开源证券_机械设备行业深度报告：AIDC用电专题：燃气轮机与柴发迎来黄金机遇_20260811.pdf

开源证券2026-08-11查看原文

摘要

1开源证券发布机械设备行业深度报告，维持“看好”评级。

2研报指出AI算力建设驱动全球数据中心用电需求激增，燃气轮机与柴油发电机迎来黄金机遇。

3预计2030年全球数据中心电力消耗达945太瓦时，年均增长15%。

4由于龙头扩产克制，燃机供不应求局面将持续至2031年后。

5重点推荐杰瑞股份（北美订单超25亿美元）、应流股份、万泽股份、西子洁能、联德股份、银轮股份及潍柴动力等受益标的，其中银轮股份和潍柴动力获“买入”评级。

文本

![](page=0,bbox=[170, 62, 747, 177])

机械设备

2026年08月10日

投资评级：看好（维持）

行业走势图

![](page=0,bbox=[105, 669, 592, 995])

数据来源：聚源

行业深度报告

AIDC用电专题：燃气轮机与柴发迎来黄金机遇

张豪杰（分析师）

韩笑（分析师）

zhanghaojie@kysec.cn

hanxiao2@kysec.cn

证书编号：S0790526020001

证书编号：S0790526070001

燃气轮机和柴发受到市场关注

当前全球AI算力产业化持续提速，带动全球及美国超大规模数据中心进入高速建设期。为适配算力负荷波动大、供电稳定性要求高、建设落地快的核心需求，美国大型AI智算中心普遍采用燃气轮机能源岛自备供电方案，同时柴油发电机组凭借部署便捷、响应快速、适配性广的特点，与燃气轮机形成互补发展格局。

数据中心成为拉动燃气轮机需求的核心动力

AI基建投资开始成为燃机需求增长的核心驱动力。全球智算中心、超算中心规模化落地加快，高增的基建投资直接带动算力用电需求快速上行，为燃气轮机行业创造坚实的增量需求基础。目前AI数据中心配套供电需求已占全球燃气轮机新增需求的 20%-25%，且占比持续快速攀升，全球AI资本支出预计从2024年的2320亿美元至2028年的14160亿美元，年均复合增速超 50%。预计2030年全球数据中心的电力消耗量约945太瓦时，约占2030年全球总电力消耗量的 3%，是2024年的两倍左右，年均增长约 15%。此外，美国传统需求正站在“存量换新”的节点，2000年装机高峰的25-30年换新周期，与AI需求增长两条曲线在2026形成需求共振窗口。

预计供小于求的局面将一直持续到2031年以后

市场竞争格局高度集中，龙头企业扩产克制。GEV、西门子、三菱为前三龙头， GEV宣布2026年Q3产能达到20GW，2030年达到30GW；三菱计划未来产能翻倍；西门子能源燃气轮机产能从2024年17GW提升到2030年30GW，我们预计到2030年三家合并产能预计约80-100GW。我们预计供小于求的局面将一直持续到2031年以后，GE Vernova表示燃气轮机积压订单和机位预留从100GW跃升至116GW，西门子也将未来几年的燃气轮机年需求上调至110-120GW，需求端的增长速度要大于供给端。

投资建议与受益标的

投燃气轮机方向，一是整机集成，杰瑞股份深度绑定西门子能源、贝克休斯等主机厂，北美数据中心发电机组在手订单超25亿美元；二是核心部件，应流股份为西门子F/H级重型燃机叶片供应商，万泽股份已获西门子能源多型燃机叶片订单；三是配套设备，西子洁能的燃机余热锅炉为联合循环必备设备；四是零部件与热管理，联德股份配套卡特彼勒大马力发动机缸体，银轮股份发电机组冷却业务已量产。柴发方向，潍柴动力大缸径发动机打破外资垄断，2025年数据中心发电产品销量同比增长约2.6倍，SOFC布局提供长期投资空间。受益标的：杰瑞股份、应流股份、万泽股份、西子洁能、联德股份、银轮股份、潍柴动力等。

风险提示：全球宏观经济波动风险、AI投资不足风险、地缘政治风险、行业替代风险、美国关税风险。

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图表目录

图 1: 数据中心对能源较为依赖 ...4

图 2: 燃气轮机分发电机、燃烧室、控制器等 ...5

图 3: 燃气轮机工艺复杂 ...5

图 4: 燃气轮机产业链 ...6

图 5: 柴发结构包括水箱、喷油泵、电机等 ...7

图 6: 不同时刻，数据中心负载差异较大 ...8

图 7: 数据中心与电网交易电量波动较大 ...8

图 8: 美国工作时的 AI 技术使用率快速提升 ...9

图 9: 预计全球 AI 资本支出市场规模快速增长（亿美元） ...10

图 10: DXI 指数快速攀升 ...10

图 11: 全球半导体市场规模快速攀升（%） ...10

图 12: AI 产业链示意图 ...11

图 13: 弗吉尼亚州有较多数据中心 ...12

图 14: 数据中心年电能消耗量较大 ...12

图 15: 芯片制造环节用电需求也较为强势 ...12

图 16: 数据中心能源配套包括 UPS、电源等 ...13

图 17: 美国数据中心年电量消费提升明显 ...13

图 18: 美国 AI 用电占总用电比例快速提升 ...13

![](page=2,bbox=[161, 62, 732, 176])

