十四五规划100个重大项目清单之燃气轮机行业市场调研报告
为了加快我国燃气轮机行业的发展,近几年来我国出台了多项政策支持与指导。在2016年颁布的《中国制造2025》中,发展燃气轮机赫然在列;在“十三五”、“十四五”规划中燃气轮机也都被列为我国重要的发展方向。
“十四五”规划指出,加快先进航空发动机关键材料等技术研发验证,推进民用大涵道比涡扇发动机CJ1000产品研制,突破宽体客机发动机关键技术,实现先进民用涡轴发动机产业化。
燃气轮机作为装备制造业的“皇冠上的明珠”,对能源安全和工业发展等方面具有重大的推动作用。国家利好政策频频出台,中国燃气轮机市场迎来的新机遇。
2021年3月11日,十三届全国人大四次会议表决通过了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》。《纲要》明确指出,制造业要补齐基础短板,中国制造正在掀起攻克基础零部件、元器件、基础软件、基础材料、基础工艺的大浪潮。
其中,对航空发动机及燃气轮机的规划如下:加快先进航空发动机关键材料等技术研发验证,推进民用大涵道比涡扇发动机CJ1000产品研制,突破宽体客机发动机关键技术,实现先进民用涡轴发动机产业化。建设上海重型燃气轮机试验电站。
我国重型燃气轮机的产业基础本就薄弱,想要突围何其容易。但是,在十余年的不断攻克之下,我国实现了这一突破。在2020年11月时,我国首台F级50MW重型燃气轮机整机完美完成满负荷稳定运行,这是我国里程碑式的一幕。而且,该重型燃气轮机做到了100%国产。据了解,这款燃气轮机的动力十分强劲,如果铺开列装到各种大型舰船上,海上飙航母也不在话下,同时,R0110型燃气轮机,也宣告中国打破了欧美近70年的封锁,并正式解决了困扰国产舰船已久的“心脏病”。在重型燃气轮机领域的突破,对中国研发和建造更大的军舰、强化海上国防力量,有着十分重要的意义,此前在重型燃气轮机领域,中国曾长期处于弱势。
燃气轮机是一种先进而复杂的成套动力机械装备,是典型的高新技术密集型产品。作为高科技的载体,燃气轮机代表了多理论学科和多工程领域发展的综合水平,是21世纪的先导技术。发展集新技术、新材料、新工艺于一身的燃气轮机产业,是国家高技术水平和科技实力的重要标志之一,具有十分突出的战略地位。
全世界从事燃气轮机研究、设计、生产、销售的著名企业有28家,全世界使用的工业燃气轮机约有5万台,而且全球的燃机市场几乎被欧美公司所垄断。燃气轮机在空气和燃气的主要流程中,只有压气机(Compressor)、燃烧室(Combustor)和燃气涡轮(Turbine)这三大部件组成的燃气轮机循环,通称为简单循环。大多数燃气轮机均采用简单循环方案。燃气轮机是一种以空气为介质,内部连续回转燃烧、依靠高温燃气推动涡轮机械连续做功的大功率、高性能热机。燃气轮机由三大部件:压气机、燃烧室、涡轮组成,作为装备制造业的“皇冠上的明珠”,对能源安全和工业发展等方面具有重大的推动作用。当前轻型燃气轮机主要应用的四个领域中,中国动力公司的产品主要涉及舰船推进与管线动力两大方向。
据中研普华研究报告《2022-2027年中国燃气轮机行业市场供需形势分析及发展前景预测报告》分析
近年来,微型燃气轮机得到了迅猛的发展,其中回热器的技术进步起了关键性的作用。空气在压缩机中被压缩后进入回热器,在回热器中吸收做功后燃气的部分废气的热量,然后进入燃烧室,与燃料混合燃烧后进入涡轮机,在涡轮机中做功后排除;排除的燃气的温度比较高,进入回热器,加热压缩机出来的空气;从回热器排除的废气(200℃以上),再经过一个余热回收装置,使系统效率进一步提高。显然,微型燃气轮机回热器的作用,是利用燃气轮机排气中的废热来加热压缩空气,以代替部分燃料,使排气温度降低,从而提高微型燃气轮机的发电效率。现有的微型燃气轮机的发电功率为25~500kW,无回热器时发电效率为17%~20%,有回热器时的发电效率为25%~30%。回热器基本上可分表面式和再生式两类。表面式回热器中又有管壳式、板式、饭翅式及原表面式(新型板式)几种不同的结构。可以用于微型燃气轮机的主要是回转再生式回热器、板翅式回热器及原表面式回热器三种结构。
欧洲对间冷回热循环技术的研究始于20世纪40年代,20世纪60年代苏联已对间冷回热进行了比较深入的理论与应用研究。
综合看,全球燃气轮机市场规模2018年大约在180亿美元左右,预计未来5年CAGR在3.5%~4%左右。根据中研普华产业研究院相关资料统计推算,2018年全球燃气轮机回热器市场规模达到1.44亿美元左右,预计2019年全球燃气轮机回热器市场规模将达到1.5亿美元。
图表:2016-2019年全球燃气轮机回热器市场规模(单位:亿美元)

数据来源:中研普华产业研究院
目前,燃气轮机发电技术已普及我国各大热电厂。但是,燃气轮机在使用过程中必须面对的维护问题并不乐观。由于天然气的洁净程度未必得到有效控制,天然气中的杂质很容易在压气室积聚,甚至腐蚀基体金属。很多时候使用厂家在引入燃气轮机燃烧前必须经过过滤工序。尽管经过过滤,压气室依然存在杂质积聚和基体金属腐蚀的现象。因此,燃气轮机必须定期清洗。否则,燃气轮机的效率会逐渐降低,同时影响使用寿命。然而,传统的高压气体和高压水冲洗效果并不显著。在很长一段时间里,这种情况是无可奈何的。然而,最近世界化学品供应商巨头CHEMETALL研发出针对燃气轮机的压气机清洗剂可以在不腐蚀基体金属不拆卸的前提下进行有效清洗。据说,国外的电厂有部分已经使用,而且效果显著。
到2026年全球燃气轮机市场预计将增长到247.5亿美元
全球燃气轮机目前市场空间在180亿美元左右,未来5年CAGR在3.5%~4%。根据Zion Market Research在2016年的相关统计及和预测,2015年全球燃气轮机市场估计为160亿美元,到2021年全球燃气轮机的市场规模预计达到205亿美元,2016年至2021年之间CAGR约4%。而根据Maximize Market Research的相关统计和预测数据,2016年全球燃气轮机市场规模约173.5亿美元,到2026年全球燃气轮机市场预计将增长到247.5亿美元。
随着燃气轮机技术的突破,中国在舰船用动力领域将取得更大的成就,而在突破相关技术的同时,其成果还将带动自主化舰用电力系统等一系列配套周边的发展,由此,未来中国海军的发展壮大,将得到更加强而有力的技术保障。
未来燃气轮机行业投资机会在哪?如需了解更多市场具体详情可以点击查看中研普华研究报告《2022-2027年中国燃气轮机行业市场供需形势分析及发展前景预测报告》。

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