深度融合的時代背景下,全球AI數(shù)據(jù)中心的規(guī)模正經(jīng)歷著迅猛擴張。這一擴張態(tài)勢猶如一場洶涌澎湃的浪潮,對全球電力供應(yīng)體系產(chǎn)生了深遠影響,其中最為顯著的便是電力消耗的急劇增加。
目前,全球AI數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模擴張已然成為既定事實。據(jù)高德納預(yù)測,在2023-2027年這一關(guān)鍵時期,全球AI服務(wù)器的用電量將呈現(xiàn)出驚人的增長曲線,從195太瓦時大幅躍升至500太瓦時。如此巨大的電力需求缺口,使得尋找高效、穩(wěn)定且可持續(xù)的電力供應(yīng)方案迫在眉睫。而燃氣輪機,憑借其獨特的性能優(yōu)勢,正逐漸步入人們的視野,成為解決AI數(shù)據(jù)中心電力供應(yīng)難題的有力候選者。
燃氣輪機具備一系列令人矚目的優(yōu)勢。首先,在項目建設(shè)周期方面,它展現(xiàn)出了極高的效率,能夠在相對較短的時間內(nèi)完成從規(guī)劃到建設(shè)再到投入使用的全過程,這對于分秒必爭的AI數(shù)據(jù)中心建設(shè)而言,無疑具有巨大的吸引力。其次,其發(fā)電穩(wěn)定性堪稱卓越,能夠為AI數(shù)據(jù)中心提供持續(xù)、平穩(wěn)的電力輸出,有效避免因電力波動而對數(shù)據(jù)運算和存儲造成的潛在風(fēng)險。再者,燃氣輪機的啟動速度極快,能夠在瞬間響應(yīng)電力需求的變化,及時應(yīng)對突發(fā)的電力高峰。在環(huán)保意識日益增強的當下,燃氣輪機的低碳排放特性也使其脫穎而出,契合了全球可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。與此同時,相較于其他一些發(fā)電設(shè)備,燃氣輪機在成本控制方面也具有一定的優(yōu)勢,這使得其在經(jīng)濟層面具備了更高的可行性。綜合以上諸多優(yōu)勢,燃氣輪機在未來極有可能成為AI數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域供電的核心方案之一,其長期需求也將呈現(xiàn)出穩(wěn)步上行的良好態(tài)勢。
從全球燃氣輪機市場的銷售數(shù)據(jù)來看,增長趨勢清晰且顯著。在2019-2023年期間,全球燃機銷量從39.98GW逐步攀升至44.10GW,年復(fù)合增長率(CAGR)達到了2.49%。更為值得關(guān)注的是,三菱重工預(yù)計在2024-2026年,全球燃機年均銷量將達到60GW,與2023年相比,提升幅度高達36%,增長速度明顯加快。聚焦美國市場,在2025-2027年,AI新增用電所對應(yīng)的燃機新增裝機需求預(yù)計分別為12GW、15GW和18GW,同比增長率分別為47%、25%和20%,繼續(xù)保持著高增長的強勁勢頭。這些數(shù)據(jù)充分表明,燃氣輪機市場在全球范圍內(nèi)正處于蓬勃發(fā)展的上升期,尤其是在AI數(shù)據(jù)中心擴張所帶來的電力需求刺激下,展現(xiàn)出了強大的市場活力和增長潛力。
圖表:預(yù)計2024-2026年全球燃氣輪機銷量均值為60GW,較23年提升36%
數(shù)據(jù)來源:中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理
2023年全球燃氣輪機新機市場規(guī)模達到了262億美元,而服務(wù)市場規(guī)模更是高達376億美元。隨著全球能源結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化以及各行業(yè)對高效、可靠電力供應(yīng)需求的不斷增長,這兩個市場在未來有望繼續(xù)保持穩(wěn)健的增長態(tài)勢。新機市場將受益于新興能源項目的密集上馬以及老舊設(shè)備的更新?lián)Q代需求;而服務(wù)市場則會隨著燃氣輪機保有量的不斷增加,在設(shè)備維護、保養(yǎng)、升級等方面展現(xiàn)出更為廣闊的發(fā)展空間。
