
1、燃气机行业产业链结构
上游产业
原材料供应
高温合金:燃气机在高温环境下运行,高温合金是制造燃气机叶片、燃烧室等关键部件的重要材料。这些合金具有优异的高温强度、抗氧化和抗腐蚀性能。例如,镍基高温合金能够在高温下保持良好的机械性能,确保燃气机在极端条件下稳定工作。
陶瓷材料:部分高性能燃气机部件会用到陶瓷材料,用于隔热、耐磨等。比如,陶瓷涂层可以应用于燃烧室壁,减少热量散失,提高热效率。
复合材料:随着技术发展,复合材料也逐渐用于燃气机,像碳纤维增强复合材料,可用于制造一些非关键但对重量有要求的部件,有助于减轻燃气机整体重量。
零部件制造设备供应商
精密铸造设备:用于生产燃气机叶片等形状复杂、精度要求高的零部件。这些设备能够保证叶片的尺寸精度和表面质量,从而影响燃气机的性能和效率。
锻造设备:对于一些承受高应力的轴类等部件,需要通过锻造设备来制造,使材料的内部组织更加致密,提高部件的强度和韧性。
燃料供应
天然气供应商:天然气是燃气机最主要的燃料之一。稳定的天然气供应对于燃气机的运行至关重要。天然气的质量,如纯度、热值等指标也会影响燃气机的性能和排放。
氢气等新型燃料供应商(未来趋势):随着对清洁能源的需求和技术的进步,氢气等新型燃料在燃气机领域的应用前景广阔。氢气作为燃料可以实现零碳排放,一些试点项目已经开始探索氢气在燃气机中的应用,相应的氢气供应基础设施也在逐步完善。
中游产业
燃气机整机制造
轻型燃气轮机制造:轻型燃气轮机主要用于航空动力、分布式发电、舰船动力等领域。其特点是结构紧凑、功率相对较小但转速高。制造商通过集成各种零部件,进行精确装配和调试,确保燃气机的性能符合不同应用场景的要求。
重型燃气轮机制造:重型燃气轮机功率大,主要用于大型发电站等。其制造过程涉及大型部件的加工和组装,如大型叶片、重型轴系等,技术难度高,对企业的技术实力和生产规模要求严格。
微型燃气轮机制造:微型燃气轮机一般用于小型分布式能源系统、备用电源等。其体积小、便于安装和维护,制造过程注重小型化和高效化技术的应用。
燃气机控制系统开发
控制软件:开发能够精确控制燃气机的启动、运行、停机等过程的软件。通过复杂的算法,实现对燃气机转速、温度、压力等参数的实时监测和调控,确保燃气机在最佳工况下运行。
硬件设备:包括传感器、执行器等硬件,用于采集燃气机运行数据和执行控制指令。例如,高精度的温度传感器可以实时监测燃气机各部位的温度,将数据反馈给控制系统,以便及时调整燃气机的工作状态。
下游产业
电力行业
发电企业:燃气机在发电领域应用广泛。发电企业利用燃气机发电,向电网输送电力。燃气发电具有启动快、效率高、调峰能力强等优点,在电网的尖峰负荷调节和应急发电等方面发挥重要作用。
分布式能源系统:在分布式能源系统中,燃气机与太阳能、风能等可再生能源结合,组成多能互补的能源供应体系。例如,在一些工业园区或商业建筑中,燃气机可以在可再生能源不足时提供稳定的电力和热能。
交通运输行业
航空领域:燃气机(航空发动机)是飞机的动力核心。随着航空业的发展,对燃气机的性能、可靠性和燃油效率要求越来越高。燃气机的技术进步推动了航空业的发展,如新型高性能燃气机能够使飞机飞得更远、更快、更省油。
船舶领域:燃气轮机在船舶动力方面的应用也在逐渐增加。相比于传统的柴油机,燃气轮机具有功率密度大、振动小等优点,能够提高船舶的航行性能,尤其适用于高速舰艇和大型豪华邮轮等。
工业领域
石油化工:在石油化工行业,燃气机用于驱动压缩机、泵等设备,为化工生产过程提供动力。例如,在天然气输送过程中,燃气机驱动压缩机对天然气进行增压,确保天然气能够顺利输送。
钢铁、水泥等行业:燃气机可以为这些高耗能行业提供高效的动力,同时通过余热回收等方式,提高能源利用效率,减少碳排放。例如,在钢铁生产过程中的高炉鼓风等环节,燃气机可以发挥重要作用。
图:燃气机产业链结构图
2、燃气机产业发展概述
中国燃气机市场规模逐年递增,2021 年已达 1769.5 亿元。随着能源结构调整和环保要求提高,下游需求持续释放,市场规模不断扩大,预计到 2026 年将突破 2000 亿元。其应用领域广泛,包括发电、电网调峰、分布式能源、风光互补、生物质气化联合循环、移动电源车、航空航天等,成为国家能源电力结构调整的重要力量。
中国已具备微型、轻型燃气轮机自主化设计与制造能力,涌现出了一批如上海电气、东方汽轮机、哈尔滨电气等代表的企业。虽然与美国、德国等国家相比仍有较大差距,市场主要由通用电气、三菱重工、西门子等外资企业占据,但是在国家政策大力推动下,国产化进程不断推进,国产替代空间较大。
目前,中国燃气机生产商最大的企业是潍柴和玉柴,其中潍柴燃气机产品包括WP5NG、WP6NG、WP7NG、WP10NG、WP12NG、WP13NG等,功率覆盖120-353千瓦,达到国Ⅳ、国Ⅴ排放标准,广泛应用于城市公交、公路客车、重型卡车、工程机械、船舶动力、发电设备等多个行业领域,玉柴的燃气机产品种类繁多。这两家生产燃气机的技术实力均列国内领先水平,市场占有率达75.19%。