2026年3月,重慶潼南。隨著華電集團(tuán)首臺(tái)550兆瓦F級重型燃?xì)廨啓C(jī)1號(hào)機(jī)組正式投產(chǎn)發(fā)電,中國燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)再次迎來歷史性時(shí)刻。這是繼2023年50兆瓦級(G50)F級燃機(jī)商業(yè)運(yùn)行、2024年300兆瓦級樣機(jī)點(diǎn)火之后,中國在F級燃機(jī)領(lǐng)域完成的又一次重大跨越。
短短三年間,從50MW到550MW,從單一機(jī)型到全系列覆蓋,從國內(nèi)示范到整機(jī)出口,中國F級燃?xì)廨啓C(jī)正在以前所未有的速度重塑全球能源裝備競爭格局。
國際燃?xì)饴?lián)盟副主席李雅蘭接受中國工業(yè)報(bào)記者采訪時(shí)分析:“中國F級燃機(jī)的國產(chǎn)化并非孤立的裝備突破,而是中國制造業(yè)整體優(yōu)勢的集中體現(xiàn)。從‘兩機(jī)’專項(xiàng)國家戰(zhàn)略的十年堅(jiān)守,到產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與快速迭代能力,中國燃機(jī)正從‘跟跑’邁向‘并跑’。”
安徽省碳中和產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長、安徽省雙碳發(fā)展有限公司技術(shù)負(fù)責(zé)人王琨接受中國工業(yè)報(bào)采訪時(shí)從技術(shù)全鏈條角度進(jìn)行了評價(jià):“目前中國F級燃機(jī)已實(shí)現(xiàn)全鏈條自主可控,貫通了正向設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)與應(yīng)用全流程,建成了自主設(shè)計(jì)體系與標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了從‘跟跑’到‘并跑’的跨越。”
然而,在掌聲與光環(huán)背后,中國燃機(jī)產(chǎn)業(yè)也面臨著不容回避的現(xiàn)實(shí):與國際三大巨頭通用電氣、西門子能源、三菱重工相比,在整機(jī)性能、長周期可靠性、品牌認(rèn)可度及全球服務(wù)體系等方面,仍然存在明顯差距。如何從“造出來”走向“造得穩(wěn)、造得強(qiáng)、賣得好”,成為中國燃機(jī)產(chǎn)業(yè)必須回答的下一個(gè)命題。
▲ 來源:攝圖網(wǎng)▲ 來源:攝圖網(wǎng)F級燃機(jī)國產(chǎn)化進(jìn)入“加速跑”
重型燃?xì)廨啓C(jī)被譽(yù)為“工業(yè)皇冠上的明珠”,是衡量一個(gè)國家高端制造實(shí)力的重要標(biāo)志。F級重型燃?xì)廨啓C(jī)(以下簡稱“F級燃機(jī)”)憑借成熟技術(shù)、高性價(jià)比和快速交付優(yōu)勢,在調(diào)峰電站、分布式能源、熱電聯(lián)產(chǎn)等領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。
近年來,在國家“兩機(jī)”專項(xiàng)等重大工程的強(qiáng)力推動(dòng)下,中國F級燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)取得了歷史性突破。從產(chǎn)品譜系來看,我國已建成覆蓋50MW至550MW的F級燃機(jī)全系列自主研制能力。50MW級(6F級)燃機(jī)方面,東方電氣(42.210, 0.00, 0.00%)G50國產(chǎn)化率已達(dá)100%,2023年投入商業(yè)運(yùn)行,2025年實(shí)現(xiàn)整機(jī)出口。300MW級(9F級)燃機(jī)方面,國家電投2024年樣機(jī)點(diǎn)火成功,標(biāo)志著我國已完全掌握重型燃?xì)廨啓C(jī)自主研制能力。2024年,300兆瓦級F級燃機(jī)突破了90多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),共有19個(gè)省市、200多家單位參與研發(fā)。550MW級燃機(jī)方面,華電潼南項(xiàng)目2026年3月投產(chǎn),聯(lián)合循環(huán)效率達(dá)61.66%,為國內(nèi)最大容量9F級。
