AIDC备用电源-AIDC集中建设柴发机组需求空间高增重视国内核心厂商0-1机会

证券研究报告行业报告：行业深度研究2025年03月05日机械设备AIDC备用电源——AIDC集中建设柴发机组需求空间高增，重视国内核心厂商0-1机会分析师朱晔SAC执业证书编号：S1110522080001行业评级：强于大市（首次评级）请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明上次评级：强于大市请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明AI基建潮加速推进，柴发有望优先受益全球AI资本开支快速上行，AI算力基建投资力度持续加大。美国政府推动“星际之门”项目，拟在AIInfra投资5000亿美元；据华信咨询设计研究院，中国未来三年将投资至少5000亿元建设AIDC；微软、亚马逊、谷歌、Meta25年将在AI领域投入超3000亿美元。智算中心大量使用GPU等高功耗芯片，芯片、机柜功率持续提升，推动数据中心规模快速提升。数据中心基础设施重要性持续提升，对电力可靠性要求高，高等级IDC需要进行设置容错或冗余，通常采用双路市电+UPS+柴油发电机。据我们梳理，国内高等级数据中心柴发冗余配置率（按功率计算）在120%~150%之间，且大规模智算中心冗余配置更高（接近150%）。柴发整机：高端市场由国产OEM+国外柴机主导，国产原装取得0-1突破柴发技术成熟、应用广泛，IDC为高价值场景。据Frost&Sullivan和华经产业研究院，15-23年全球柴发市场由114增至165亿美元，中国市场由23增至47亿美元。据科勒统计，17-19年中国柴发市场前三大客户数据中心/制造业/电力市场容量占比为40%/16%/14%，数据中心客户为高端客户，单价大于200万元。国际大厂主导柴发市场，国产原装0-1突破。T1国际龙头康明斯、MTU、卡特等主要服务高端市场；T2包括国产原装潍柴、玉柴，国产OEM泰豪、科泰、苏美达等，目前在IDC、金融行业影响力有限。24年开始国产原装柴发品牌开始进入大型IDC市场，潍柴首次中标移动25年柴发集采。柴发零部件：发动机/发电机/控制模块三大件占比65%/15%/2%，大缸径柴机壁垒牢固柴油发动机：中国柴机销量19-24年CAGR仅-1.65%，但发电用柴机销量由18.8万增至40.9万台，CAGR达21.4%。大缸径柴油机主要用于发电、船舶，长期被国外品牌垄断；潍柴通过收购掌握大缸径技术，19-22年大缸径产品销量由2800增至8800台、收入由7.8亿增至29.5亿，24年大缸径机新增2500台产能。控制器：提供发动机的启停/监测/保护等功能，国内外主要有深海、丹控、众智等品牌，性能差距较小，大型发电机生产企业倾向于自产控制器。零部件：要求标准高、工艺复杂，供应商导入严格但稳定。我国柴机零部件已形成完备产业链，众多高价值量环节已实现国产化。AIDC驱动下的柴发市场：算力集中建设柴发需求翻倍，国际龙头供应紧张，国产导入有望加快据我们测算，2025/26/27年中国智能算力规模对应智算中心功耗需配置柴发6330/8912/12327台。当前为算力集中建设期，若考虑2025-26年算力适度超前建设则当前柴发需求达到约5000台，较24年柴发需求增长较快。海外龙头普遍订单饱满、交付延迟，我们认为短期内扩充的产能可能会优先供应海外需求。建议关注：在产能紧张情况下，我们建议关注1）实现0-1突破应用于数据中心备电的国产/具备品牌优势的合资大缸径柴机环节：潍柴重工、玉柴国际、动力新科（控股上海菱重）；2）具备涨价能力的国产OEM厂：科泰电源、泰豪科技、苏美达（商社组和交运组联合覆盖）；3）具备涨价能力、利润释放空间、与头部发电机组绑定的零部件环节：长源东谷、天润工业。