一.消息面汇总
2023年以来北美AI算力市场保持高增趋势,谷歌、Meta、微软、亚马逊、xAI等AI巨头加大资本投入。
AIDC建设带来相应用电需求,且对电力可靠性、稳定性提出更高要求。
部分科技巨头选择自行投资建设发电设施以获取稳定电力供应,主流方案包括:核电、地热、可再生能源、燃气和燃油。
其中,燃气轮机发电具备建设周期快、电力输出稳定、发电资源要求低等优势,有望成为目前最优解决方案。
二.燃气轮机概览
燃气轮机是一种旋转式热力发动机,由压气机、燃烧室、涡轮(透平)组成,工作原理是通过热力循环,将燃气热能转化为机械动力输出。
(1)吸气压缩:压气机吸入空气并压缩,空气体积减小,压力增大,得到低温高压气体,压气机机械能转化为气体压力能。
(2)燃烧加热:低温高压气体进入燃烧室,与燃料混合燃烧,得到高温高压燃气,燃料化学能转化为燃气内能。
(3)膨胀做功:高温高压燃气进入燃气涡轮中膨胀做功,燃气内能转化为涡轮的机械能输出。
(4)排气冷却:排出乏气体冷却后,得到低温低压气体,被压气机吸入后进行下一轮循环。
三.燃气轮机与柴油机组比较
燃气轮机作为数据中心电源具备诸多优势:高能量密度、联合循环效率高、易模块化、响应时长快、维护成本低、适用多种燃料。
燃气轮机多方面特性优于柴油发电机组:
(1)响应及时:布雷登循环过程简单,燃气轮机从开机到满负荷仅需1-5分钟,柴油机组则需要15-30分钟。
(2)适应性强:适用多种燃料,柴油机组燃料单一。
(3)高功率密度:同体积下燃气轮机输出功率比柴油机组高30%。
(4)高能量转化效率:H级重型燃气轮机单循环净能量转化效率达43%,联合循环可提高至64%,柴油机组效率约30%-40%。
(5)更长的寿命:燃气轮机运行更平稳,寿命达100000小时以上,柴油机组寿命约15000-50000小时。
四.与其他发电方式比较
2023年美国电力来源占比:天然气占比42.7%,可再生能源(风电、水电、光伏、地热)占比22.8%,核电占比18.3%,石油占比0.4%。
目前美国的装机情况来看,天然气占比最大,因页岩油技术成熟后,天然气产量大幅增加,成本降低。
从EIA公布的度电运行成本角度看,2023年美国天然气度电成本为2.65美分/kWh,低于化石能源,高于水电、核电。
核电具备高发电能力、输出功率稳定、高度清洁的特点,但审批、建设周期较长;而水电则依赖资源禀赋。
在核电项目快速增长之前,燃气轮机发电机组可以在较短的时间里完成投产、集成。
五.燃气轮机全球市场格局
全球方面,燃气轮机市场呈寡头格局:三菱重工、西门子能源、GEVernova三大巨头占据全球76.3%份额,格局较为稳定。
当前外资巨头订单增长,国内相关燃机部件、机组配套厂商核心受益:
杰瑞股份:油气田成套装备制造商,为西门子能源的燃气轮机授权成套制造商。
应流股份:完成燃气轮机透平叶片的国产化,客户包括西门子、贝克休斯等燃气轮机巨头。
豪迈科技:燃气轮机部件供应商,提供动力缸体、环类零件,客户包括GE、西门子、三菱。
联德股份:主营高精度机械零部件,卡特彼勒配套商,为其燃气轮机铸件供应商。
(转自:伏白的交易笔记)