李雅蘭介紹,近年來,東方電氣、上海電氣(8.060, 0.00, 0.00%)、國家電投等企業(yè)已形成F級機(jī)組全產(chǎn)業(yè)鏈交付能力。從50兆瓦級(G50)F級燃機(jī)商運(yùn),到300兆瓦級樣機(jī)點(diǎn)火,再到550兆瓦級燃機(jī)投運(yùn),中國已實(shí)現(xiàn)從中小功率到大功率的全系列突破,核心技術(shù)、關(guān)鍵部件、控制系統(tǒng)均實(shí)現(xiàn)自主可控。
她指出,F(xiàn)級燃機(jī)的自主研發(fā)與關(guān)鍵突破主要體現(xiàn)在三個(gè)核心層面:
第一,整機(jī)正向設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成能力的全面自主可控。此前,國內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)多依賴引進(jìn)國外技術(shù)授權(quán),沒有掌握核心技術(shù)。近年來,國內(nèi)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)攻克了F級燃機(jī)一系列核心設(shè)計(jì)理論,建立了完整的正向設(shè)計(jì)體系,形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的整機(jī)設(shè)計(jì)方案。
第二,核心部件與關(guān)鍵材料的國產(chǎn)化替代全面落地。長期以來,燃機(jī)的關(guān)鍵核心部件均依賴進(jìn)口,國外企業(yè)不僅壟斷技術(shù),還限制核心部件的供應(yīng)。當(dāng)前,燃機(jī)關(guān)鍵的高溫合金葉片、燃燒室、轉(zhuǎn)子等部件均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自主生產(chǎn)。
第三,工程化與產(chǎn)業(yè)化能力的全面提升。中國已形成了“設(shè)計(jì)—制造—總裝—運(yùn)維”全產(chǎn)業(yè)鏈布局,具備了F級燃機(jī)的批量生產(chǎn)和交付能力。
從國產(chǎn)化程度來看,中國F級燃?xì)廨啓C(jī)已實(shí)現(xiàn)全鏈條自主可控。50MW級別自主化率已達(dá)100%,9F級燃?xì)廨啓C(jī)國產(chǎn)化率約在70%至95%之間。在關(guān)鍵核心部件方面,高溫合金葉片、燃燒室、轉(zhuǎn)子等均已實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn),整機(jī)正向設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成能力全面自主可控。中國已形成了“設(shè)計(jì)—制造—總裝—運(yùn)維”全產(chǎn)業(yè)鏈布局,具備了F級燃機(jī)的批量生產(chǎn)和交付能力。
當(dāng)前,國內(nèi)6F級(50MW)燃機(jī)已實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用與出口。其中,東方電氣G50國產(chǎn)化率達(dá)100%,于2025年實(shí)現(xiàn)整機(jī)出口至哈薩克斯坦、加拿大等國家;國家電投300MW級燃機(jī)于2024年完成樣機(jī)點(diǎn)火,達(dá)到國際9F級主流水平;華電潼南550MW級燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)效率達(dá)61.66%,為國內(nèi)最大容量9F級。
從市場應(yīng)用來看,F(xiàn)級燃機(jī)是當(dāng)前全球及中國市場應(yīng)用最廣泛的主流機(jī)型,憑借成熟技術(shù)、高性價(jià)比和快速交付優(yōu)勢,在調(diào)峰電站、分布式能源、熱電聯(lián)產(chǎn)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。2024年,中國重型燃機(jī)市場規(guī)模達(dá)80億元。
“F級主導(dǎo)、H級追趕”格局顯現(xiàn)
中國實(shí)現(xiàn)F級燃機(jī)完全國產(chǎn)化,其戰(zhàn)略意義遠(yuǎn)超技術(shù)突破本身。
李雅蘭指出,長期以來,我國大型燃機(jī)依賴進(jìn)口,采購成本高、維保周期長、備件受制于人,存在一定的能源安全隱患。F級燃機(jī)完全國產(chǎn)化后,實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)、關(guān)鍵部件、運(yùn)維服務(wù)全自主可控,維修響應(yīng)時(shí)間進(jìn)一步縮短,備件國內(nèi)供應(yīng),徹底擺脫對國外技術(shù)與設(shè)備的依賴,筑牢國家能源安全防線。
