2026年燃气轮机行业报告（一）：数据中心用电需求激增，燃气轮机供不应求

AI 数据中心建设加速，电力需求驱动燃气轮机景气向上

1.1 AI 数据中心建设热潮，北美电力需求旺盛

人工智能在能源领域呈现“赋能”与“耗能”的双重属性。一方面，AI 技术可显著提升 能源系统效率与创新能力。另一方面，AI 应用本身亦是能源密集型领域。2024 年，全球数 据中心耗电量约占全球总用电量的 1.5%，AI 是驱动其增长的核心负载之一。传统数据中心 功率约 10-25 兆瓦，而专注于 AI 的超大规模数据中心容量可达 100 兆瓦或更高，其年耗电 量相当于十万户家庭的用电规模。

当前数据中心可按运营模式分为三大类别。 1）企业数据中心由企业或机构自建自用， 通常规模较小、能效相对较低，其市场份额已从 2005 年的 85%显著下降，目前约占全球数 据中心总容量的 28%。2）托管及服务提供商数据中心通过租赁空间（托管）或同时提供空 间与算力设备（服务提供商）为客户服务，单设施可容纳成百上千客户，目前合计占据约 36% 的市场容量。3）超大规模数据中心则由主要科技公司（如 AWS、谷歌、Meta、微软）运营， 采用可扩展的高效基础设施支持云计算、网络托管及 AI 服务，其占比自 2010 年的约 10% 快速提升至当前的 37%，已成为增长最快、影响最大的核心类别。

数据中心是容纳服务器、存储系统、网络设备及相关组件的设施。不同组件在数据中心 总电力消耗中的占比因数据中心类型及所安装设备的性能与效率差异而存在显著不同。 服务器：处理和存储数据，可配备中央处理器和专用加速器。在现代数据中心中，服务 器平均约占电力需求的 60%，在超大数据中心占比超 75%。 存储系统：用于集中式数据存储和备份的设备，其电力消耗约占 5%。 网络设备：包括连接数据中心内部设备的交换机、用于引导流量的路由器以及优化性能 的负载均衡器。网络设备的电力需求最高可占 5%。 冷却系统：在总能耗中的占比，从高效超大规模数据中心的约 7%到能效较低的企业数 据中心的 30%以上不等。 不间断电源电池与备用发电机：可在断电期间维持数据中心供电，虽极少启用，但对于 确保数据中心必须满足的极高可靠性水平不可或缺。

数据中心用电的快速增长已成为全球电力需求的重要增量。根据 IEA 预测，全球数据中 心用电量预计将从 2024 年的约 4150 亿千瓦时增长至 2030 年的约 9450 亿千瓦时，其占全 球总用电量的份额也将从 1.5%提升至近 3%。2024-2030 年，该领域用电量年均复合增速约 15%，显著高于全社会用电量增速。从结构上看，用于 AI 计算的加速服务器是核心驱动， 其用电量年均增速预计达 30%，贡献了全球数据中心用电净增量的近 50%；传统服务器增 速为 9%，贡献约 20%。

短期来看，燃气轮机因部署周期短（通常为 1-2 年）、供应可靠且与数据中心建设周期 高度匹配，成为满足该爆发式增长需求的首要选择。相比之下，风电、核电、水电及传统地 热等项目受制于较长的审批与建设流程，开发周期往往长达五年甚至十年以上，难以迅速填 补电力缺口。光伏可实现快速部署，但其发电的间歇性要求必须搭配其他稳定电源或储能系 统。

为满足全球范围内各科技及数据中心运营商超 50,000 兆瓦的新增用电需求，燃气轮机 因其部署灵活、供应可靠，正成为满足数据中心高速增长用电需求的关键电源解决方案。以 美国市场为例，受低成本天然气驱动，燃气轮机制造商订单显著增加。多家大型数据中心运 营商已与电力公司达成合作，计划开发专门的天然气发电项目（例如为 Meta 配套的 Entergy Louisiana 超过 2GW 项目）。同时，主流公用事业公司在其资源规划中均将数据中心电力需 求作为新增燃气发电容量的核心依据。

