燃气轮机广泛应用于发电、船舰和机车动力、管道增压等能源、国防、 交通领域,是关系国家安全和国民经济发展的高技术核心装备。燃气轮机是将气体压缩、 加热后送入透平中膨胀做功,把一部分热能转变为机械能的旋转原动机。按结构形式可 以分为重型、轻型、微型燃气轮机,其中全球重型燃气轮机已形成高度垄断的局面,以 GE、西门子、三菱、阿尔斯通等公司为主导;轻型燃气轮机是航空发动机改型,以 GE、 P&W、R&R 等航空公司为主导;微型燃气轮机参与者较多。
行业的上游为制造燃气轮机及辅机设备的原材料供应商,包括钢材、新材料、铸造构件。燃气轮机进排气系统等核心构件需要耐高温、可靠性高的高温材料,高温材料为21世纪新型材料,属高端制造设备,仅少数厂商能够生产,并且整机的可靠性在很大程度上依赖于高温材料。因此,对于上游新型材料的依赖性较高,自主定价权较弱。
燃气轮机比较常见的应用场景为发电,同时它也广泛应用于舰艇船舶动力供给、管道线路增压运作等多个能源、交通、国防领域。燃气轮机产业的技术水平是国家工业实力的重要指标,是市场前景巨大的高技术产业。燃气轮机对下游议价能力较强,但有逐步减弱的趋势。
新进入者在给行业带来新生产能力、新资源的同时,将希望在已被现有企业瓜分完毕的市场中赢得一席之地,这就有可能会与现有企业发生原材料与市场份额的竞争,最终导致行业中现有企业盈利水平降低。
所有主要的燃气轮机制造商目前都在开发能够100%燃烧氢气的燃气轮机,作为天然气的低碳化替代品,用于调峰和基荷发电应用。其他 "电-气-电 "项目涉及各种应用,包括用于热电联产的燃料电池、工业热能和发电机。
从全球市场竞争格局来看,重型燃气轮机制造业目前已形成了高度垄断的局面,美国通用电气(GE)、德国西门子、日本三菱三大巨头占据八成以上的市场份额;航空燃气轮机,形成了主要以GE、P&W、R&R等航空公司为主导的格局。基于燃气轮机在国防安全、能源安全和保持工业竞争力等方面的重要地位,发达国家高度重视燃气轮机的发展,经过多年的发展,燃气轮机已经实现了温度、效率、功率的全方位提升,实现了巨大的技术跨越。按照燃烧室温度不同,目前的主流机型为E级、F级和H级,以通用电气为例,其目前共有4款空冷型HA级重型燃气轮机产品:9HA.01和9HA.02燃气轮机覆盖50赫兹发电市场,7HA.01和7HA.02燃气轮机覆盖60赫兹发电市场,HA级燃机是装机量增长最迅速的机型,GE提供的服务能够满足大部分用户的需求。近日,GE宣布HA级燃气轮机再破世界纪录,联合发电效率超63%,远超当前净效率47%的全球最先进百万千瓦超超临界煤电机组。
中国燃气轮机产业的发展历史悠久,但由于中途的断层导致错过了国外高速发展的时期,从而形成了缺乏产业发展基础、科学产业体系不完善的局面,与国际水平拉开了较大的差距。目前,在重型燃气轮机产业领域,能够制造并销售的企业只有哈尔滨电气集团、上海电气集团和东方电气集团,以三大集团为核心,形成了相应的燃气轮机制造产业群,能够实现年产40套左右F和E级重型燃气轮机。在轻型燃气轮机领域,研发方面具备初步的整套试验设施和测试技术手段,制造方面具备生产航改机和轻型燃气轮机的能力,但同类机型的主要性能参数与国外仍有一定差距,具体原因主要包括研发设计制造等技术相对薄弱、缺乏核心知识产权、体系欠完善等。不过,中国国家能源结构调整已进入实施阶段,随着天然气资源大规模开发利用,以及西气东输、近海天然气开发、液化天然气(LNG)引进、可燃冰开发等项目的深入推进和综合利用,燃气轮机在中国将迎来前所未有的发展机遇,产业前景光明。
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