图 19: 预计全球数据中心装机快速增长 ...14

图 20: 预计 2030 年全球数据中心的电力消耗量约 945 太瓦时 ...14

图 21: 美国居民和商业用电占大头（亿度） ...15

图 22: 直到 2022 年北美电网投资额开始提升 ...16

图 23: 美国电网区域分布示意图 ...16

图 24: 2000 年前后美国新增燃气装机需求高企（GW） ...17

图 25: 沙特希望 2030 年完成能源转型 ...18

图 26: 燃气轮机行业集中度较高 ...19

图 27: 航改燃≥30MW 占比 69% ...20

图 28: 航改燃主要应用于发电 ...20

图 29: 高端装备是杰瑞股份主要收入（亿元） ...22

图 30: 杰瑞股份高端装备毛利占比最大（亿元） ...23

图 31: 应流股份主要业务为高温合金及精密铸件（亿元） ...23

图 32: 2025 年应流股份归母净利润开始提升（亿元） ...24

图 33: 联德股份工程机械收入占比增加（亿元） ...24

图 34: 2025 年起联德股份净利润开始好转（亿元） ...24

图 35: 万泽股份制造业占比逐渐增加（亿元） ...25

图 36: 医药还是万泽股份目前主要利润贡献（亿元） ...25

图 37: 2025 年万泽股份归母净利润增速放缓（亿元） ...25

图 38: 西子洁能 EPC 和余热锅炉贡献主要营收（亿元） ...26

图 39: 西子洁能 EPC 和余热锅炉贡献主要利润（亿元） ...26

图 40: 2025 年西子洁能归母净利润增速放缓（亿元） ...26

图 41: 银轮股份 AI 基建相关业务快速增长（亿元） ...27

图 42: 银轮股份业绩快速提升（亿元） ...27

图 43: 潍柴动力多板块布局（亿元） ...28

图 44: 潍柴动力 AI 基建环节逐渐贡献利润（亿元） ...28

图 45: 近两年潍柴动力业绩较为稳定（亿元） ...28

表 1: 上游核心环节中叶片占比最大 ...6

表 2: 燃气轮机建设周期较短 ...17

表 3: 前三家行业龙头扩产计划规模不大（GW） ...19

表 4: 燃气轮机涨价幅度在几类卡脖子环节最小 ...21

表 5: 各行业资本开支情况 ...21

表 6: 杰瑞股份近期燃气轮机订单不断 ...22

表 7: 受益标的盈利预测与估值表 ...29

![](page=3,bbox=[159, 61, 735, 177])

1、燃气轮机和柴发受到市场关注

1.1、数据中心投资刺激自备电需求

当前全球AI算力产业化持续提速，带动全球及美国超大规模数据中心进入高速建设期，算力装机、资本开支、电力需求均维持高增长。持续高增的算力供给对应海量配套电力基础设施需求，算力需求增速持续高于供给扩容速度，倒逼自备电源快速落地。其中美国作为全球AI核心阵地，算力集中度遥遥领先，根据The World Center统计全美超大规模数据中心装机容量占全球比重达 54%，2020-2025年复合增速高达 24%，2025年末美国数据中心总装机容量已突破50GW。此外微软、亚马逊、谷歌、甲骨文、Meta等北美头部云厂商持续加码资本开支，2026年北美五大CSP算力相关资本开支合计预计达7600亿美元，同比有望翻倍增长，其中亚马逊单年资本开支更是有望创下2000亿美元的历史新高。

不同于传统公用事业电网供电模式，美国大型AI智算中心普遍采用燃气轮机能源岛自备供电方案。为适配算力负荷波动大、供电稳定性要求高、建设落地快的核心需求，算力需求成为全球燃气轮机产业核心需求。随着全球AI算力基础设施大规模建设，区域用电缺口扩大，分布式电源需求不断升级，叠加北美等地区传统电网调峰、应急备用供电场景的矛盾数据中，心开始加大对燃气轮机、柴发设备的采购。燃气轮机供电稳定、启停灵活、适配高负，成为AIDC数据中心、大型工商业自备电站的核心供电方案。同时柴油发电机组凭借部署便捷、响应快速、适配性广的特点，与燃气轮机形成互补发展格局。