王琨認(rèn)為,中國實(shí)現(xiàn)F級燃機(jī)完全國產(chǎn)化將有助于在燃機(jī)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)能源安全上的自主可控,降低對進(jìn)口設(shè)備與技術(shù)的依賴,保障能源裝備供應(yīng)鏈安全。
燃機(jī)國產(chǎn)化也在持續(xù)推動(dòng)高端制造業(yè)加速升級。一方面,帶動(dòng)國內(nèi)高溫合金、單晶葉片、數(shù)控加工、工業(yè)軟件等產(chǎn)業(yè)鏈突破,形成主機(jī)、核心部件、材料、控制系統(tǒng)的全鏈條自主產(chǎn)業(yè)體系。另一方面,燃機(jī)技術(shù)外溢至航空、航天、船舶、高鐵等領(lǐng)域,有望推動(dòng)我國高端制造整體升級。
“F級燃機(jī)完全國產(chǎn)化將帶動(dòng)高溫合金、精密鑄造等高端裝備升級,形成燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)鏈,推動(dòng)基礎(chǔ)學(xué)科與產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步,帶動(dòng)國產(chǎn)輔機(jī)、葉片等配套企業(yè)進(jìn)入全球供應(yīng)鏈,提升中國高端裝備國際話語權(quán)。”王琨分析。
值得關(guān)注的是,在F級燃機(jī)取得全面突破的同時(shí),中國燃機(jī)產(chǎn)業(yè)的目光已經(jīng)投向更高端的H級燃機(jī)。
李雅蘭介紹,H級燃機(jī)是當(dāng)前國際最高端機(jī)型,主要應(yīng)用于大型燃?xì)怆娬荆哂懈叩陌l(fā)電效率和更低的單位發(fā)電量碳排放。全球市場由通用電氣、西門子能源、三菱重工國際三強(qiáng)壟斷。我國H級燃機(jī)研發(fā)起步晚,目前仍處于技術(shù)攻關(guān)與樣機(jī)研制階段,尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化投運(yùn)。
她強(qiáng)調(diào),H級燃機(jī)的研發(fā)難度遠(yuǎn)高于F級,需要長期的技術(shù)積累和工程驗(yàn)證,短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。因此,未來一段時(shí)間內(nèi),中國燃機(jī)市場仍將保持“F級主導(dǎo)、H級追趕”的格局。F級燃機(jī)作為主力裝備,承擔(dān)著保障能源供應(yīng)、推動(dòng)國產(chǎn)替代的重要任務(wù),是國內(nèi)燃機(jī)市場的基本盤;H級燃機(jī)作為戰(zhàn)略制高點(diǎn),是重點(diǎn)的追趕方向,其研發(fā)進(jìn)展將決定中國燃機(jī)產(chǎn)業(yè)在全球的競爭力。
王琨也表達(dá)了相似判斷:“國內(nèi)6F級燃機(jī)已實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用與出口,9F級國產(chǎn)化率穩(wěn)步提升,但在H/J級燃機(jī)上仍處示范與攻關(guān)階段,核心部件依賴進(jìn)口,國際燃?xì)廨啓C(jī)巨頭仍然在H/J級占據(jù)主導(dǎo)。”
數(shù)據(jù)顯示,在H/J級高端市場,全球市場仍由通用電氣、西門子能源、三菱重工三強(qiáng)壟斷,合計(jì)占據(jù)約75%至80%的市場份額。我國H級燃機(jī)研發(fā)起步晚,目前仍處于技術(shù)攻關(guān)與樣機(jī)研制階段,尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化投運(yùn),但已有積極進(jìn)展。其中,東方電氣G15H燃機(jī)已完成相關(guān)技術(shù)研發(fā),正在對接示范項(xiàng)目;上海電氣重型燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)電站正在推進(jìn)H級聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組建設(shè)。據(jù)預(yù)測,H級自主商用有望在2028至2030年實(shí)現(xiàn)。
在全球燃?xì)廨啓C(jī)供需失衡的背景下,中國F級燃機(jī)出口實(shí)現(xiàn)了歷史性突破。
