AIDC带动全球电力需求快速增长
全球AI算力爆发驱动数据中心备电需求呈吉瓦级增长。根据IEA数据，2022年全球数据中心的电力消耗约为460TWh，包括传统数据中心、AI数据中心和加密货币挖矿，约占全球用电需求的2%。IEA预测，根据悲观/中性和乐观假设，2026 年全球数据中心的电力需求有望增长至 620（悲观假设）/810（中性假设）/1050（乐观假设）TWh，对应2022-2026年CAGR分别为8%、15%、23%。据美国清洁能源上市公司Bloom Energy发布的《2025 Data Center Power Report》，美国截至2024年数据中心装机量约为25GW，到2030年前已宣布的新增装机量为20GW，其中2025/2026/2027/2028/2029/2030年分别新增5/4/4/4/2/1GW，预计2026至2030年将还有额外35GW新增装机量，2025至2030年合计预计增加55GW。
柴发大缸径是主流备用发电方案
柴油发电机组是数据中心最广泛采用的备用发电机组方案。柴油发电机组方案系统简单，起动、带负荷和停机时间短，操作、维修难度较小，技术十分成熟。只要燃料足够，柴发可以长时间提供稳定、安全且能量巨大的电能，能够满足数据中心的用电负荷及供电需求。柴油发电机组由柴油发动机、发电机、控制系统等零部件组成，其中柴油发动机为整套系统最核心的组成部分。①上游零部件：主要包括发动机、发电机、控制系统等零部件。目前发动机主流品牌包括海外的MTU、卡特彼勒、康明斯等，以及国内的潍柴、玉柴等。②中游发电机组：海外，康明斯、卡特彼勒、MTU 等为主要市场参与者；国内，柴发机组主要供应商为 OEM厂商，自身不生产发动机，主要包括科泰电源、泰豪科技、苏美达、潍柴重机等。
主电：燃气轮机产能受限，天然气机组需求放量
燃气轮机是一种旋转叶轮式热力发动机。燃气轮机主要由压气机、燃烧室、 涡轮三大部分组成。原理是以连续流动的气体为工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。具体流程：空气通过涡轮进口进入，使用压缩机增加空气压力，压 缩空气进入燃烧室与燃料混合并点燃，产生膨胀的高温气体，驱动涡轮机 产生机械能。 数据来源：康明斯官网、卡特彼勒官网、传动网，兴业证券经济与金融研究院整理 6图3：燃气轮机工作原理图天然气发电主机的工作原理类似汽油发电机。天然气发电机组系统以汽油 发电机组为原形，由专用的燃气通道输入到发动机气缸，仅仅是燃料由汽 油变为天然气，利用了成熟稳定的内燃机技术。系统主要由燃气发电机主 机、自动控制系统、静音减振系统和燃气系统组成。相比柴油发电机，天 然气发电机有很多优点，比如静音减噪好，燃气燃烧干净，杂质少；动力 均匀、温和，机件寿命较长，尾气不会在设备和机房内形成油污积累，是 公认的绿色能源。
天然气发电机组价值拆分
天然气发电机组主要成本来自内燃机本体以及控制系统和发电机。主要部件包括：发动机本体、控制与燃气系统、发电机、涡轮增压系统、冷却系统以及后处理，其他部件可能包括消音器。其中，发动机本体包括：缸体 / 曲轴箱、曲轴连杆机构、配气机构；控制与燃气系统包括：燃气供给系统、点火系统、传感器等；发电机：定转子、励磁系统、轴承与端盖；冷却系统：散热风扇、冷凝器、换热器、中冷器等；后处理：排气管、消声器（降低噪音）、三元催化器 / 尾气处理装置。其他部件还包括机组底盘、减震装置、防护外壳（防雨防尘降噪）等部件。其中国产化率较高的部位包括冷却系统、后处理以及其他部件。发动机中曲轴连杆国产化进度较快。
天然气发电机组上游部件需求测算
从26-30年，北美AI电力缺口对于天然气发电机需求累计有望达到1.6万台。北美AI电力发电所需天然气发电机数量是根据电力缺口以及天然气发电机平均功率测算得到，2026年约为2400台，卡特比勒产能占主导，其他的包括康明斯、MTU等预计也有部分出货。卡特彼勒目前披露的天然气发电机组订单有2000台，其后续产能扩张规划基本符合以下需求测算。
上游国产化核心环节：换热、后处理、曲轴和连杆
北美天然气发电机组整机以卡特彼勒等国际厂商为主，但曲轴连杆、冷却系统、尾气后处理等上游零部件的国产化率已较高，部分环节实现批量出口与全球配套。
曲轴连杆：国产化率最高。曲轴、连杆是天然气发动机核心运 动件，国内在大缸径、大功率机型上已实现突破，深度配套卡特 彼勒、康明斯、MTU、瓦锡兰等北美主流 OEM。核心上市公司 包括：天润工业、潍柴动力、应流股份、福达股份、迪威尔等。
冷却系统：国产化率较高。冷却系统（散热器、中冷器、水泵、 风扇、热管理模块）技术成熟，国内企业已成为卡特彼勒、康明 斯等北美厂商的核心供应商。热交换器、水泵、风扇等全面国产。 核心上市公司包括：银轮股份、三花智控、松芝股份、飞龙股份 等。
尾气后处理系统：国产化率较高。天然气发动机后处理以DOC （氧化催化器）、SCR（选择性催化还原）、ASC（氨逃逸催 化器）为主。核心上市公司包括：威孚高科、艾可蓝、凯龙高科 等。
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