燃气内燃发电机行业研究报告

1、燃气内燃发电机行业研究报告作者：秦田 来源：国泰君安证券1、行业基本情况 （1）燃气发电机制造行业介绍 天然气发电机是以天然气等可燃气体为燃 料的点火式气体发电机。天然气发电机主要分为两类，一种是联合循环燃气轮机，一种是燃气内燃机发电机。联合循环燃气轮机具有动力响应性好、单体机功率高等特点，单机功率范围为10KW-140MVV主要用于大型集中燃气发电站、大型船舶动力，大型工程车辆。由压 气机、燃气室和燃气平透三大部件组成。其主要工作原理是空气通过压气机吸入，经过压气机逐级压缩，使之增压，同时空气温度也相应提高， 压缩后的空气被送到燃气室与喷入的燃 气混合成高温高压气体，然后进入平透中膨胀做功，

2、推动平透带动压气机和负荷转子一起高 速旋转，实现燃气化学能转化为机械能，并输出电力。在燃气轮机中，气体由平透膨胀做功，其中平透发出的机械功有 2/3左右用来带动压气机工作， 其余1/3左右的机械功用于驱动发 电机。燃气轮机结构示意朗美国通用公司制造的燃气轮机燃气内燃发电机机具有体积小、启动性能好等优点，功率范围为5KW-18MVV主要应用于医院、商业综合体、油田钻井队等领域。 主要由发动机和发电机两大部分组成。发动机主要包括机体、汽缸盖、曲轴部件、活塞连杆及凸轮轴齿轮系统、点火系统、进排气系统、润滑油系统、燃料气系统、冷却系统和启动系统等。空气和燃料分别经压气机与泵增压后送入汽缸，在其中混合并

3、燃烧，膨胀推动活塞做功， 连续不断地将燃料的化学能转换成热能，进而转换成机械能用来发电。机组发电过程中，天然气燃烧所放出的热量只有35%ffl来发电，约有38%燃气内燃机发电机缎热量通过高温烟气排空。(2)行业发展现状 我国燃气发电行业快速发展。截至2013年底，燃气发电装机容 4309kW,占全国发电装机总量的煤电装机容量的3.5%,煤电装机78621万kW占全部装机容量的63%水电装机占全部装机容量的22.5%,其他电力装机类型为核电、风电及太阳能等。 我国天然气发电厂主要分布于长三角、东南沿海等经济发达省市，京津地区及中南地区也有部分燃气电厂，此外，西部地区的油气田周边有少量自备燃气电厂

4、。广东、福建及海南三省燃气电厂装机容量达1750万kW占全国燃气装机总量比例的34%苏浙沪三省市燃气电厂占比约32%京津地区占比约 23%近两年，随着我国各地环保压力不断加大，山西、宁夏、重庆 等地也陆续有燃气电厂投产，燃气电厂分布更加广泛。我国天然气发电历年装机容量及占比(数据来源：我国天然气发展现状J )(3)行业发展前景公司主要业务为燃气内燃发电机的研发、生产和相关技术服务咨询，所提供的产品和服务符合国家“十二五规划”的节能减排新能政策。根据中美气候变化联合声明，中国计划在 2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20吐右。国家发改委规划，至IJ 2020年，天然气消费在一次性能源消

5、费中的比重将达到10%A上，随着能源对经济社会发展的制约日益突出，对赖以生存的自然环境影响越来越大，清洁能源需求将持续增加。同时燃气发电具有低排放、低污染、低噪音等特点，便于大规模应用在医院、 商务中心、数据中心、大型交通枢纽、商住小区等对环保噪音要求较高的单位。持续增长的下游需求， 将有助于公司长期发展。目前，天然气发电机设备制造行业处于高速增长阶段，主要体现在以下几个方面：从前景上看，燃气发电机具有较高的环境经济价值随着我国经济发展侧重由追求发展速度向发展质量转变，经济发展对环境的影响也越来越受到关注。2013年9月，国务院出台了大气污染防治行动计划，并提出具体目标：到 2017年，全国地

