择电网购电+自备燃气轮机配置，装机规模需要1.2-1.3倍扩容冗余。备用电源在主电源故障时启动，装机规模一般为最大负荷50%，常见的选择方案为柴油发动机。 3）国内数据中心柴发以外资进口及合资主导，国产化率低。根据ZAKER，2024年中国数据中心用柴油发动机市场，康明斯、MTU、卡特彼勒、三菱四家外资品牌合计市占率高达90%，整机市场中国产化率仅17%，国产替代空间极为广阔。 4）数据中心柴发整体订单供不应求，行业景气度高。国内外厂商柴发厂商均处于订单供不应求，产能持续扩张阶段。国内柴发机组、发动机及上游部件产业链有望充分受益。 19451947投资建议：AIDC建设高景气，发电设备有望充分受益，为备用电源相关的柴油发电机组、柴油发动机及上游部件产业链相关的标的带来投资机会。受益标的：柴油发动机标的【潍柴动力、动力新科】，柴油发电机组标的【潍柴重机】，核心零部件标的【天润工业、中原内配、长源东谷、银轮股份、渤海汽车】等。 风险提示： AIDC建设进度不及预期；竞争格局恶化风险；行业政策风险等。 目录 一、数据中心建设扩容，电力需求高速增长二、数据中心发电方式梳理与对比分析三、相关投资标的梳理四、风险提示 、数据中心建设扩容，电力需求高速增长 1数据中心建设扩容，电力需求高速增长 伴随人工智能应用普及以及工业电气化，全球数据中心需求呈现指数级增长。同时伴随数据中心通过集成高性能GPU和CPU，实现算力密度与能效的双重突破。数据中心机架的平均功率已从每机架2-3kw增长到约15kw，部分尖端数据中心机架功率达50-100kw，巨大的功率增长远远超出大多数电力公司的供电能力，造成较大电力供给缺口。 随着AIDC数据中心的建设，对电力的需求呈现高速增长趋势。据WoodMackenzie，2023年以来美国数据中心在建项目激增，美国数据中心项目规划装机容量从2023年初的5GW增长至2025年10月超245GW。根据国际能源署（IEA），2024年全球数据中心的耗电量为415TWh，约占全球电力需求的1.5%，预计到2030年将达到945TWh，其中美国占电力需求的45%。 1供电存在缺口，北美数据中心建设转向自建电厂 美国电力消耗将有望出继续创历史新高。基于美国数据中心建设的电力需求增长，EIA预测2025-2026年美国电力消耗将创历史新高，数据中心的电力消耗占比也将从2018年的2%提升至2028年的10%以上。 由于电力供给缺口，数据中心建设策略从接入电网转向自建电厂。目前，数据中心选址的首要因素从传统的靠近光纤网络和终端用户，转向确保电力供应。据WoodMackenzie，开发商正在西德克萨斯州、宾夕法尼亚州和怀俄明州等地规划千兆瓦级别的数据中心园区，其核心策略是利用当地的天然气资源自建发电厂。天然气涡轮机已成为新建场内发电设施的主流技术。数据显示，虽然带场内发电的项目数量仅占项目总数的10%，但其容量却占到了规划总容量的34%，其中绝大多数位于德克萨斯州。 、数据中心发电方式梳理与对比分析 2 AIDC发电方式 美国AIDC发电设备主要包括分为主电源和备用电源。 主电源：承担100%的基础用电负荷，超90%数据中心选择电网购电+自备燃气轮机配置，装机规模需要1.2-1.3倍扩容冗余。 备用电源：在主电源故障时启动，装机规模一般为最大负荷50%。 2 AIDC发电方式 2.1燃气轮机 燃气轮机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，基本结构包含压气机、燃烧室和涡轮三大部分。工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热等4个工作过程，从而完成一个由热变功转化的热力循环。 1）吸气与压缩。压气机从外界大气环境吸入空气、并逐级压缩（空气的温度与压力也将逐级升高）。 2）燃烧。压缩空气被送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气。 3）膨胀做功。高温高压的燃气流向涡轮部件膨胀，推动涡轮叶片高速旋转，将燃气的热能和压力能转化为机械能。 4）排气。做完功的燃气通过排气段排出到大气中，或进入余热锅炉（在联合循环中）进行废热回收。 图：燃气轮机工作流程 2.1燃气轮机 燃气轮机的主要结构包括：低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压透平、低压透平等。 图：GE LM6000系列燃气轮机结构示意图 低压压气机（LPC）：完成“粗压缩”，为高压压气机供能。 高压压气机（HPC）：完成“精压缩”，为燃烧室提供符合设计压力的高温高压空气。 燃烧室：LM6000燃烧室为环形燃烧室，由带扩压器的燃烧室外套、机匣内套、火焰筒、燃料喷嘴、点火装置等组成。 高压透平（HPT）：驱动压气机完成热力循环。 低压透平（LPT）：输出有效轴功供外载使用。 2.1燃气轮机 燃气轮机按照功率可分为重型燃机（>100MW）、轻型燃机（<100MW），其中轻燃可进一步分类为中型燃机（50-100MW）和小型燃机（<50MW）。2024年重燃在燃气轮机整体市场上营收占比达90%，主要适用于城市供电等大型场景。 图：西门子燃气轮机产品序列 重型燃气轮机：专为大型简单循环或联合循环发电厂而设计。适用于峰荷、腰荷或基本负荷负载，以及热电联产应用。 工业型燃气轮机：设计紧凑、可靠，适用于工业发电、机械驱动和分布式发电应用。 