在算力基建快速扩容的当下，燃气轮机与柴发产业链景气度持续上行，预计在相当长一段时间内，燃气轮机与柴发的市场需求、订单规模均迎来稳步扩容机遇。

图1：数据中心对能源较为依赖

![](page=3,bbox=[881, 1720, 1534, 2374])

资料来源：《计及数据中心负载特性的多时间尺度优化调度》帅文利等

![](page=4,bbox=[159, 61, 734, 176])

1.2、燃气轮机和柴发均为自备电装置

燃气轮机为连续气流做功的回转式动力装置，是大型数据中心一次发电的核心主力设备，依托燃气作为循环工质完成燃料化学能向机械功的转换。燃气轮机机组核心由压气机、燃烧室、动力透平三大单元组成。在设备运行阶段，压气机持续抽吸外界空气并对空气增压升温，与天然气充分掺混燃烧，生成高温高压燃气，冲击叶片带动主轴高速回转产出的机械能，驱动同步发电机产出交流电，经变配电系统直供数据中心机柜负载，全程作为机房常态化一次主电源稳定出力。此外，随着可再生能源波动加剧，燃气轮机因快速响应和灵活调节的能力，在电网调峰中也发挥着重要作用。

图2：燃气轮机分发电机、燃烧室、控制器等

![](page=4,bbox=[591, 900, 1852, 1412])

资料来源：《电动汽车微型燃气轮机增程器向心涡轮设计方法研究》李超等

图3：燃气轮机工艺复杂

![](page=4,bbox=[619, 1642, 1800, 2388])

资料来源：沈阳德为科技搜狐号

![](page=5,bbox=[159, 61, 734, 177])

燃气轮机产业链涵盖上游原材料及零部件制造、中游整机制造与组装、下游应用及运维服务等多个环节。燃气轮机由压气机、燃烧室与燃气涡轮组成，常见零部件包括机匣、叶片、涡轮盘、轴等，主要材料包括各种高温合金、铝合金、钛合金及复合材料。产业链中游主要涉及整机制造与集成，全球市场长期由GE Vernova、西门子能源、三菱重工三大厂商主导，国内企业以东方电气、上海电气、哈尔滨电气为代表。产业链下游主要为下游应用和运维服务，应用方面涉及电力、油气、交通运输、冶金、数据中心和军事等多个领域。

图4：燃气轮机产业链

![](page=5,bbox=[609, 772, 1842, 1183])

资料来源：观研报告网、开源证券研究所

燃气轮机上游节约占燃气轮机产业链市场规模的 20%-30%，主要使用的原材料包括高温合金、特钢、铝合金、复合材料、普钢和热障涂层等。其中，因涡轮叶片等核心部件需耐受 $1400^{\circ} \mathrm{C}$ 以上高温，因此高温合金的应用占比较高，占比叶片成本的 60%-70%（单晶铸造工艺为主），全球市场由PCC和Howmet主导，两家合计市占率超 70%。零部件主要包括叶片、盘、轴等结构件的生产制造，以及分系统（控制系统）环节，其中涡轮叶片价值量占比最高，达整机原材料成本的 35%，技术壁垒高（单晶技术自90年代沿用至今），全球产能集中于PCC、Howmet，但全球AI数据中心扩张推动燃气轮机需求快速增长，而PCC和Howmet作为核心叶片供应商，产能难以匹配需求增速，另外海外整机龙头（如GEV）订单激增，进一步加剧了叶片供应链的紧张。其他零部件如燃烧室、压气机、控制系统、转子与机匣等精密铸造与加工环节较为依赖西门子能源、三菱重工。

表1：上游核心环节中叶片占比最大

核心零部件

占比

毛利率

代表企业

叶片

35%

40%以上

Howmet、PCC

压气机

15-20%

25%左右

GEV、西门子能源

燃烧室

10-15%

25%-30%

GEV、西门子能源、三菱重工

涡轮

10-15%

30%以上

GEV、西门子能源、三菱重工

控制系统

5-10%

25%左右

Woodward

高温合金

20-30%

25%-40%

SMC

数据来源：观研报告网、开源证券研究所

柴油发电机组为间歇喷油做功的往复式动力装置，是大型数据中心应急备用发

![](page=6,bbox=[159, 62, 733, 176])

电的兜底保障设备，依托柴油作为燃烧介质完成燃料化学能向机械功的转换。柴油发电机组核心由柴油机、冷却系统、同步发电机三大单元组成。在市电失电、燃气轮机检修或气源中断等极端工况下，柴油机快速喷油点火，气缸内油气混合爆燃推动活塞往复运动产出机械能，驱动同步发电机产出交流电，经切换配电系统短时供给数据中心关键机柜负载，仅作为机房事故应急备用电源短时出力。此外，在燃气供给中断、燃气轮机无法投运的极端停电场景中，柴油发电机组因启动极速、燃料自持的特性，承担最后一级电力兜底保障作用。