6、级以 上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%X,优良天数逐年提高。2013年12月，环保部、国家发改委和财政部联合发布重点区域大气污染防治“十二五”规划要求严格环境准入。燃气发电作为具有较高环境经济价值的新能源供给方式，在整治大气污染行动的优势将日趋明显，根据“第五届中国能源科学家论坛”发布的数据，目前应用于宾馆、医院的燃气供电系统每年可节省 1000万吨标准煤，减排二氧化碳 2500万吨。 天然气发电相对燃煤 发电的环境经济价值（数据来源：“十三五天然气发电需求与政策研究”）ffrlH 标淮600兆瓦燃耀电厂 排放秤填成本600兆瓦天然气帘,广 律放环冷血本环境价值元/咤T5元，年十。

7、*元/ （小瓦时）1O*元/年1 口口元/C千瓦时JIO4元/年/ t千瓦时）coaq1口t 1758.5031 58.00上?51 5.00“10,5工54号国工7MX八m I 弓 cht 1 713,014金3烟生2HXXOOom乩4n0.63台卅24423699.847.90SI I 24.6717.04从市场来看，与发达国家成熟市场相比燃气发电机行业发展潜力巨大纵观世界先进发达国家，受惠于页岩气技术突破及环境压力，近年来燃气发电机组新增数量持续上升，截止到2009年，美国共有3600处使用了分布式燃气供能系统，总装机容量达到850000兆瓦，占美国总装机容量9%总发电量的12%每年可节

8、约0.66亿吨标准煤，每年减排二氧化碳2.45 亿吨，根据美国能源信息局公布数据预测，到 2030年，美国天然气分布式供能总量将达到 240GW占总装机容量的 20%发电容量的28% 2010年日本分布式燃气发电装机容量达到 944万千瓦，占日本电力装机容量的3.4%新装机容量的3.4%,福岛核泄露时间后，日本加快了分布式天然气能源建设，每年以10%勺速度增长。2005年德国的天然气分布式供能装机 项目总计2938个，累计发电2100万千瓦，占当年德国总发电量的 12.6%,国际能源署预计， 预计到2020年热点联产的发电量翻一翻，达到 25%达到250T瓦时。中国电力企业联合会 发布数据显示

9、，截止到2013年年底，我国天然气发电装机已达 4309万千瓦，占全国总装机 容量的3.45%,发电量达1143亿千瓦，占总发电量的2.19%,已经超越核电，成为中国第四 大电源。根据中国电力企业联合会近期发布的“十三五”天然气发电需求预测报告，到2020年，中国天然气装机规模将达 1亿千瓦左右，占总发电装机的4.71%,其中集中式预计达到为6000万千瓦，分布式预计达到4000千瓦。世界各国天然气发电主要指标对比（数据来源：中国电力企业联合会）睢位, %中国芟国英国日本轴国德国燃气发电装挑占比14040%21一邈代发电垃占比2.503041侬发电用气占天然气蔺里情比康1720汨3470462

10、6从政策上看，国家大力扶持燃气发电机行业近年来，我国政府非常重视燃气发电机组国产化，并针对整个产业制定了一系列的鼓励政策。除了为燃气发电机产业的发展创造良好外部环境，政府还将在招标采购方面优先考虑国内创新企业，积极推动我国燃气发电机行业发展。（4）行业规模 我国燃气发电机行业现已具备一定的市场规模和基础，正从产业导入 期步入成长期，市场发展前景良好。 截至2011年底，上海共实施了 26个项目，总装机容量 是14000多千瓦，北京市已经建成投入运行的有11个项目，总装机容量是 15000多千瓦，超过了上海。 根据国家能源局规划， 到2020年，全国规模以上城市推广使用分布式能源系 统总装机容量

11、达到 5000万千瓦，电力总装机容量比重由目前不到1%上升到3%这就意味着到2020年前，将新产生 4100亿元基于燃气发动机的能源装备市场和每年1200亿元的能源服务市场。2、行业产业链情况燃气内燃发电机产业链包括上游原料供应行业和下游需求 行业。燃气内燃发电机上游主要为燃气内燃发动机、高压电磁阀、燃气内燃机、增压器、高 压电磁阀、燃气电子控制模块、爆震传感器、机油温度传感器、水箱等生产企业，上游行业 原材料质量和成本决定了燃气发电机产品的质量与价格。目前，燃气发电机的核心部件燃气内燃机、电控模块部件、发电机模块市场化程度较高。燃气内燃机，已经有中国重汽、石油 济柴、潍柴动力等系列生产厂商可