航改型燃气轮机：最初开发应用于航空领域，灵活、紧凑、重量轻，适用于油气行业的发电和机械驱动应用。得益于高效和快速启动能力，航改型燃气轮机也可在分布式发电应用。 2.1燃气轮机 2022年燃机市场规模61GW，2025年或将达85GW，未来10年全球燃气装机容量（含联合循环机组）将达100GW/年以上。 根据西门子能源预测，2026-2035年间，全球燃气装机容量（含联合循环机组）将稳定维持在100GW/年以上，较2022年的61GW实现64%的大幅增长。 未来五年，美国/中东/欧洲/其他国家及地区新增燃气装机量将达250/50/40/85GW。 资料来源：西门子能源，华西证券研究所 2.1燃气轮机 竞争格局：GEV、西门子能源和三菱占据全球燃机OEM85%份额。燃气轮机OEM市场高度集中，GEV、西门子能源、三菱分别占据全球34%、27%、24%份额。需求旺盛，2025年起三巨头订单持续创新高。①GEV：根据公司25年财报，电力板块25Q4新签24GW合同（21GW预约合同和3GW订单），目前在手订单合计83GW（包含40GW未交付订单以及43GW预约合同）②西门子能源：公司预计25财年新接燃气订单26GW（同增63%），其中来自数据中心需求约占1/4。目前在手订单合计78GW。③三菱重工：公司预计25财年联合燃机机组订单达2.1万亿日元（同增42%）。 供给紧张，产能供不应求，行业景气度高。①GEV：25年销量15.3GW。根据25M12投资者大会，26-28年产能提升20%。2026年产能提升至20GW，2028年产能提升至24GW（包括90-100台重燃机组）。②西门子：24年产能17GW，规划27年扩到22GW，28-30年扩到30GW。目前截至28年的产能已售罄。②GEV：目前29年仅剩10GW产能待售。③三菱重工：2025年9月提出未来两年翻倍燃气轮机产能，以应对数据中心需求&过去几十年里安装的机组接近寿命终点而产生的 2.2燃气内燃机 由于重型燃机交付周期长，部分需求外溢至燃气内燃机方案。天然气内燃机工作原理与车用内燃机类似，通过气缸内燃烧天然气驱动活塞往复运动做功发电。按转速可分为高速机（3至5兆瓦）和中速机（7至20兆瓦）。 中速机在交期、单位建设成本方面优于燃气轮机，但是在热效率方面是劣势。与燃气轮机相比，内燃机资本支出低20%至30%，燃料消耗少20%至35%，电效率可超过50%。 燃气内燃机主要由外资主导。目前主要厂商包括卡特彼勒、康明斯、MTU、颜巴赫、瓦锡兰、曼恩等；潍柴动力、潍柴重机、中国动力、动力新科有望从柴油发动机切入中速机市场。 2.3 SOFC 固体氧化物燃料电池（SolidOxide Fuel Cell，简称SOFC），又被称为全固态燃料电池或陶瓷燃料电池，是一种通过电化学反应将燃料化学能直接转化为电能的装置。与其他类型的燃料电池不同，SOFC不依赖贵金属催化剂来促进电化学反应的进行，这在一定程度上降低了对稀有金属的依赖，也减少了成本。SOFC能够使用多种燃料，包括氢气、天然气、生物质气，甚至一些碳氢化合物。 SOFC具备发电效率高、可靠性高、快速部署的优势。SOFC的发电效率可以达到50%以上，若考虑热电联供发电效率可达90%以上；可靠性方面，SOFC的PUE约1.05，小于燃气轮机1.3；模块化布局约2-3个季度可以完成部署，满足AIDC快速发电需求。 SOFC主要供应商为BloomEnergy。2025年Bloom Energy在SOFC市占率约75%，2025年产能约1GW，BE预计26年产能达2GW。根据公司公告、杰富瑞，潍柴动力现阶段正全力提速SOFC产能建设，力争2026年内实现量产落地，2030年目标产能1GW。 2.4柴油发动机 柴油发电机组是数据中心备用电源的主流方案。主要作用是在主电源（如市电）中断时提供紧急电力供应。当主电源中断时，UPS先以蓄电池短时维持负载，随后柴油发电机组快速启动，接管并提供持续稳定的电力，直至主电源恢复。 柴油发动机为柴油发电机组最核心组成部分，约占成本的60-70%。除发动机外，柴发机组还包括发电机、控制系统、散热系统、滤清器、结构件等其他零部件。 数据中心使用的柴发主要是大缸径发动机（缸径＞150mm，功率＞550kw）。大缸径发动机的下游应用场景主要为发电、船舶、工业领域，2023年全球市场空间8万台，其中发电场景占比约70%；以康明斯为例，其2024年powersystem收入64亿美元，其中62%为发电场景，30%为工业场景。 2.4柴油发动机 国内数据中心柴发以外资进口及合资主导，国产化率低。根据ZAKER，2024年中国数据中心用柴油发动机市场，康明斯、MTU、卡特彼勒、三菱四家外资品牌合计市占率高达90%，整机市场中国产化率仅17%，国产替代空间极为广阔。 数据中心柴发整体订单供不应求，行业景气度高。全球数据中心柴发以康明斯/MTU/卡特彼勒为主，供不应求下订单排期到26年，交付周期延长、价格上涨，各厂商均开启产能扩张。 、相关投资标的梳理 3.1潍柴动力（000338.SZ） 公司是中国综合实力最强的汽车及装备制造产业集团之一，发展愿景是打造科技领先、绿色发展、世界一流的高端装备跨国集团。公司主要产品包括全系列全领域发动机、新能源动力系统及零部件、变速箱、车桥、液压产品、重型汽车、叉车、供应链解决方案、农业装备、汽车电子及零部件等，远销全球150多个国家和地区。 天然气发电产品应用场景广泛，可满足数据中心、大型燃气电站、热电联产项目连续稳定发电需求