2风险提示：智算中心建设不及预期；备电技术进步导致柴发需求不及预期；竞争对手扩产进度高于预期；本文测算数据仅供参考请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明21AI基建潮加速推进，柴油发电机有望优先受益3请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明3400400全球AI资本开支快速上行，AIDC为AI基建重要组成GenAI推动科技公司CAPEX快速提升，AI算力基建投资力度持续加大。全球主权国家和科技巨头持续加码AI领域投资，美国总统推动OpenAI等机构联合成立“星际之门”项目，旨在未来几年在AI基础设施方面至少投资5000亿美元，据华信咨询设计研究院《中国智算中心产业白皮书2024》，中国未来三年将投资至少5000亿元用于建设智算中心，英国政府1月公布人工智能机遇行动计划，法国将在未来几年对本土AI项目进行1000亿欧元以上投资；微软、亚马逊、谷歌、Meta合计将于2025年在AI技术和数据中心投入超3000亿美元，微软2025财年投资800亿美元用于AI数据中心建设。我国算力规模有望快速提升。根据IDC与浪潮信息发布的《中国人工智能计算力发展评估报告》，我国智能算力规模将从2024年725EFLOPS增至2027年2020EFLOPS，复合增速约为40%。图：美国科技巨头资本开支（亿美元）图：2020-2028E中国智能算力和通用算力规模（EFLOPS）04002782250020202000417072548404资料来源：Wind，IDC，浪潮信息，《中国人工智能计算力发展评估报告》，浪潮AIHPC公众号，天风证券研究所41.1.全球AI资本开支上行，数据中心规模加速提升大模型算力需求提升，推动智算中心规模&耗电量加速提升根据华信咨询设计研究院，端到端大模型理论训练时间为8×数据token数量×参数量/(数量×单卡有效算力ChatGPT参数量175B，预训练数据量3.5万亿，使用8192张卡，耗时49天。深度学习时代AI训练算力约每3-4个月翻倍，大模型时代AI训练算力每2个月翻倍，远超摩尔定律速度，算力需求增速陡峭，以GPT为例，GPT3参数达1746亿，训练一次需要的总算力为4000P，GPT5训练算力规模达到70000P。智算中心大量使用GPU，耗电量是CPU数据中心数倍：1）芯片形态向多核超异构并行发展，芯片厂持续提高TDP，H100功耗700W，B200达千瓦；2）服务器芯片串行转为并行，HGXB200服务器功率达14kW；3）单机柜功耗为传统通算数倍，GB200NVL72机柜功率高达120kW。据ABIResearch数据，2024年底全球有5697个公共数据中心，大型和超大型IDC占总数的28%，到2030年占比有望达到43%，电力总容量将达到400GW以上；2024年全球有约511个超大规模站点，2030年将增至770个。图：2024至2030E数据中心规模结构（个）图：不同阶段算力需求增速020242025E2026E2027E2028E2029E2030E前深度学习时代大模型时代深度学习时代5资料来源：华信咨询设计研究院，《中国智算中心产业发展白皮书2024》，ABIResearch，深圳易天光通信有限公司公众号，天风证券研究所51.1.全球AI资本开支上行，数据中心规模加速提升Deepseek不减AI投资热情，推理侧&应用侧需求有望行至DeepSeek训练成本极低但性能表现非常接近GPT-4o，其论文显示V3模型完整训练仅需279万H800GPU小时、总成本约为558万美元，不及GPT-4o的1/10，AI竞赛进入算法驱动算力新时期。但我们认为DS的出现并不会减少算力领域投资，DS低成本1.算力仍是科技巨头竞争优势来源。Meta、微软CEO均表示持续大规模算力投入仍将是未来保持竞争力的关键；2.杰文斯悖论与推理侧/应用高速发展：杰文斯悖论是指资源利用效率提高时资源总消耗量反而会增加，例如蒸汽机发明后煤炭消耗增加、汽车燃油效率更高时汽油消耗量增加。据AI产品榜，1月底DeepSeek移动端发布20天后突破2000万日活，超过豆包、达到ChatGPT的40%，而ChatGPT发布20日后日活仅146万。