图5：柴发结构包括水箱、喷油泵、电机等

![](page=6,bbox=[673, 753, 1782, 1455])

资料来源：重康动力（深圳）有限公司

1.3、燃气轮机在AIDC中优势明显

在海量的算力需求面前，电网也难以满足数据中心的用电需求。AIDC对于能源电力的需求要求：高功耗、高可靠、24小时负荷及动态的负荷波动。在电网扩容滞后的应用场景下，算力与电力的协同发展往往绕不开系统供需结构性问题。从算力侧看，数据中心对电源提出了较高的要求，最简单的用电方式是接入电网用电，但目前北美电网明显难以承接这么高强度的用电需求。数据中心作为用电大户，需要电网进行相应的配套建设，而数据中心从拿地到投产的周期最快已压缩至一年以内，但电网配套工程动辄需要数年，两类基础设施的建设时序存在显著错位。如果数据中心优先使用绿电，而绿电供给发力主要集中在中午，电源侧出力本身已具有较强随机性，和数据中心用电高峰难以匹配，当两类波动相互叠加时，将进一步增加电网实时功率平衡压力。

![](page=7,bbox=[160, 61, 734, 176])

图6：不同时刻，数据中心负载差异较大

![](page=7,bbox=[179, 345, 952, 743])

资料来源：《计及数据中心负载特性的多时间尺度优化调度》帅文利等

图7：数据中心与电网交易电量波动较大

![](page=7,bbox=[1023, 320, 1847, 738])

资料来源：《计及数据中心负载特性的多时间尺度优化调度》帅文利等

在电网不能满足数据中心用电需求的情况下，自备电源几乎成为北美数据中心用电需求的唯一解。传统的燃煤发电、核电、水电等也并不适配自备数据中心电厂的需求。企业常用自备电源通常规模较小，燃气轮机凭借自身稳定、冷启动快、成本低、功率大等优势，成为数据中心供电的最佳方案，尤其是在欧美地区环保要求也相对较高。常规煤电冷启动需要4-5小时，深度调峰下限多至 40%额定负荷，且频繁启停会损耗锅炉、脱硫脱硝设备，导致运维成本大幅上升，不适合短时波动调节。对大型核电站而言，反应堆不允许频繁升降负荷、快速启停，调峰能力极弱，基本只能恒定满发。至于风光水电，均由于过于依赖天气，且对地理位置有较高要求，难以成为稳定电源，不适合作为AIDC电源。

与燃气发电机相比，燃气轮机亦有优势。相较于燃气内燃机，燃气轮机负荷调节区间更广、响应速度更快，可精准适配AI训练与推理任务的潮汐式用电波动，同时依托成熟的热电联产模式，回收烟气余热实现供冷供热，大幅提升能源综合利用率，有效降低数据中心PUE值与全生命周期运营成本。相较于备电为主的柴油发电机组，燃气轮机功率密度更高、占地面积更小、运维周期更长，可长期满负荷连续稳定运行，可以解决柴油机组仅适用于短时应急备电、长期运行故障率高的短板。整体来看，燃气轮机是当前大型AIDC场景下兼顾可靠性、经济性、灵活性与低碳性的最优自备发电方案。

2、需求端：数据中心成为拉动燃气轮机需求的核心动力

燃气轮机下游需求分为传统刚需场景与AIDC新兴场景，需求正迎来结构性重构。传统需求仍占据基本盘，AI基建投资开始成为行业需求增长的核心驱动力。燃气轮机传统需求主要涵盖电网调峰、工业自备电、油气开采航空船舶、分布式能源等领域，求整健相对平稳。而近年来，随着AI算力需求快速增长，全球燃气轮机新增需求增量开始转向AI算力基建主导，随着AI大模型训练、超算中心规模化落地，算力电力消耗呈指数级增长，传统电网扩容速度难以匹配算力用电缺口，谷歌、微软、Meta等全球科技巨头纷纷加大AI基建投资，通过自建燃气轮

![](page=8,bbox=[159, 62, 734, 176])

机电站保障数据中心稳定供电。和众汇富统计，2025年全球燃气轮机意向订单已超 80GW，其中 20%-25%来自AI数据中心领域，部分海外年度新增装机中AI算力配套需求占比达 50%，拉动燃气轮机订单增长，同时也带动燃气轮机需求从传统能源装备向AI算力基建转型。