12、以持续稳定供应，国际市场上康明斯、卡特、GE等生产厂商的产品也在国内的燃气发电机组上广泛运用；电子控制模块，目前国内的生产厂商主要采用国外知名品牌产品，主要供应商有美国IMPQ ECI,德国BOSCH日本NG簿；发动机模块，主要供应商有美国奥迪、法国利莱森玛等公司。产品价格、质量均相对稳定；燃气内 燃发电机的钺金件及各种电子元器件，大部分为标准采购件。上游行业不断推陈出新，以及主要核心零部件国产水准的提高，极大地促进了燃气内燃发电产品的升级换代。燃气发电机的下游主要是油田伴生气发电市场、城市分布式天然气发电市场、煤层气发电市场、沼气发电市场、工业沼气发电市场、 畜牧沼气发电市场、 秸秆气发电市

13、场、 气机钻井市场等最终 消费者，产品经过一定渠道销售到终端消费市场，燃气管道铺设情况、燃气相对其他石化能源价格差异、燃气发电上网价格等因素将对燃气发电机需求量产生直接影响。燃气发电的相关法规和行业规范正在制定过程中，未来相关政策的实施也会对燃气发电设备市场产生重大影响，此外，节能减排和大气治理上升到国家经济结构转型高度，伴随西气东输战略的实 施，页岩气革命的推动，将有助于加快天然气、沼气、煤层气等清洁燃气发电市场发展，燃 气发电市场的发展势必会引致燃气发电设备市场持续快速增长。（1）气机钻井市场 随着石油工业的发展，石油能源日渐紧缺， 成品油价格持续上涨， 钻井设备也不断更新， 人们越 来越

14、重视降低钻井成本，实现节能减排、清洁生产，提高效益。据统计，钻井动力机械的燃 油消耗占到钻井成本的 20蛆上。随着天然气开采量的加大和远距离输送、净化脱水及储运水平的提高，对天然气用作钻井燃料的需求显著增加；LNG液化天然气技术的发展，使不同井位的天然气收集在技术上已经变得可行，利用井场上丰富的天然气， 实现“以气代油”的目标，变得十分迫切。同时，以天然气为燃料的动力设备比以柴油机为燃料的动力设备有更 好的经济性。天然气发动机代替柴油机来钻井，符合国家低碳经济的发展战略，也是成为石油钻探行业可持续发展的必然选择。（2）油田伴生气发电市场 天然气发电市场主要以油田伴生气发电为主，主要市场需求以偏

15、远地区或燃气收集输送有困难的地区为主，特别是开发初期电力系统还不是很完善的新油（气）田，主要包括：冀东油田人工岛项目、长庆油田 偏远井区、延长石油集团偏远井区、 新疆各油田偏远井区及其他油田的原有燃气内燃机发电机组设备更新改造项目。目前国内油田伴生气发电市场约有6000-8000万元的设备需求，主要集中在上述市场和地区，产品功率以500kw-1000kW功率段为主。（3）城市分布式天然气发电市场 随着燃气管道的建设及 CNG（CompressedNaturalGas ）、LNG应用的普及，社会 天然气发电市场将有较大的发展空间，可以说凡是目前采用柴油发电机组的项目，只要具备燃气条件，都可以采用

16、燃气内燃机发电机组进行替代，市场潜力巨大，但目前还处于起步阶段，预计该市场将在燃气供应充足、天然气价格相对较低的地区优先发育，短时间不可能有大规模发展。主要目标市场包括工矿企业自备电站、备用机组、分布式能源系统电热冷项目等。天然气电热冷联供系统（DES/CCHP的能源利用效率高达 70%以上，是国家重点鼓励扶 持发展的天然气推广利用模式，将成为天然气主要消耗市场，预计可实现装机功率4000万千瓦。大型燃气轮机发电项目将成为规模化燃气电厂取代燃煤电厂，中小型天然气冷热电系 统装机功率将达到 1000万千瓦，预计到 2020年，我国将有1万台1MW/L组的需求当量。夫燃气总布式能旗示意国（4）压缩