1.2 燃气轮机需求紧缺，海外大厂占据主要市场份额

燃气轮机的工作原理基于布雷顿循环，核心是连续燃烧和能量转换。燃气轮机主要由压 气机、燃烧室、燃气透平涡轮三大部分组成，此外还包括进气过滤系统、控制调节系统、启 动系统、润滑油系统、燃料系统及附件齿轮箱等辅助设备。其原理为靠涡轮驱动而旋转的压 气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩升压，压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混 合燃烧，成为高温燃气后流入涡轮中膨胀做功，做功后的燃气压力降至大气压力而排入大气 中。 压气机：（1）过滤空气在动叶中获得从外界输入的机械能，首先使气流加速，随后在静 叶中扩压，并逐渐改变气流的方向，使气流减速，由此达到增压的目的；（2）连续不断地提 供燃烧需要的高压空气；（3）连续不断地提供透平需要的冷却空气。 燃烧室：（1）一部分压缩空气被引入燃烧室的燃烧区与燃料进行混合燃烧，将燃料中的 化学能转变为高温燃气的内能；（2）一部分压缩空气与燃烧后形成的高温燃烧产物均匀地掺 混，使其温度降低到燃气透平进口初温水平，以便送到燃气透平去做功；（3）组织合理的燃 烧，降低燃烧产物 NOx 等的生成，使透平排气符合环保要求。 透平：当高温燃气通过透平静叶时，气流加速，相应地燃气的温度和压力逐渐下降，在 静叶中燃气的部分焓值转化成动能；当这股具有相当速度的燃气以一定的方向喷射到动叶流 道中去时，就会在动叶片上产生周向分力，推动工作叶轮连续旋转，随之燃气速度下降；在 这个过程中，燃气就把部分能量传递给工作叶轮使叶轮在高速旋转中对外界做机械功。

按照循环方式划分主要可分为简单循环、联合循环、回热循环。简单循环仅包含燃气轮 机，结构简单，启动快，但热效率较低（30-38%），代表机型有 GE 7HA.03、西门子 SGT-800。 联合循环结构包括燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机，热效率高（可达 60%以上），代表机型 有三菱 M701JAC、西门子 SGT5-9009HL。

重型燃气轮机凭借其高效率、低排放及灵活调峰的优势在发电市场中扮演着愈发重要的 角色，成为天然气发电的核心动力装备。重型燃气轮机是一种以连续燃烧的高温燃气推动涡 轮旋转，将热能转化为机械能的大型动力装置，通常单机功率超过 50MW 具有高功率密度、 运行稳定、高热效率和快速启停特性。

根据燃气轮机透平进口燃气温度可将燃气轮机分为 E级、F级和 H级。H 级燃机轮机是 目前全球透平入口温度最高、功率最大、效率最高的燃机轮机。E 级燃气轮机透平进口温度 约 1100℃。F 级燃气轮机透平进口温度约 1200℃。H 级燃气轮机透平进口温度达到 1400℃ 以上。

冶金技术、冷却技术和热障涂层技术的快速发展，国际先进燃气轮机已发展到 H级，包 括西门子，GE、安萨尔多公司的 H级燃气轮机，以及与之相对应三菱动力的 J级燃气轮机。 H/J 级燃气轮机研发制造的核心技术和市场份额目前主要由三菱，西门子，GE 和安萨尔多 四家公司掌握和分制。与 F级和 E 级燃气轮机相比，H/J 级燃气轮机技术更先进、输出功率 更大、发电效率更高。

燃气轮机景气旺盛。根据 Gas Turbine World 报告，2022 年，由于电力企业对新型 H 和 J 技术燃气轮机的需求激增，相关订单数量激增至 50479MW。2025 年全球燃气轮机销量 MW 订单数量预计将从 2024 年的 58GW 增至 2025 年的 71GW，机组订单数量从 2024 年 的 471 台增加至 2025 年的 964 台。

燃气轮机单机功率显现大型化趋势。随着单机功率的大型化，满足同等装机容量需求所 需的机组数量相应减少。以先进的超大型 H 级和 J 级燃气轮机为例，其单机输出功率的提高 直接导致机组销量减少。

