北美电力需求拉动：燃气轮机产业及供应商梳理

前言：北美算力市场保持高增趋势，电力需求拉动燃气轮机高景气度，核心厂商如西门子、GV等排产周期大幅延长。

一. 燃气轮机概览

燃气轮机是一种旋转式热力发动机，由压气机、燃烧室、涡轮组成，原理是通过热力循环，将燃气热能转化为机械能，再通过发电机转化为电能。

1.1 工作流程（布雷顿循环）

（1）吸气压缩：压气机吸入空气并压缩至高压；压气机机械能→气体压力能。

（2）燃烧加热：高压空气与燃料混合并燃烧，产生高温高压燃气；燃料化学能→燃气内能。

（3）膨胀做功：高温高压燃气通过涡轮膨胀做功，推动涡轮旋转；燃气内能→涡轮机械能。

（4）排气冷却：排出乏气体冷却，被压气机吸入后进行下一轮循环。

二. 北美发电模式比较

根据美国能源署 (EIA) 2024年数据，电力来源分布：天然气42%、可再生能源（风电/水电/光伏）24%、核能19%、煤炭15%。

（1）天然气：连续多年第一，因北美页岩油技术成熟后，天然气产量大幅增加，成本降低；其通过燃气轮机发电。

（2）核能：具备高发电能力、输出功率稳定、高度清洁等特点，但审批、建设周期较长（燃气轮机约10个月）。

（3）可再生能源：水电依赖资源禀赋、风电和光伏则存在间歇性短板（需储能配套）。

三. 数据中心应用

燃气轮机与柴油发电机组比较：

（1）快速响应：布雷登循环过程简单，燃气轮机从冷启动到满负荷约1-5分钟，快于柴油机组的15-30分钟。

（2）高能效：H级单循环效率43%，联合循环（燃气轮机+余热锅炉+蒸汽轮机）可达64%，柴油机组约30%-40%。

（3）高功率密度：同体积下，燃气轮机输出功率比柴油机组高30%；同功率下占地面积少。

（4）燃料灵活及环保：可同时接入天然气和液体燃料系统（LNG/柴油）；天然气比柴油清洁。

（5）设备寿命长：运动部件少、维护周期长 ；设备寿命达10万小时以上 (11.5年)，为柴油机组的2-6倍。

四. 全球市场格局

全球燃气轮机市场呈现寡头垄断格局，前三大厂商占据75%-80%份额：三菱重工（日）、西门子能源（德）、GE Vernova（美）。

当前外资巨头订单增长，国内相关材料、部件配套厂商核心受益：

（1）材料：振华股份（热端部件高温合金含铬量约20%）、隆达股份（铸造/变形高温合金）。

（2）部件：杰瑞股份（西门子能源授权成套商）、联德股份（轮机铸件）、航宇科技（燃烧室/压气机盘件）、万泽股份（叶片/燃烧室部件)、应流股份（透平叶片）。