17、动力市场 压缩动力市场主要包才管道压缩动力、CNGB缩动力、其他燃气动力。截至2009年底，我国已建成油气管道总长约 6万公里，其中天然气管道 3.6万公里。根据 目前的市场需求，到2015年我国天然气管道总长度将达到 10万公里，其中新建天然气管道中，主干道和支干线的建设将达到2.5至3万公里，支线建设将达到 3.5至4万公里。已建 TOC o 1-5 h z 成的天然气管道动力配置中，主干道大约200-300公里配置一座压气站，分输站大约100公里一座。预计到 2015年，天然气管道需要建设100座左右压气站、500-600座分输站。目前的管道站场电源大量采用双回路网电，燃气内燃机发电机组

18、主要作为站场备用应急电源使用，其中压气站的备用电源功率大约在600kW-1200kW之间，分输站的备用电源功率大约在60kW-200kW之间。由此推断：未来 5年内，天然气管道站场用燃气内燃机发电机组的需 求情况大约为 600kW-1200kW机组100台，60kW-200kW机组600台。但在一些现场环境恶劣， 电力网络薄弱的地区，管道站场仍然需要 2000kW左右的天然气发电站作为站场主电源。（5）煤层气发电市场 煤层气俗称瓦斯，是一种不可再生的洁净能源，有较高的利用价值，被称 为“第二煤炭资源”。全球瓦斯资源总量约为240万亿，我国储存总量 36.81万亿立方米，位居俄罗斯、加拿大之后，

19、世界排名第三，与陆地常规天然气总量相当，可采资源量约10万亿立方米。我国煤炭开采过程中，每年产生相当于130多亿立方米纯甲烷的瓦斯，这些煤层气资源95%分布在晋陕内蒙古、新疆、冀豫皖和云贵川渝等四个含气区，其中晋、陕、内 蒙、贵州含气区煤层气资源量最大，占全国煤层气总资源量的60%右。煤层气作为一种优质高效清洁能源，凭借良好的安全效益、环保效益和经济效益，大规模开发利用的前景十分 诱人。截至2010年底，全国累计完成煤层气抽采量为88亿立方米，利用量为36亿立方米。早在2006年，国家已将煤层气开发列入了 “十一五”能源发展规划，并制定了具体的实施 措施；2007年以来，政府又相继出台了税收优

20、惠、财政补贴、环保安规等多项扶持及强制 政策，如“每开采一立方米补贴企业0.2元，每发一度电补贴 0.25元”，同时外部资金如碳减排CD帐金、合同能源管理EMO得煤层气产业发展迅速。据悉，国家能源局拟定的煤 层气“十二五”规划提出，至IJ2015年，我国煤层气总体抽采量目标为210亿立方米，其中地面抽采量为90亿立方米，井下抽采量为120亿立方米，是“十一五”规划目标的两倍多， 开采补贴有望提到 0.4元/立方米，煤层气发电补贴提至0.35元/度。煤层气发电市场可分为高浓度和低浓度两个市场。我国煤层气（瓦斯】分布图（6）可再生生物质气发电市场我国沼气（生物质气）资源相当丰富，如全部合理利用，每

21、年沼气产气相当于 40亿立方米天然气，是一次能源的有效补充。2007年的可再生能源法 及相关政策的出台，对大规模利用再生能源起到了推动作用，利用沼气发电，发展“绿色电力”。沼气发电市场又可细分为垃圾填埋气市场、工业沼气发电市场、畜牧沼气发电市场、 秸秆气发电市场。垃圾填埋气体发电市场，以填埋能力4000万立方米的垃圾填埋厂为例，其产气高峰期产气量可达到1500立方米/天，可建设一个3M监量的燃气发电站。预计到2020年，我国将新增垃圾发电装机容量330万千瓦左右，按目前每千瓦机组设备投资2000元计算，将有60亿的机组设备需求。畜牧沼气发电市场， 我国养殖行业较为发达，畜禽存栏总数每年以5%以

