燃气轮机基本情况、市场规模及对高温合金的需求是多少？

自主研制燃气轮机相继落地，国内高温合金市场需求放量。

燃气轮机应用广泛，轻型和超重型燃气轮机的市场占比最大。燃气轮机是以连续流动的 气体为介质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转 叶轮式热力发动机。按其输出功率，燃气轮机可以分为微型、轻型和重型，前两者通常由航 空发动机改装，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、分 布式发电等。重型功率通常在 50MW 以上，主要用于陆地上固定的发电机组，如城市电网。 根据 Release Wire 数据，2020 年全球燃气轮机中 1-40MW 级燃气轮机和 120MW 级以上重型 燃气轮机的市场占比最大，均为 39%。

全球燃气轮机市场规模呈上涨趋势，电力和公用事业是主要应用场景。根据 Statista 统 计数据，2015 年至 2020 年全球燃气轮机市场规模呈上涨趋势，复合增长率 7%以上。 GRAND VIEW RESEARCH 报告显示，2020 年燃气轮机全球市场规模约 203.8 亿美元，电力 和公用事业是燃气轮机的主要应用场景，收入贡献超过 85%。2028 年燃气轮机的市场规模有 望达到 350.2 亿美元，其中电力和公用事业的份额将进一步扩大，部分受益于全球人口的增 长和城市化带来的用电需求，部分受益于环保型发电的开发。

燃气轮机的核心部件是压气机、燃烧室和燃气透平（即热能动力领域的涡轮机）。受工作 环境的限制，燃烧室和燃气透平的主要使用镍基高温合金和钴基高温合金制造。燃气轮机行业已形成美国通用电气、日本三菱重工、德国西门子等公司主导的竞争格局。 世界燃气轮机技术及其产业发展迅速，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，轻型燃气轮机方面， 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。  轻型燃气轮机：我国已具备轻型燃气轮机的自主化能力，哈尔滨电气集团制造的“衢州 站”（西气东输二线）国产 30MW 燃机实现稳定运行 8000 余小时，通过工业性应用考核；

 中型燃气轮机：我国在 1993 年引进乌克兰 UGT-25000 燃气轮机后开始了国产化研究， 研制出国内首台拥有自主知识产权的中等功率的燃气轮机 QC280，目前已完成第二阶段 国产化工作。据国家能源局数据，国产化率达到 98.10%。根据 2017 年 2 月航发动力公 告，“QC280/QD280 燃气轮机生产能力建设项目”已通过竣工验收，标志着我国国产舰船 用燃气轮机已经完成国产化批产阶段。燃气轮机的国产化生产将进一步带动高温合金材 料需求的大幅增长。

 我国在重型燃气轮机的自主可控也取得了一定成绩：东方电气集团生产的我国首台完全 自主研发的 F 级 50MW 重型燃气轮机已实现满负荷稳定运行，预计 2021 年正式投入； 中国重燃自主研发的 F 级 300MW 重型燃气轮机的透平第一级静叶和第一级动叶已先后 通过首件制造鉴定，整体项目正处于研发攻关阶段。 目前，我国燃气轮机领域主要的研制力量分别来自中国航发、船舶、机械等工业部门和 科研院所。

我国燃气轮机重点应用市场在分布式发电、热电联供、天然气管道运输、船舶推进和机 械驱动等方面。燃气轮机是我国“两机”重大专项的重点发展方向之一，我国新世纪四大工程 中“西气东输”、“西电东送”、“南水北调”等三大工程均需要大量 30 兆瓦级工业型燃气轮机， 同时我国舰船制造业的快速发展需要大量 30 兆瓦级舰船燃气轮机，我国已成为世界最大的燃 气轮机潜在市场，是发达国家燃气轮机出口的主要需求国之一。燃气轮机大规模应用为高温 合金行业带来广阔的市场前景。

1、工业发电：“十四五”期间所需高温合金 12 万吨 。中国电力企业联合会发布的《中国电力行业年度发展报告 2021》显示，根据《世界能源 统计年鉴》，我国 2020 年燃气发电 2,525 亿千瓦时，占当年发电量的 3.3%，远低于全球平均 水平 24.7%，发展潜力巨大。 根据中国电力企业联合会数据，2020 年全国新增燃气发电装机容量为 948 万千瓦，同比 增长 10.5%。若单台燃气轮机可发电 30 兆瓦，则 2020 年对燃气轮机的需求是 398 台，考虑 成材率等因素，假设单台燃气轮机的高温合金材料需求量是 60 吨，则 2020 年高温合金材料 总需求量约为 2.4 万吨。假设每年新装机量不变，预计“十四五”期间需高温合金 12 万吨。

2、管道增压：“十四五”期间所需高温合金 4.2 万吨 。根据中国天然气发展报告（2021），我国“十三五”时期累计建成长输管道 4.6 万千米，全 国天然气管道总里程达到约 11 万公里。根据发改委和国家能源局发布的《中长期油气管网规 划》，全国天然气管道里程将在 2025 年达到 16.3 万公里，2021 年至 2025 年我国将新增建设 天然气管道约 5.3 万公里。通常情况下，天然气管线每 100-200 公里设有一个压气站，每个 压气站平均装备 2 台燃气轮机，则“十四五”期间用于管道增压的燃气轮机约为 700 台，进而 对高温合金的需求达到 4.2 万吨。