全球燃氣輪機市場呈現(xiàn)出高度集中的競爭格局,三菱重工、西門子能源以及GEV三家企業(yè)在行業(yè)中占據(jù)著主導(dǎo)地位。在2023年,這三家行業(yè)巨頭的全球市場份額合計達到了82%。這種高度集中的市場結(jié)構(gòu)意味著少數(shù)企業(yè)在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量、市場渠道等方面擁有強大的競爭優(yōu)勢,能夠?qū)κ袌龅陌l(fā)展方向和價格走勢產(chǎn)生重要影響。新進入該市場的企業(yè)往往面臨著諸多挑戰(zhàn),如技術(shù)門檻高、品牌認知度低、客戶資源匱乏等,要想在這個競爭激烈的市場中立足并取得突破,難度可想而知。
訂單高增長態(tài)勢。隨著燃氣輪機行業(yè)景氣度的不斷提升,海外燃機龍頭企業(yè)紛紛呈現(xiàn)出訂單高增長的顯著特征。以GEV為例,在2024財年,其燃機新簽訂單量達到了20.2GW,與上一財年相比,增長率高達113%。這一數(shù)據(jù)不僅充分彰顯了GEV在市場上的強大競爭力,也從側(cè)面反映出整個行業(yè)需求的旺盛程度。訂單的高增長為企業(yè)帶來了充足的營收保障,同時也促使企業(yè)加大在研發(fā)、生產(chǎn)、人才培養(yǎng)等方面的投入,進一步鞏固其在市場中的領(lǐng)先地位。
產(chǎn)能擴張計劃。為了更好地滿足不斷增長的市場需求,海外燃機龍頭企業(yè)紛紛制定并實施產(chǎn)能擴張計劃。GEV計劃在2024-2027年期間,將燃機產(chǎn)能從現(xiàn)有的55臺提升至80臺。這一產(chǎn)能擴張舉措不僅體現(xiàn)了企業(yè)對市場前景的樂觀預(yù)期,也反映出整個行業(yè)正處于快速發(fā)展的上升通道。通過擴大產(chǎn)能,企業(yè)能夠更及時、更充分地滿足客戶需求,提高市場占有率,同時也有助于降低生產(chǎn)成本,提升企業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭力。
服務(wù)主導(dǎo)的訂單結(jié)構(gòu)。在海外燃機龍頭企業(yè)的訂單構(gòu)成中,服務(wù)訂單占據(jù)了主導(dǎo)地位,并且訂單可見度較高。以GEV為例,截至2024年末,其電力業(yè)務(wù)在手訂單金額高達734億美元。按照2024年的收入水平計算,電力業(yè)務(wù)訂單可見度已經(jīng)達到了4年之久。這種以服務(wù)為主導(dǎo)的訂單結(jié)構(gòu),一方面反映出客戶對于燃氣輪機設(shè)備全生命周期服務(wù)的重視程度日益提高,另一方面也為企業(yè)帶來了持續(xù)穩(wěn)定的現(xiàn)金流。企業(yè)通過提供優(yōu)質(zhì)、高效的服務(wù),不僅能夠增強客戶粘性,還能夠進一步挖掘市場潛力,拓展業(yè)務(wù)領(lǐng)域,實現(xiàn)多元化發(fā)展。
維保業(yè)務(wù)對現(xiàn)金流的積極影響。在燃氣輪機行業(yè),高維保占比成為帶動企業(yè)現(xiàn)金流改善的重要因素。以GEV為例,持續(xù)穩(wěn)定的維保訂單為其帶來了顯著的現(xiàn)金流增長。在2024年,GEV的經(jīng)營活動現(xiàn)金流達到了26億美元,與上一年相比,同比增長幅度高達118%。維保業(yè)務(wù)作為燃氣輪機產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分,具有穩(wěn)定性高、持續(xù)性強、利潤率相對較高的特點。通過建立完善的維保服務(wù)體系,企業(yè)能夠為客戶提供長期、專業(yè)的技術(shù)支持和設(shè)備維護,確保設(shè)備的穩(wěn)定運行,同時也為自身帶來了可觀的現(xiàn)金流收入,為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。