由于DS参数较少且开源，我们认为其本地部署和衍生模型的全口径消耗量有望超过GPT、LLaMa。图：发布n天后全球DAU表：通算中心与智算中心投资对比产业链项目通算IDC智算AIDC基础设施核心设施土建+机电+网络配套土建+机电+IT硬件（计算、存储、网络等）+软件平台投建主体电信运营商、第三方IDC服务商、云服务商政府、AI企业、IT服务商、电信运营商、第三方IDC服务商、云服务商投资占比30%70%运营服务层核心设施机柜+带宽+运维+安全+灾备算力+数据+算法+生态投建主体电信运营商、第三方IDC服务商、云服务商综合智算服务商、AI框架和平台开发商、AI技术服务提供商、电信运营商、第三方IDC服务商、云服务商投资占比70%30%应用赋能层核心应用互联网、金融、制造、医疗、政务等各个领域模型训练、模型推理、自动驾驶等需要强大计算能力和数据分析能力的领域应用主体互联网企业、金融机构、制造企业、医院、政府等互联网企业、AI企业、车企、遥感测绘企业、银行、高校、医院、政府等6资料来源：AI产品榜公众号，华信咨询设计研究院，《中国智算中心产业发展白皮书（2024）》，天风证券研究所61.2.AIDC电网可靠性要求高，需要配置UPS+柴发备用电源AIDC对电网可靠性要求高，配电系统须配置备用电源数据中心基础设施重要性持续提升，意味着相应的运行保障等级需相应提升。据波耐蒙研究所估计，数据中心停电事故平均可使企业每分钟损失超5000美元；2016年数据中心平均宕机成本已达74万美元，较2010年增近37%，2017年英国航空公司数据中心根据2023年全国电力可靠性年度报告，2023年全国仅有近40%用户未发生过故障停电，35%的用户发生故障停电1次，21.5%甚至发生5次以上，4.6%发生10次以上；全国城市电网每户平均故障停电1.28h，华北/东北/华东0.76/2.73/0.40/1.75/2.48/1.23h；故障停电平均每次持续3.2h，其中40%的故障停电在1h以内恢复，4%的恢复时间超过10h。为保障电力供应高度可靠，高等级IDC需要进行设置容错或冗余，通常由双路市电供电、配置UPS（不间断电源）+柴油发电机。图：2023年用户故障停电次数图：2023年中国故障停电时间占比用户数（百万）累计占比1.68888%91.8%93.9%95.4%100.0%84.7%.78.5%69.5%1.0234.9%55.9%0.200>10小时9-10小时8-9小时7-8小时6-7小时5-6小时4-5小时3-4小时2-3小时 4%2%2%24%40%7资料来源：2023年全国电力可靠性年度报告，天风证券研究所71.2.AIDC电网可靠性要求高，需要配置UPS+柴发备用电源UPS+柴油发电机为高等级数据中心备电配置数据中心可按设施冗余设置进行分级，配电冗余通常由UPS系统和柴油发电机系统组成，柴油发电机相较于燃气轮机启动快速，可作为应急和备用电源；UPS主要功能在于电源停工期间短暂提供电源，直到发电机启动并开始提供稳定电力。l国际：美国标准TIA-942《数据中心的通信基础设施标准》将数据中心根据冗余设置分为T1基础配置至T4故障容忍四个等级。T4级别配备双路市电和2(N+1)备电，拥有96小时以上断电保护能力，可用性达99.995%，年宕机时间低于0.5h。l国内：GB50174《数据中心设计规范》由高至低分为A/B/C三级，AB级要求配置不低于G3级的柴油发电机，需满足IDC最大平均负荷需要。8表：中国GB50174《数据中心设计规范》数据中心分级8等级影响程度市电线路UPSUPS备用容量备用发电机备用发电机容量备用燃料A级中断造成重大经济损失或造成公共场所秩序严重混乱双N+1~M(N+1)15minN+X连续不限时运行，满足数据中心最大平均负荷需要，包括UPS、空调和制冷设备的基本容量12hB级中断造成较大经济损失或造成公共场所秩序混乱双/单N+17min单路市电需设置柴机备电可500h限时运行，应包括UPS、空调和制冷设备的基本容量—C级未达A、B级影响—N—UPS满足信息存储要求时可不设置——表：美国TIA-942标准《数据中心电信基础设施标准