中国燃气轮机行业发展趋势如何

根据《2024-2029年中国燃气轮机行业市场供需分析及发展前景预测报告》分析，根据《燃气轮机词汇》（GB/T15135-2018），燃气轮机是指把热能转换为机械功的续流式旋转机械（单机），包括压气机、加热工质的设备（例如燃烧室），透平、控制系统和辅助设备。按结构形式和输出功率来划分，燃气轮机可分为微型、轻型和重型三类。其中微型和轻型燃气轮机可由航空发动机改制而成（又称为“航改燃”），功率通常在50MW以内，可用于工业发电、船舶动力、管道增压、坦克机车、分布式发电及热电联供等场景。重型燃气轮机功率在50MW以上，主要用作陆地上固定的发电机组，如城市电网。

供需方面：随着燃气轮机技术的快速进步和对分布式发电技术的日益关注，中国燃气轮机产业正经历显著增长。同时，发展中国家能源市场的蓬勃需求，以及全球范围内可再生能源使用的不断增加，为我国燃气轮机产业提供了强大的发展动力。据中国机械业协会相关数据显示，2023年期间，我国燃气轮机产量达到444万千瓦，而市场需求量则高达762万千瓦，这一数据反映出产销率高达172%，远超常规平衡状态。较高的产销率实际上揭示了我国燃气轮机产业的一个现状：尽管在2020-2023年期间产量在不断提升，但当前的生产能力尚不足以完全满足国内市场的旺盛需求。因此，为了弥补这一供需缺口，我国不得不依赖进口来确保燃气轮机市场的稳定供应。

图1：2019-2023年中国燃气轮机产销量情况

数据来源：中国机械业协会、中研普华产业研究院整理
市场规模方面：燃气轮机应用广泛，并且具备突出的燃料灵活性，对实现“双碳”目标具有积极作用。因此，预计我国燃气轮机产业未来将呈现良好的发展态势。根据中国机械业协会相关数据显示，2023年我国燃气轮机总体市场规模达到了671.9亿元，同比2022年增长了9%。其中，中小型燃气轮机市场规模为626.7亿元，占比达93%；重型燃气轮机市场规模为45.2亿元，占比达7%。

图2：2019-2023年中国不同类型燃气轮机市场规模情况

【注：本报告中提到的中小型燃气轮机指代轻微型燃气轮机（下同）】
数据来源：中国机械业协会、中研普华产业研究院整理

图3：2023年中国不同类型燃气轮机市场份额占比

数据来源：中国机械业协会、中研普华产业研究院整理

随着“西气东输”、“西电东送”等国家重点工程项目的实施，对燃气轮机的需求不断上升。以及国家清洁能源政策的持续推进，燃气轮机作为高效、清洁的能源转换设备，受到了越来越多的关注和支持之下，预计我国燃气轮机行业市场规模有望得到进一步提升，预计至2029年底，全国燃气轮机行业总体市场规模有望增长至为2137亿元。其中，中小型燃气轮机行业市场规模有望增长至为2065.3亿元；重型燃气轮机行业市场规模有望增长至为71.7亿元。

竞争格局方面：目前重型燃气轮机主要由三菱重工（MHI）、通用电气（GE）、西门子（Siemens-WH）、阿尔斯通（Alstom-ABB）等公司开发，中小型燃气轮机方面，世界主要航空发动机公司罗尔斯·罗伊斯（RR）、通用电气（GE）、普拉特·惠特尼（P&W）等由航空发动机改型研制了3代轻型燃气轮机。观之我国，自主研制燃气轮机相继落地，国产化程度逐步提升。通过引进先进技术和自主创新，我国已经掌握了部分先进燃气发电装备的制造技术和工艺，如重型燃气轮机核心热端转动部件的核心技术，燃气轮机系统制造能力逐渐增强，打破了垄断，价格有所降低；技术服务逐步本地化，燃机运营维护成本也逐步降低。以F级燃机为例，我国燃气轮机零部件国产化率可达到80％～90％。

目前，我国燃气轮机领域主要的研制力量分别来自我国航发、船舶、机械等工业部门和科研院所。在我国气电设备市场，竞争格局是典型的3加1，即上海电气、东方电气、哈尔滨电气外加南京汽轮机电机。四家公司又在市场换技术的政策下各自与一家外资公司捆绑招标，其中上海电气结对西门子，东方电气结对三菱，哈电与南汽则与GE合作。
发展趋势方面：我国燃气轮机的发展趋势呈现出多元化与创新性的特征，具体可归纳为以下几个方面：

氢燃料应用

燃气轮机正逐步向氢燃料转型，通过增加掺氢比例甚至全氢燃料使用，旨在缓解天然气供应压力，同时积极响应全球减碳和零碳排放的环保需求，推动能源结构的绿色转型。

高效清洁燃烧技术

聚焦于低污染、高效能燃烧室的研发，包括分级燃烧、回流燃烧、贫预混与预蒸发燃烧室等先进技术，以及提升低热值燃料稳定性与多燃料适应性，特别是针对富氢及纯氢燃料的燃烧技术，以实现更清洁、更高效的燃烧过程。

高温材料研发

鉴于燃气轮机运行中高温环境的挑战，研发新型高温材料成为关键。这包括高温合金及其加工技术的突破，旨在提高部件的耐高温性能，确保燃气轮机长期稳定运行，减少故障风险。

部件性能提升

致力于提升燃气轮机核心部件如压气机和透平的性能，以满足发电和工业领域日益增长的高效能需求。通过综合性能优化，促进负荷提升，增强能量转化效率。

先进材料与制造技术

聚焦于高性能复合材料、高温耐热合金材料涂层、大尺寸高温合金的精密铸造及3D打印等智能制造技术的研发与应用，推动燃气轮机制造业的转型升级，提升产品竞争力。

产品系列化与谱系化发展

以航空发动机为技术基础，燃气轮机设计与制造商通过改型设计，推出多类型、多功率的燃气轮机产品，形成完善的产品谱系。这种策略不仅延长了航空发动机的生命周期，促进了产品的更新换代，还确保了燃气轮机的高可靠性、先进性，同时降低了研发周期、风险及成本，满足了市场的多样化需求。