估值水平的攀升。隨著現(xiàn)金流狀況的不斷改善,海外燃機龍頭企業(yè)的估值水平也呈現(xiàn)出持續(xù)攀升的趨勢。以GEV為例,在2024年7月至2025年1月期間,其PE-TTM(市盈率-過去12個月)從約37倍大幅提升至90倍。估值水平的提升不僅反映了市場對企業(yè)未來盈利能力的良好預(yù)期,也體現(xiàn)了燃氣輪機行業(yè)在宏觀經(jīng)濟環(huán)境中的獨特價值和發(fā)展?jié)摿ΑF髽I(yè)通過優(yōu)化業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)、提升經(jīng)營效率、加強技術(shù)創(chuàng)新等手段,不斷提升自身的市場競爭力和品牌影響力,從而贏得了投資者的青睞,推動了估值水平的上升。
葉片作為燃氣輪機的核心零部件,在整個設(shè)備的運行中起著至關(guān)重要的作用。其價值量占比高達35%,在所有零部件中占比最高。這是因為葉片的性能直接關(guān)系到燃氣輪機的整體性能表現(xiàn)。燃氣輪機在運行過程中,葉片需要承受高溫高壓的極端工作環(huán)境,其耐高溫程度直接決定了燃機的性能。相關(guān)研究表明,渦輪進口溫度每提高40℃,燃機的熱效率可提高1.5%,功率增加10%。因此,葉片的質(zhì)量和性能成為衡量燃氣輪機技術(shù)水平的關(guān)鍵指標之一,其研發(fā)和制造技術(shù)一直是行業(yè)內(nèi)的研究重點和競爭焦點。
高技術(shù)壁壘。渦輪葉片的制造面臨著極高的技術(shù)門檻。由于其工作環(huán)境的特殊性,需要選用具備優(yōu)異耐高溫性能的高溫合金作為制作材料。同時,制造工藝極為復(fù)雜,鑄造和精密加工環(huán)節(jié)均包含10余道工序。每一道工序都對工藝精度和質(zhì)量控制提出了近乎苛刻的要求,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)細微偏差都可能導(dǎo)致葉片性能下降甚至報廢。這種高技術(shù)壁壘使得行業(yè)的進入門檻極高,限制了新企業(yè)的進入,也為現(xiàn)有企業(yè)提供了一定的技術(shù)壟斷優(yōu)勢,使得行業(yè)內(nèi)的競爭格局相對穩(wěn)定。
技術(shù)迭代緩慢。在燃氣輪機葉片領(lǐng)域,技術(shù)迭代速度相對較為緩慢。單晶技術(shù)自20世紀90年代開始應(yīng)用以來,至今仍為主流技術(shù),而內(nèi)部冷卻技術(shù)更是從20世紀60年代沿用至今。這種技術(shù)迭代緩慢的特征,一方面源于葉片制造技術(shù)的高難度和復(fù)雜性,使得技術(shù)創(chuàng)新的難度較大,需要投入大量的人力、物力和時間進行研發(fā)和試驗;另一方面也反映出當前技術(shù)在滿足實際需求方面具有較強的穩(wěn)定性和可靠性,能夠持續(xù)為燃氣輪機的高效運行提供保障。雖然技術(shù)迭代緩慢,但這也意味著行業(yè)內(nèi)的龍頭企業(yè)能夠憑借其長期積累的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)驗,穩(wěn)固自身在市場中的份額,新進入者難以通過短期的技術(shù)突破實現(xiàn)彎道超車。
龍頭企業(yè)產(chǎn)能現(xiàn)狀。全球燃機葉片領(lǐng)域的兩大龍頭企業(yè)PCC和Howmet目前均面臨著產(chǎn)能不足的嚴峻挑戰(zhàn)。PCC在2020年經(jīng)歷了員工數(shù)量減少40%的調(diào)整,這一調(diào)整對其生產(chǎn)能力產(chǎn)生了較大的負面影響,直到2023年,其收入水平仍未恢復(fù)到2019年的水平,復(fù)蘇速度明顯慢于整機龍頭企業(yè)。Howmet在2020-2023年期間,固定資產(chǎn)凈額持續(xù)下滑,這也在一定程度上反映出其產(chǎn)能擴張受限的狀況。