全球燃气轮机行业头部集中度极高。从在建产能来看，GEV、西门子能源、三菱重工在 建产能占全球燃气轮机在建产能约 2/3，三家公司基本决定了燃气轮机的供应。三家各有特 点，在重型大机组中，三菱重工份额超过 50%；西门子能源在较小功率机组中优势显著，根 据 McCoy 数据，按功率>10MW 新接订单计算，西门子能源、GE Vernova、三菱重工市场 份额分别为 40%、24%、18%。从 2024 年新增装机量来看，GEV 占比 34%，三菱重工占 比 27%；西门子能源占比 24%。

1.3 全球燃气轮机巨头订单旺盛，扩产计划持续推进

1.3.1 GE Vernova：燃机产能持续建设，订单旺盛排单已至 2029 年

GE Vernova（简称 GEV）是全球能源领域举足轻重的全球性企业，其技术支持着全球 约 30%的电力供应。GEV 燃气轮机产品组合包括重型燃气轮机和航改型燃气轮机。重型燃 气轮机专为陆上发电设计，而航改型燃气轮机则基于 GE 航空航天的航空发动机技术改装用 于陆上发电。

内生外延构筑高端燃机护城河。其重型燃机业务的根基可追溯到二战后的技术引进， 1970 年代与德国 BBC（布朗-勃法瑞公司）的合作为此后发展奠定基础。1990 年代，随着 欧盟政策推动，GE 于 1999 年完成了对 ABB（由 BBC 与阿西亚公司合并而成）旗下阿尔斯 通-ABB 燃气轮机业务的收购，此次收购使 GE 一举获得了 ABB 先进的 GT24/GT26 系列燃 机技术及其欧洲服务市场，技术实力和市场覆盖得到显著提升。为进一步巩固全球领导地位 并应对竞争，GE 在 2015 年收购了法国阿尔斯通（Alstom）的电力与电网业务，将阿尔斯 通先进的 GT13E2、GT11N2 等燃机产品线、全球制造基地以及强大的电站工程能力并入旗 下，形成了覆盖全系列、全价值链的完整业务版图。通过整合，GE 燃气轮机技术融合了自 身、ABB 与阿尔斯通的技术，最终催生出当前最先进的 HA 级（空气冷却）旗舰产品。面对 能源转型与集团战略调整，GE 公司进行了大规模业务重组，其发电设备业务（包含燃气轮 机）已于 2024 年 4 月正式独立分拆上市。

GEV 产品线覆盖了从分布式能源到大型基荷电站的全场景需求，形成“顶尖效率旗舰 引领+全系列市场覆盖”的格局，全球燃气轮机装机量超 7000 台。 HA 级：HA 级燃机是 GEV 的技术皇冠，代表着全球最高发电效率（超 64%联合循环效 率）和运行灵活性。主要面向对经济性有极致要求的大型调峰电站和先进基荷项目。 F 级及 E/B 级：F级和 E/B 级燃机构成了业务的基本盘和收入支柱。技术成熟、可靠性 高、全球装机量巨大，是众多传统电站的主力机型，对应着庞大的存量服务与升级改造需求。 航改型：以 LM 系列为代表的航改燃气轮机，功率覆盖 30-100MW 级。核心优势在于快 速启停、高灵活性和紧凑尺寸，适合分布式能源、油气领域机械驱动、舰船动力及快速调频 服务。

1.3.2 西门子能源：大幅提升扩产规划，美国燃机订单数据中心占比 60%

西门子能源产品图谱丰富，输出功率全球领先。重型燃气轮机、工业燃气轮机以及航改 型燃气轮机产品系列丰富，单体最大功率达 593MW、联合最大输出功率达 880MW，全球领 先。西门子燃气轮机在运行平稳性、高可靠性、快速响应、降低透平段间隙损失以及提高轮 机运行性能等方面表现优秀。

近两年来，西门子能源收入利润同比快速增长。2025FY，西门子能源实现收入 391 亿 欧元，同比增长 13.4%，实现归母净利润 14 亿欧元，同比增长 19.4%。从产品结构来看， 电网、气电业务贡献主要收入增量。

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