22、上的发展速度递增，特别是奶牛养殖业发展迅猛。每头牛、每 5头猪、 每150鸡的排泄物平均每天可产生1立方沼气，2005年全国大牲畜存栏总数 16000万头，猪存栏总数50000万头，理论可产沼气3亿立方米以上的沼气。 全国各省市都有相当规模的 养殖企业，其中中小型的养殖企业数万家，发展沼气工程、沼气发电市场巨大。秸秆气发电市场，我国每年产生6亿多吨农作物秸秆，发展秸秆发电，不仅可减少大量焚烧造成的污染，而且促进当地经济发展。建设一个2.5万千瓦的秸秆发电站，每年消耗秸秆 20万吨，可为当地农民增收 4000万元，惠及近5万农户。运营一台2.5万千瓦的生物质发电机组，与同类型火电机组相比，每年可

23、减少二氧化碳排放约10万吨，大大减轻二氧化碳、二氧化硫等温室气体或有害气体的排放。全国在建秸秆发电项目主要分布在山东、吉林、江苏、河南、黑龙江、辽宁和新疆等地；山东单县、江苏宿迁市和河北威县三座秸秆发电站已投产发 电。生物质气发电结何示意图世交奥赛nHHT? u rl用于农支王犯同世交奥赛nHHT? u rl用于农支王犯同3、行业相关主要产业政策公司所处的细分行业为天然气应用装备制造业，我国天然气利用方面的产业政策对公司业务发展具有重要影响。（1） 2011年8月，国务院发布“十二五”节能减排综合性工作方案，把节能减排作为调整经济结构、转变经济发展方式、 推动科学发展的重要抓手和突破口。其中在

24、调整能源结构中提出：“在做好生态保护和移民安置的基础上发展水电， 加快发展天然气”； 在加强工业节能减排中提出：“发展热电联产， 推广分布式能源”。（2） 2011年10月，国家发展和改革委员会发布关于发展天然气分布式能源的指导意见，提出“ 2015年前完成天然气分布式能源主要装备研制；2020年在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统，装机规模达到5000万千瓦”的目标。“十二五”初期启动一批天然气分布式能源示范项目，“十二五”期间建设1000个左右天然气分布式能源项目，并拟建设 10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。（3） 2012年10月，国务院新闻办公室发表中国的能源政策（201

25、2） 白皮书，鼓励在大中型城市和工业园区等热负荷集中的地区建设热电联产机组。在条件适宜的地区，合理建设燃气蒸汽联合循环调峰机组，积极推广天然气热电冷联供。（4） 2012年10月，国家发展和改革委员会发布天然气利用政策，将天然气分布式能源项目、煤层气发电项目、 天然气热电联产项目列为优先类，将天然气发电项目列为允许类。提出“要按照天然气利用优先顺序加强需求侧管理， 鼓励优先类、支持允许类天然气利用项目发展”、“鼓励天然气利用项目有关技术和装备自主化”、“鼓励地方政府出台如财政、收费、热价等具体支持政策，鼓励发展天然气分布式 能源项目”等。（5） 2012年10月，国家发展和改革委员会发布天然气

26、发展“十二五”规划，在天然气发展现状中指出：2010年我国天然气消费量达到1075亿立方米，天然气发电占比20%在发展目标中提到：“十二五”期间，新建天然气管道（含支线）4.4万公里，新增干线管输能力约1500亿立方米/年。到“十二五”末，初步形成以西气东输、 川气 东送、陕京线和沿海主干道为大动脉，连接四大进口战略通道、主要生产区、消费区和储气库的全国主干管网，形成多气源供应，多方式调峰，平稳安全的供气格局。在实施节约替代和提高能效工程中提到：在经济相对发达地区和天然气产区，按照科学规划、因地制宜原则稳步实施以“气替油”发电工程；鼓励页岩气就近利用（发电、制成LNGn CNG）和就近 TOC