2.1、AI快速发展带来用电需求

近年来AI需求快速增长。2022年现象级产品ChatGPT问世后，生成式AI迎来快速普及，文本、图像生成等各类AI工具显著提升了整体工作效率。随着技术发展和人们需求的增长，AI行业技术迭代也在提速，ChatGPT、Gemini、Anthropic Claude等全球标杆级大模型更新迭代速度也不断加快。随着AI模型持续升级和规模化落地，全球算力需求持续攀升，现有算力规模已无法匹配快速增长的市场需求，算力缺口持续扩大。在此背景下，各大科技厂商持续加码算力布局，建设智能化、规模化的数据中心，推动生成式AI技术迭代与算力基建协同发展。

图8：美国工作时的AI技术使用率快速提升

![](page=8,bbox=[711, 1170, 1742, 1652])

资料来源：IEA

全球AI基建投资额正维持高速增长。受人工智能需求加速、中美算力竞赛升温驱动，全球智算中心、超算中心规模化落地加快，头部云厂商AI相关资本开支持续大幅扩容，2025年全球AI基建支出同比实现大幅增长。根据普华有策数据，受旺盛需求驱动，中国智能算力规模预计2028年将突破2781.9EFLOPS，年复合增长率 39.94%。全球AI投资同步高涨，2025年超 40%的IT预算将投向AI；全球AI资本支出预计从2024年的2320亿美元至2028年的14160亿美元，年均复合增速超 50%，其中AI服务器约占AI资本支出的 40%-50%。高增的基建投资直接带动算力用电需求增长，为燃气轮机行业创造坚实的增量需求基础。

![](page=9,bbox=[159, 61, 734, 176])

图9：预计全球AI资本支出市场规模快速增长（亿美元）

![](page=9,bbox=[598, 312, 1843, 959])

资料来源：普华有策

AIDC产业链迎来上升周期。AI产业链以GPU等AI算力芯片为核心底座，上游涵盖半导体设备、晶圆制造、高纯石英砂、光刻胶、电子特气等核心材料设备，同时配套HBM显存、高速光模块、算力服务器、液冷温控、高端存储等算力硬件基建，构成AI产业底层支撑；中游为AIDC核心配套服务环节，以智算中心建设、系统集成、算力调度、算力租赁、机房运维为主，承担算力搭建、优化、运营的核心作用；下游则是AI商业化应用场景。当前全球AI训练与推理需求增长、算力缺口增大，AIDC建设需求加速，带动上游硬件材料、中游配套服务等环节快速放量，AI产业链进入高速增长的确定性上行周期，产业红利全面释放。

图10：DXI指数快速攀升

![](page=9,bbox=[129, 1760, 956, 2295])

数据来源：Wind、开源证券研究所

图11：全球半导体市场规模快速攀升（%）

![](page=9,bbox=[1025, 1782, 1848, 2310])

数据来源：Wind、开源证券研究所

![](page=10,bbox=[159, 61, 734, 176])

图12：AI产业链示意图

![](page=10,bbox=[610, 372, 1838, 1314])

资料来源：IEA

AI数据中心是耗电大户。就电力消耗而言，根据IEA数据，传统数据中心的功率大约在10至25兆瓦左右，而专注于人工智能的超大规模数据中心则能拥有100兆瓦甚至更高的供电能力，其年耗电量相当于10万户家庭的用电量。为了满足越来越强势的模型和AI服务需求，专注于人工智能的智算、超算数据中心规模也在持续扩大，这也导致数据中心集中的地区的电力需求份额异常之高。例如，爱尔兰的数据中心消耗了约 20%的供电量，美国有6个州的数据中心用电量已占其供电总量的 10%以上，其中弗吉尼亚州以 25%的比例居首。此外AI芯片制造环节耗电量也较高。芯片制造是硬件能耗核心，3纳米单晶圆生产耗电2.3兆瓦时，全球半导体行业年耗电超100TWh，如台积电单一企业2023年耗电20TWh，占中国台湾总用电量近 10%。

![](page=11,bbox=[159, 61, 735, 176])

图13：弗吉尼亚州有较多数据中心

![](page=11,bbox=[248, 370, 1750, 1272])

资料来源：IEA

图14：数据中心年电能消耗量较大

![](page=11,bbox=[207, 1555, 976, 2120])

资料来源：IEA

图15：芯片制造环节用电需求也较为强势

![](page=11,bbox=[1123, 1569, 1727, 2094])

资料来源：IEA

目前，美国、欧洲和中国约占全球数据中心电力消耗总量的 85%。2015年至 2024年美国数据中心的电力消耗年均增长约 12%。2024年美国的数据中心消耗了约 180太瓦时的电力，接近全球总量的 45%，也占美国所有电力来源消耗总量的 4%以上。中国数据中心行业从2015年开始大幅扩张，2015年至2024年间电力需求每年大约增长 30%。目前中国的数据中心用电量占全球总量的 25%左右，这一比例较十年前的不到 20%有所上升。