2025年,東方電氣成功向哈薩克斯坦出口3臺(tái)自主研制的G50重型燃機(jī),合同金額達(dá)15億元;同時(shí)向中東客戶出口2臺(tái)設(shè)備,作為“一帶一路”倡議的一部分。G50燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)現(xiàn)了海外市場“零的突破”,為哈薩克斯坦項(xiàng)目提供3臺(tái)G50作為核心設(shè)備。東方電氣還計(jì)劃新增一條年產(chǎn)10臺(tái)50MW燃?xì)廨啓C(jī)的生產(chǎn)線。
中國燃機(jī)出口之所以能夠?qū)崿F(xiàn)突破,除產(chǎn)品本身的技術(shù)進(jìn)步外,還恰逢全球燃?xì)廨啓C(jī)市場迎來空前機(jī)遇期。2025年第三季度,全球燃?xì)廨啓C(jī)新增訂單同比飆升95%,達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的24GW。通用電氣、西門子能源和三菱重工三大巨頭在手訂單總量突破84GW,交付周期普遍排至2028至2030年。在全球供需裂谷拉大至30GW以上的背景下,中國成為當(dāng)前全球少數(shù)具備富余燃機(jī)制造能力的國家。UBS報(bào)告預(yù)測,中國自主研發(fā)的燃?xì)廨啓C(jī)有望于2026年首次出口美國。
李雅蘭分析,中國F級燃機(jī)的全面國產(chǎn)化助力中國成為全球第四大自主燃機(jī)技術(shù)來源國。中國將憑借完整產(chǎn)業(yè)鏈、快速交付、高性價(jià)比等優(yōu)勢,逐步搶占全球市場,推動(dòng)全球燃機(jī)市場從“三強(qiáng)主導(dǎo)”向“多極競爭”轉(zhuǎn)變。同時(shí),國產(chǎn)F級燃機(jī)的規(guī)模化量產(chǎn)與出口,將拉低全球燃機(jī)采購與運(yùn)維成本,為發(fā)展中國家提供更經(jīng)濟(jì)、可靠的清潔電源選擇。
王琨表示,我國實(shí)現(xiàn)F級燃機(jī)完全國產(chǎn)化將打破通用電氣、西門子能源、三菱重工、韓國斗山能源的全球壟斷,推動(dòng)市場從外資主導(dǎo)向中外競爭轉(zhuǎn)變,重塑國際燃機(jī)競爭格局。
受訪專家同時(shí)提醒,中國F級燃機(jī)與國際先進(jìn)水平仍存在明顯差距。
從整機(jī)性能來看,國產(chǎn)燃機(jī)與國際巨頭差距明顯。東方電氣G50渦輪溫度達(dá)到1400℃,聯(lián)合循環(huán)效率約為38%,而通用電氣的同類機(jī)型渦輪溫度達(dá)到1600℃,聯(lián)合循環(huán)效率達(dá)64%。在聯(lián)合循環(huán)效率超過64%的先進(jìn)機(jī)組中,三菱重工的J系列累計(jì)訂單已突破120臺(tái),占據(jù)絕對主導(dǎo)。
從運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看,國際機(jī)型累計(jì)運(yùn)行超億小時(shí),經(jīng)受了長期考驗(yàn),應(yīng)對各種復(fù)雜情況的經(jīng)驗(yàn)豐富。國產(chǎn)主力機(jī)型僅有數(shù)千小時(shí)的示范運(yùn)行,長期可靠性數(shù)據(jù)積累不足,運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)不足,在耐高溫材料及相關(guān)零部件性能等方面還有待提升。
從品牌與服務(wù)來看,三大國際品牌多年來占據(jù)了全球絕大多數(shù)市場,品牌認(rèn)同度很高。而中國的服務(wù)體系品牌認(rèn)可度與全球服務(wù)體系仍明顯不足。
從技術(shù)封鎖來看,通用電氣、西門子能源、三菱重工等企業(yè)對核心技術(shù)實(shí)行嚴(yán)格封鎖,高溫部件、燃燒控制等核心技術(shù)仍依賴進(jìn)口,透平葉片毛坯和單晶爐需從國外購買,極限制造能力和設(shè)計(jì)驗(yàn)證體系尚不完善。即使在H/J級高端市場,通用電氣、西門子能源、三菱重工等占比仍超過80%。
“應(yīng)圍繞現(xiàn)有F級機(jī)組,持續(xù)提升現(xiàn)有機(jī)組的能力,朝著穩(wěn)定可靠、長周期運(yùn)行、故障率更低的目標(biāo)發(fā)展,并不斷提升機(jī)組的聯(lián)合循環(huán)效率,爭取逼近國際F級頂級水平。與此同時(shí),需集中資源攻關(guān)H級燃機(jī),突破1500℃以上燃?xì)獬鯗兀邪l(fā)高效冷卻結(jié)構(gòu)、高性能燃燒室,實(shí)現(xiàn)與國際并跑。”王琨建議。