27、 o 1-5 h z 接入管网。（6） 2013年1月，国务院发布能源发展“十二五”规划中提出：2015年天然气占一次能源消费比例提高到7.5%;有序发展天然气发电：在天然气来源可靠的东部经济发达地区，合理建设燃气蒸汽联合循环调峰电站。在电价承受能力强、热负荷需求大的中心城市，优先发展大型燃气蒸汽联合循环热电联产项目。积极推广天然气热电冷联供，支持利用煤层气发电。“十二五”日期，全国新增燃气电站3000万千瓦；大力发展分布式能源：推进天然气分布式能源示范项目建设，在城市工业园区、旅游集中服务区、生态园区、大型商业设施等能源负荷中心，建设区域分布式能源系统和楼宇分布式能源系统。到2015年，建成

28、1000个左右天然气分布式能源项目10个左右各具特色的天然气分布式能源示范区；完成天然气分布式能源主要装备研制，初步形成具有自主知识产权的分布式能源装备产业体系。（7） 2013年2月，国家发展和改革委员会发布产业结构调整指导目录（2011年本）（修正），提出鼓励发展电力中的“重要用电负荷中心且天然气充足地区天然气调峰发电项目”；重点发展石油、天然气中的“原油、天然气、液化天然气、成品油的储运和管道输 送设施及网络建设”、“采用背压（抽背）型热电联产、热电冷多联产、30万千瓦及以上热电联产机组”、“天然气分布式能源技术开发与应用”等。（8） 2014年11月1日，国家能源局颁布实施 天然气分布

29、式能源示范项目实施细则，提出通过优化和简化审核程序，给与符合合同能源管理财政奖励有关规定的示范项目可享受相关税收优惠政策，天然气价格折让，地方政府制定优惠政策给予融资贷款利率补贴等方式，鼓励利用天然气为燃料，通过冷、热、电三联供等方式实现能源阶梯利用，综合能源利用效率在70%A上，并在负荷中心就近能源供应的分布式能源项目。2014 年12月31日，国家发改委发布关于规范天然 气发电上网电价管理有关问题的通知，提出为促进天然气发电产业健康、有序、适度发展，对新投产天然气上网电价， 综合考虑用户天然气发电成本、社会效益、用户承受能力建立气、电联动机制，通过市场竞争或电力用户协商确定电价，当天然气价

30、格出现较大变化时，天然气上网电价应及时调整，但最高电价不得超过当地燃煤发电上网标杆电价或当地电网企业平 均购电价格每千瓦时 0.35元。4、影响行业的有利和不利因素（1）有利因素 能源消费结构调整，有利于燃气发电装备制造行业发展。随着我国经济增长方式转变，倡导绿色GD磔展方式，全国性的雾霾频现， 环境保护工作已经上升到基本 国策的高度，对能源生产结构的调整的需求已是大势所趋，发电行业成为全国节能减排的重点。燃气发电属于清洁能源范畴，燃气发电二氧化碳排放仅仅为燃煤发电的1/2 , 2014年7月1日，火电厂大气污染物排放标准全面执行，根据建成年限对火电机组二氧化碳、二 氧化氮、烟尘等指标进行了严

31、格限制，2014年8月20日，国家发改委印发关于疏导环保电价矛盾有关问题的通知，觉得自9月1日起，全国燃煤发电企业标杆上网电价平均降低 0.0093元/千万时。截止2014年底，在中国能源消费结构中，煤炭高达67.5%,天然气仅为5.1%。同时，相对风能、太阳能、核能发电而言，燃气发电在建设成本上具有优势。随着社 会对绿色能源需求的提升，燃气消费需求将有望在其中获得较大发展空间。天然气供给环境变化，有利于燃气发电装备制造行业发展。随着“西气东输”战略实施，页岩气技术发展，中亚天然气管道、中哈天然气管道、 中缅油气管道陆续建设先后投入，制约燃气发电发展的瓶颈燃气供给不足的现状有望突破。国发办2014年11月发布的能源发展战略行动计划( 2014-2020 ) 预计到2020年，新增天然气探明储量 5.5亿立方米，年常规天然气产 量达到1850亿立方米，页岩气