![](page=12,bbox=[158, 60, 735, 178])

图16：数据中心能源配套包括UPS、电源等

![](page=12,bbox=[607, 429, 1818, 1207])

资HEA

图17：美国数据中心年电量消费提升明显

![](page=12,bbox=[132, 1422, 973, 1991])

资料来源：IEA

图18：美国AI用电占总用电比例快速提升

![](page=12,bbox=[1002, 1423, 1862, 1983])

资料来源：IEA

从装机容量来看，全球数据中心装机速度快速增长。JLL预测2026-2030年间全球将新增97GW装机容量，到2030年全球数据中心装机量有望达200GW。美洲地区是规模最大的区域数据中心市场，占全球总容量的约 50%，预计到2030年其容量复合年增长率达 17%，其中美国占比约 90%。

![](page=13,bbox=[159, 61, 734, 176])

图19：预计全球数据中心装机快速增长

![](page=13,bbox=[768, 304, 1693, 968])

资料来源：JLL

IEA预计，2030年全球数据中心的电力消耗量约945太瓦时，约占2030年全球总电力消耗量的 3% ，是2024年的两倍多，而2024年的用电量约占全球电力需求的 1.5%。预计从2024年到2030年，数据中心的电力消耗量年均增长约 15% ，这一增速是所有其他行业总电力消耗增长速度的四倍多。

图20：预计2030年全球数据中心的电力消耗量约945太瓦时

![](page=13,bbox=[774, 1530, 1630, 2237])

资料来源：IEA

![](page=14,bbox=[158, 62, 735, 176])

2.2、多种因素导致北美缺电

过去美国用电需求较为平稳，近年来开始增加。2018年，美国售电量就已达到 38592亿度，此后增速缓慢，直至2023年售电量为38743亿度，增速明显较弱；2024年美国售电量39754亿度，2025年售电40580亿度，分别同比+2.61%、2.08%，近两年用电需求出现了明显的增长。IEA预计未来五年，美国电力需求年平均将增长 2%，约为过去十年（2016至2025年）观察到的增速的两倍之多，其中数据中心的电力消耗预计将占预测增长的近一半。

图21：美国居民和商业用电占大头（亿度）

![](page=14,bbox=[771, 811, 1667, 1344])

数据来源：EIA、开源证券研究所

过去平稳的电力需求，导致美国电网投资较少。美国电源供给端长达十年的投资乏力已形成一定的刚性约束，导致电力产量在短时间内难以迅速释放。根据IEA数据，2016-2022美国电网投资额基本维持稳定，这和其电力需求较为稳定有关，但随着2022年AI投资开始增加，电网投资额也随之增长。但是和中国不同的是，美国当前的基建能力不足，美国的基础设施项目主要依赖私人投资，而大多数投资者期望在3到5年内获得回报，远低于电力项目通常所需的10年甚至数十年回收周期。这也导致了美国电网目前面临设备超期服役的问题，根据大西洋理事会引用美国工程协会的评级，美国能源系统被评为D+，约 70%的输电线路已运行超过25年， 55%的变压器接近使用寿命终点，新变压器平均交付周期超过一年。

![](page=15,bbox=[159, 62, 734, 176])

图22：直到2022年北美电网投资额开始提升

![](page=15,bbox=[630, 309, 1782, 833])

资料来源：IEA、开源证券研究所

美国电网还受到区域碎片化的电网由东部、西部、得克萨斯三大独立电网及500余家私营电力公司碎片化运营据尽管美国的电力系统系全球互联程度最高的电网之一，但资源充足性规划仍分散在数十家公用事业公司、系统运营商和规划协调机构之间，这种“孤岛式”规划使得美国跨区协调成本高企，系统在高峰负荷下的脆弱性或进一步凸显。

图23：美国电网区域分布示意图

![](page=15,bbox=[592, 1436, 1836, 1994])

资料来源：EIA

从建设期和成本来看，燃气轮机也是解决美国AI用电需求的最佳方案。燃气轮机GT建设周期1-3年，燃料成本略高为220美元/MWh；CT建设成本2-4年，时间略长于GT，因为CT需要搭配建设余热回收蒸汽发生器（HRSG）、蒸汽轮机和冷凝器等设备，但是由于余热利用率高，发电成本仅80美元/MWh。与燃气轮机相比，仅有不稳定的光伏和风电在建设周期、发电成本上具备可比性。

![](page=16,bbox=[158, 62, 734, 176])

表2：燃气轮机建设周期较短

电源

建设周期(年)

全球平均度电成本(美元/MWH)