》冗余分级等级特点容忍度市电线路市电线路UPS备用发电机年宕机时间可用性应用场景T1基础配置架构简单，无冗余备用设计无中断容忍单无约28h-个人网站、测试环境、数据稳定性要求较低的业务场景T2组件冗余在部分计划维保时能够切换至备用设备计划中断单N+1N+1约22h99.74%普通企业日常办公数据、一般企业网站等T3在线维护拥有全冗余备用，具备72小时断电保护能力，能够升级为IV级机房计划中断双N+1/2NN+1/2N约1.6h99.98%需要保持业务连续性的大型关键业务系统T4故障容忍多倍冗余，能够容忍计划&非计划中断事件，具备96h断电保护能力计划&非计划中断双2（N+1）2（N+1）＜0.5h99.995%超大规模算力中心、银行交易系统、运营商核心网络等资料来源：TIA-942《数据中心电信基础设施标准》，GB50174《数据中心设计规范》，数据中心之家公众号，天风证券研究所1.2.AIDC电网可靠性要求高，需要配置UPS+柴发备用电源数据中心规模推动柴发边际配置率进一步提升我们梳理统计了5个国内数据中心项目的数据，国内高级数据中心柴发配置率（按功率计算）在120%~150%之间；规模较大的20MW移动湛江项目、55MW某金融行业项目柴发配置率分别为143%、150%，移动湛江额外配置2台备用柴发，某金融项目配置3台备用，远高于其他较小型项目的配置。我们认为，智算中心大表：国内部分数据中心建设项目柴油发电机配置情况图：A/B级数据中心备用电源应用模式A级数据中心数据中心项目名称机柜数量单机柜平均功率机柜用电总容量/功率辅助设备总容量/功率数据中心用电总容量/功率市电配置柴油发电机组配置柴发配置率/%某数据中心改造项目—2138约7.14kW15260kW5194kW20454kW双路35kV@10kV120.3%中国移动广东湛江数据中心3365最高6kW约20190kW—23000kVA双路市电143.5%陕西安康市某数据中心15625kW7029kW/7810kVA—9995kW/10378kVA双路10500kVA市电@10kV126.1%金融行业某数据59408kW47520kW8000kW55520kW双路35kV@10kV149.9%海南某智算中心HPC，规划300PAI+100PHPC——5722kW/5839kVA2417kW/3009kVA8968kW/9440kVA双路10kV/9500kVA市电@10kV133.8%注：1、kVA为总视在负荷容量单位，包含有功功率负荷（kW）和无功功率负荷（kVar有功功率通常为其0.8~1（功率因数2、柴发配置率=主备用柴油发电机总功率/总容量÷数据中心用电总功率/总容量×100%（以辛普森SPH2400D-U为例，柴油机功率因数为0.8）。9资料来源：《面向数据中心的储能系统应用研究》周钰等，《数据中心市电电源和备用电源的切换控制逻辑研究》叶正宁等，《某IDC数据中心市电电源和备用电源切换控制逻辑》陈益鑫，《数据中心发电机组在机房楼内置的解决方案探讨》孙赟，《陕西某数据中心电源工程概述》周巧巧，《某数据中心电气系统比选分析》范鑫，《人工智能计算中心供配电系统设计探讨》朱发熙，IDC圈，天风证券研究所91.2.AIDC电网可靠性要求高，需要配置UPS+柴发备用电源柴发备电走向高压化，柴发机组价格占比提升柴发备电方案主要有：①400V低压机组低压侧接入；②400V升至20kV，低压机组+升压变压器+高压柜；③10kV高压机组高压当前IDC设备功率密度、用电规模、供电距离不断增加，柴发机组容量要求提升，低压方案被高压方案逐步取代。在上页我们梳理的5个项目案例中，有标注规格的4个案例均使用10kV高压方案。根据《10kV高压油机作为备用电源在数据中心中的应用》的测算，在某数据中心案例中，高压方案相较于低压方案减少约300万元，主要为配套投资的显著减少，高压机组总价提升100万元，在投资总额占比为91%，相较低压方案提升24百分点。