產(chǎn)能利用率分析。從固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率來看,自2018年以來,PCC和Howmet的固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率維持在2左右,顯著低于GEV等整機公司。較低的固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率意味著企業(yè)的資產(chǎn)運營效率較低,產(chǎn)能未能得到充分利用。這一方面是由于市場需求的波動以及企業(yè)自身產(chǎn)能規(guī)劃的不合理導(dǎo)致的;另一方面,也與葉片制造技術(shù)的復(fù)雜性和高要求有關(guān),使得企業(yè)在擴大產(chǎn)能時面臨諸多技術(shù)和資金方面的挑戰(zhàn)。全球燃機葉片產(chǎn)能不足的現(xiàn)狀,不僅制約了燃氣輪機行業(yè)的整體發(fā)展速度,也為相關(guān)企業(yè)帶來了一定的市場機遇,促使企業(yè)加大在產(chǎn)能擴張和技術(shù)創(chuàng)新方面的投入,以緩解產(chǎn)能瓶頸,滿足市場需求。
在2015-2023年期間,我國燃機市場規(guī)模呈現(xiàn)出穩(wěn)健的增長態(tài)勢,年復(fù)合增長率(CAGR)達到9%。這一增長得益于我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整以及對清潔能源發(fā)電需求的不斷增加。隨著我國工業(yè)化和城市化進程的加速推進,對電力的需求持續(xù)攀升,燃氣輪機作為一種高效、清潔的發(fā)電設(shè)備,市場需求也隨之水漲船高。同時,國家在能源政策方面對清潔能源發(fā)電的支持力度不斷加大,出臺了一系列鼓勵政策和措施,進一步推動了燃機市場的發(fā)展。未來,隨著國產(chǎn)化水平的不斷提升以及燃氣發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中占比的逐步提高,我國燃機市場有望繼續(xù)保持擴容態(tài)勢,展現(xiàn)出更為廣闊的發(fā)展前景。
技術(shù)引進與自主研發(fā)歷程。早在21世紀初,我國為了提升燃氣輪機技術(shù)水平,采取了與海外龍頭企業(yè)合作的方式,以市場換技術(shù),引進重型燃氣輪機技術(shù)。通過這種合作模式,我國在一定程度上積累了技術(shù)經(jīng)驗和生產(chǎn)制造能力。自2009年起,我國開始自主研發(fā)F級50MW重型燃氣輪機,在國家兩機專項等一系列政策的大力支持下,我國科研人員經(jīng)過多年的不懈努力,在重型燃氣輪機技術(shù)領(lǐng)域不斷取得新的突破。
國產(chǎn)化成果顯著。2022年,我國成功實現(xiàn)F級50MW重燃國產(chǎn)化,這一成果標志著我國在燃氣輪機技術(shù)領(lǐng)域取得了重大階段性突破,具備了自主生產(chǎn)關(guān)鍵型號燃氣輪機的能力。2024年,F(xiàn)級300MW重燃首次點火成功,這一里程碑事件進一步彰顯了我國在重型燃氣輪機技術(shù)方面的實力,國產(chǎn)化進程不斷加速。國產(chǎn)化水平的提升,不僅有助于降低我國燃氣輪機設(shè)備的采購成本,提高能源供應(yīng)的安全性和穩(wěn)定性,還能夠帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,提升我國在全球能源裝備制造領(lǐng)域的競爭力,為我國能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
綜上所述,全球AI數(shù)據(jù)中心的擴張為燃氣輪機市場帶來了前所未有的發(fā)展機遇。燃氣輪機憑借其自身優(yōu)勢,在全球市場呈現(xiàn)出需求增長、格局集中、趨勢向好以及估值提升等特點。同時,燃氣輪機葉片作為核心零部件,雖然面臨技術(shù)和產(chǎn)能方面的挑戰(zhàn),但也蘊含著發(fā)展?jié)摿ΑT谥袊袌觯紮C市場規(guī)模持續(xù)擴容,國產(chǎn)化進程加速推進,未來有望在全球燃氣輪機市場中占據(jù)更為重要的地位。相關(guān)企業(yè)應(yīng)密切關(guān)注市場動態(tài),加大技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)能擴張投入,以應(yīng)對市場變化,把握發(fā)展機遇,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。