是否可调度

光伏

1-4

否

陆上风电

2-5

否

海上风电

3-7

110

否

水电

5-15

不一定

地热

3-8

是

新建核电

5-15

是

重启核电

2-5

是

煤电

3-6

是

CCGT

2-4

是

1-3

220

是

并网

3-7

数据来源：EIA、开源证券研究所

2.3、美国迎来换新需求

除AI需求增长之外，美国燃气轮机需求也正站在“存量换新”的节点。2000年前后的互联网高峰同样是美国燃气轮机的装机高峰，受当时批发电价上行与电力市场化改革驱动，美国电源建设在2000-2005年间集中放量。据EIA统计，2000-2005年投运的天然气发电装机达198GW，其中2002年单年气电新增装机近56GW。燃机的设计寿命通常为25-30年，这意味着2000-2005年投运的庞大机组群在2025-2030年将集中步入寿命末期，存量换新与延寿改造需求正进入释放窗口。我们认为，2000年装机高峰的25-30年换新周期，与AI需求增长两条曲线在2026年前后历史性交汇，美国燃机市场正迎来设备换新与服务需求共振窗口。

图24：2000年前后美国新增燃气装机需求高企（GW）

![](page=16,bbox=[703, 1917, 1754, 2301])

数据来源：EIA、开源证券研究所

![](page=17,bbox=[158, 61, 735, 176])

2.4、中东也有燃气轮机需求

中东燃气轮机需求也正进入上行阶段，其背后的驱动力是大规模电力基础设施项目以及向天然气发电模式的结构性转型。根据M&S数据，2025年中东燃气轮机的市场规模达到34亿美元，预计到2033年将增至54亿美元，复合年增长率为 6.0%。推动需求的最关键因素是中东地区正以石油发电转天然气发电，这在沙特尤为明显， 2024年沙特天然气发电占比 55%，石油发电 44%，沙特计划2030年天然气发电与可再生能源发电比例各占 50%，这一转型不仅提高了发电效率，也为大容量燃气轮机创造了持续的需求。此外，中东地区也在大力建设数据中心，比如阿联酋的“Stargate UAE”项目规划了5GW的数据中心园区，沙特的目标是数据中心到2030年达到 1.9GW，这些都直接推动了燃气轮机的需求。

图25：沙特希望2030年完成能源转型

![](page=17,bbox=[696, 1045, 1752, 1470])

数据来源：中东经济、Enerdata、开源证券研究所

![](page=18,bbox=[159, 61, 734, 176])

3、燃机价格提升仍有较大空间

3.1、供需分析：预计供小于求的局面将一直持续到2031年以后

全球燃气轮机市场竞争格局高度集中，头部厂商主导地位稳固。全球重型燃机市场呈现高度集中的寡头垄断格局，根据观研天下整理，2024年GE Vernova（GEV）占据 34%市场份额，其次为三菱动力。市场份额占比为 27%；第三为西门子能源，市场份额占比为 24%，三家合计市场份额高达 85%，三家的产能释放节奏基本决定了行业供应节奏。

图26：燃气轮机行业集中度较高

![](page=18,bbox=[795, 1029, 1610, 1650])

资料来源：观研网

2024年12月投资者日，GEV首次公布2025-2028年累计投入约90亿美元。2026年7月，公司宣布未来的扩产计划2026年取Q3产能达到20GW，2028年达到 24GW，2030年达到30GW。三菱和西门子也均有扩产计划，三菱计划未来产能翻倍，西门子能源燃气轮机产能从2024年17GW提升到2027年22GW，2030年进一步提升至30GW。我们预计到2030年三家合并产能预计约80-100GW。

表3：前三家行业龙头扩产计划规模不大（GW）

2024

2027-2028E

2030E

西门子

三菱

相比2024产能翻倍

GEV

数据来源：航动燃机公众号、证券日报、GEV官网、开源证券研究所

![](page=19,bbox=[159, 61, 733, 177])

目前全球仅有五家公司拥有大型燃气轮机技术：美国GE Vernova、德国西门子、日本三菱、意大利安萨尔多和斗山能源。前三家我们已经梳理了扩产计划，安萨尔多和斗山能源产能较低，其中斗山能源主要产品是380MW级燃气轮机，2025年产能6台，合计约2280MW，2026年有望达到8台/年。由于重型燃机交付周期不断拉长，而数据中心需求较为急切，航改燃需求也在上涨，其中包括GEV、贝克休斯、西门子、罗罗、三菱等。根据海外咨询机构360 Research Reports统计，2024至2030年全球30MW以上航改燃装机新增约48GW，30MW以上占总航改燃市场约7成，推测未来几年平均每年航改燃装机约9-10GW，其中提供给发电市场约4.5-5GW。

图27：航改燃≥30MW占比 69%

![](page=19,bbox=[114, 831, 967, 1327])

数据来源：360 Research、开源证券研究所

图28：航改燃主要应用于发电

![](page=19,bbox=[1228, 842, 1654, 1304])