表：高压与低压柴油发电配电投资方案对比表：高压与低压柴油发电机组差异对比特点低压机组高压机组接入方式容量及并机输送距离线路损耗非线性负载操作维护启动方式运行效率配置成本低压侧0.4kV单机10-3000kW，并联受配电柜容量限制短距离，就进供电电压低、电流大，损耗较大非线性负载适应能力差操作简单通过ATS启动各低压配电系统对应机组全启动运行，无法保证各台机组在高效率段运行配置简单初期投资少，低容量短距离使用成本较低高压侧单机1000-3000kW，可并机长距离，供电范围大电压高、电流小，损耗小非线性负载适应能力强操作复杂，需要高压操作证通过全自动并机控制系统和末端负荷实际需求灵活启停根据符合总量合理分配启动台数，在高效率段运行配置复杂，发电机及输出配电柜较为复杂初期投资较大，大容量长距离成本低，配套投资低某数据中心项目，项目IT设备总功耗7425kW，用电设备总容量9400kVA，采用双路10000kVA@10kV市电高压柴发备电方案低压柴发备电方案设备配置单价/万元小计/万元占比/%设备配置单价/万元小计/万元占比/%10kV柴油发电机组5×2000kW260130091%0.4kV柴油发电机组5×200kW240120067%并机开关柜高压测量柜并机控制系统接地电阻柜油机出线柜油机接入柜10kV高压电缆5套1套1套5套3套2套200m2550.0660252536244%1%2%2%3%2%1%油机开关柜油机出线柜ATS柜0.4kV低压电缆5套10套10套5000m400.04604002003%7%22%11%合计1482100%合计1780100%资料来源：《10kV高压油机作为备用电源在数据中心中的应用》熊振华，天风证券研究所2柴油发电机：技术成熟应用广泛，海外龙头请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明2.1.柴油发电机——技术成熟应用广泛，柴油发动机为核心部件柴油发电机为柴油发动机与发电机的结合，原理较为简单柴油发电机是以柴油为燃料，以柴油发动机为原动机带动发电机发电的机械发电设备，能够将化学能转化为电能。柴发整机基本由发动机、发电机、控制器及其他材料组装而成，技术较为成熟，整体柴油充分混合，经活塞运动压缩，温度迅速升高达到燃点，柴油被点燃后混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞反向运动做功；汽缸顺序依次做功，作用在活塞上的推力经过连杆变成推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转；2）发电机：无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，曲轴旋转可带动发电机的转子，发电机输出感应电动势，经闭合的负载回路产生电流。图：柴油发电机表：柴油发电机组分类应用类型速低压机（220/400/600/660V）、高压机金属箱体内部）、移动式机组部件来源原装机（核心件自产配套）、OEM/组装机（仅少量非核心部件自产）资料来源：振华技术、汇天网络公众号，《TH公司柴油发电机组产品市场营销策略优化研究》刘文龙，天风证券研究所2.1.柴油发电机——技术成熟应用广泛，柴油发动机为核心部件柴发为通用设备，下游应用广泛柴发广泛应用于通信、电力、石油化工、船舶交通、建根据科勒公司内部统计，2017-2019年中国柴油发电机市场前三大市场客户为数据中心、制造业、电力行业，2019年市场容量分别为28.9、11.9、10.4亿元，占比为40%、16%、14%，占统计市场容量的70%。科勒公司柴发2017-2019年主要客户为数据中心、政府、制造业，2017/18年对IDC销售额超3亿元，约占其5亿总销售额的60%；从单价来看，数据中心客户为高端客户，单台均价稳定在200万元以上，其次为制造业客户，2017-2019年单台均价在130-150万元，电力行业销售单价仅约为8万元，2017-2019年金融业、运营商客户销售单价快速增长，EPC出口客户销售单价下滑较快。