数据来源：360 Research、开源证券研究所

目前国内燃气轮机企业也在快速布局。东方电气已经实现50MW重型燃气轮机的出海；上海电气也在深化与安萨尔多的合作，通过参股安萨尔多并成立合资公司进军重型燃机；哈尔滨电气的燃气轮机也逐步实现量产，还有中国航发燃机、东方汽轮机等也在争取开拓市场。随着未来市场格局不断扩大，国际巨头们产能释放较少，留给国产燃气轮机不少海外的市场空间。

我们预计供小于求的局面将一直持续到2031年以后。据GMI预测，2025年全球燃气轮机市场规模约为226亿美元，2026年将提升至254亿美元，2026-2035年间市场规模CAGR约为 11.2%。7月GE Vernova表示Q2订单额达242亿美元，同比增长 88%，Q2电力业务订单同比增长 134%，燃气轮机积压订单和机位预留从100GW跃升至116GW，公司更将2026年底目标上修至125GW，订单一直排到2031年。西门子也将未来几年的燃气轮机年需求上调至110-120GW，需求端的增长速度要大于供给端。

3.2、AIDC产业链中，燃气轮机产能瓶颈困境有望加剧

目前制约AI发展的瓶颈便是芯片与电力。美国新安全中心（CNAS）发布的一份新报告指出，目前先进芯片已无法跟上AI需求的增长步伐。而亚马逊CEO公开把电力列为“行业第一大约束条件”；微软纳德拉2024年那句“库存里放着一堆芯片，却没有足够的电力驱动它们”描述的局面至今也仍然存在；Lightcap也强调能源

![](page=20,bbox=[159, 62, 734, 176])

压力未消退：“存储决定短期内算力芯片的产出上限，能源决定这些芯片最终能否被部署运行”。

表4：燃气轮机涨价幅度在几类卡脖子环节最小

关键环节

价格涨幅

存储

【25.1-26.7】DDR4涨价1381%

封装

【26.1-26.7】日月光连续涨价44%

磷化铟

【25.1-26.4】6英寸InP涨价257%

燃气轮机

【25.1-26.6】美国燃气轮机涨价6%

数据来源：Wind、格隆汇、FRED、证券时报、开源证券研究所

我们可以看到，燃气轮机的扩产情况整体是较为克制的。存储厂商接近翻倍地扩产，台积电把2026年capex指引上调至600-640亿美元，连磷化铟这样年产值仅数亿美元的小市场都在以数倍幅度扩张，而燃气轮机行业表现的较为克制：我们预计龙头合计产能爬坡到2030年才勉强触及80-100GW，而西门子自己预测的市场需求已达110-120GW/年。我们认为这种克制是理性的，2013-2018年那轮下行周期里，燃机巨头几乎退出行业，周期性创伤让它们宁愿卖光产能也不敢贸然建厂。这也导致电力成为扩产决策永远慢于需求信号的领域，燃机交付已排到2029-2030年，电网升级以十年为单位，而AI的用电需求仍在快速爬坡。

表5：各行业资本开支情况

代码

简称

2024

2025

yoy

000660.KS

SK海力士

114

198

73%

MU.O

美光科技

159

89%

sndk.o

闪迪

1.7

2.0

23%

存储平均

62%

GEV.N

GE VERNOVA

45%

SIE.DF

西门子

23%

燃机平均

34%

TSM.N

台积电

299

407

36%

3711.TW

日月光投控

112%

封装平均

74%

LITE.O

LUMENTUM

1.4

2.3

69%

COHR.N

COHERENT

3.5

4.4

27%

InP平均

48%

数据来源：Wind、开源证券研究所

我们可以看到燃气轮机价格上涨的幅度不大，我们认为市场尚未完全反应燃气轮机的矮键因为目前aidc的产能瓶颈集中在芯片端。同样是订单排到2028年以后，但燃气轮机的价格涨幅并不大，我们认为随着数据中心算力需求的继续发展，燃气轮机价格的上涨有望继续延续。

![](page=21,bbox=[158, 61, 735, 176])

4、燃机及柴发板块主要受益标的

4.1、杰瑞股份

杰瑞股份作为传统油气装备龙头，通过对AI电力缺口的精准卡位进军AIDC产业链。杰瑞股份以压裂设备起家，油服装备与天然气工程服务构成业务基本盘；2025年11月起，公司通过美国子公司GenSystems切入北美数据中心发电机组市场，八个月内连签七笔大单、累计在手订单超25亿美元，其中有一单接近14亿美元，目前公司交付排期延伸至2028年。

表6：杰瑞股份近期燃气轮机订单不断

序号

时间

杰瑞主体

订单金额(亿美元)

2025年11月