图：中国柴发主要客户群体市场容量（百万元）图：中国科勒柴发分客户销售额（百万元）图：中国科勒柴发分客户平均单价（万元/台）098096171298096171270669828852255252696740002502000228221212EPC出口资料来源：《K公司柴油发电机组西南区域销售渠道策略研究》范行佳，科勒公司内部数据，天风证券研究所2.2.柴发整机——全球市场加速增长，国产原装实现0-1突破全球柴油发电机市场加速增长，中国市场占比提升根据Frost&Sullivan和华经产业研究院的数据，2015-2023年全球柴油发电机市场规模由114亿美元增至165亿美元，CAGR为4.7%；疫情后全球柴发市场增速加快，2021-2023年全球柴发市场规模CAGR为9.8%。中国柴发市场快速发展，占全球市场比例持续提升。2015-2023年中国市场规模由23亿美元增至47亿美元，CAGR达到9.5%，近三年（21-23）中国市场发展速度有所提升，CAGR达到10.5%。2015年中国市场规模占全球19.8%，2019年占比达到27.8%，近年来逐渐稳定在28%左右。根据GlobalInfoResearch的数据，目前中国为全球最大的柴发组装生产地区，占有约59.9%份额，北美占比15.2%位居第二。图：全球柴油发电机市场容量图：中国柴油发电机市场容量图：中国柴油发电机市场占比040.04742-10%27.8%27.8%28.2%27.8%27.8%28.2%4%2%-10%4%4%201520162017201820192020202120222023201520162017201820192201520162017201820192020202120222023201520162017201820192020202120222023资料来源：华经产业研究院，《K公司柴油发电机组西南区域销售渠道策略研究》范行佳，Frost&Sullivan，天风证券研究所2.2.柴发整机——全球市场加速增长，国产原装实现0-1突破国际大厂占据第一梯队，市场分散竞争充分柴油发电机组市场多年发展已形成成熟的体系，竞争较为充分。第一梯队为国际龙头企业康明斯、MTU、卡特等，多为整机和主要部件厂家，原装机为主，性能较强，价格较高，主要服务高端客户，地位较为稳固；第二梯队包含国产原装、国产OEM和部分进口品牌，如潍柴、玉柴、泰豪、科泰、苏美达、伊蒙妮莎、奔马，国产OEM厂家普遍适配国内外多种头部品牌发动机，较为灵活，价格较第一梯队低，服务中高端市场，在IDC、金融行业影响力有限；第三梯队为本土中小型组装厂，主要针对低端民用市场。别占有4%/3%/2%，国际/国内龙头分别占有11%/9%份额。近年来国际龙头产能有限，国产柴发凭借着产能和交期优势市场占有率提升，2024年国产原装和OEM厂开始进入IDC供应链。根据科勒数据，国内市场集中度有所提升，工业用柴发市场CR5由2016年35%提升至2019年54%，其中国际品牌MTU、康明斯，国内品牌泰豪占有率均有较大提升。图：柴油发电机市场竞争格局图：2021年中国柴油发动机市场份额图：中国工业用柴油发电机组市场份额4%4%泰豪泰豪4%2%40%44%44%泰豪7%13%资料来源：《TH公司柴油发电机组产品市场营销策略优化研究》刘文龙，《K公司柴油发电机组西南区域销售渠道策略研究》范行佳，泰豪、科勒公司内部统计数据，天风证券研究所2.2.柴发整机——全球市场加速增长，国产原装实现0-1突破表：柴油发电机市场主要企业对比公司相关生产环节主要客户销售模式营收（人民币）毛利率康明斯1919年成立于美国，是全球动力解决方案领导者，下设发动机、部件、电力系统等五个板块，发动机、发电机、控制器均可自产。原装整机；发动机、发电机、控制器、零部件IDC、金融行业、政府等整机90%为代理模式发动机：646亿发电系统：252亿（2024）—MTU隶属RR集团，前身为1899年在德国成立的重型柴机厂。早期通过柴机售后进入中国，2010年起OEM厂开始采用MTU柴机，16/20年与玉柴/科泰成立合资公司；2016年起开始销售原装机组。原装整机；发动机及零部件数据中心等对发动机品质要求较高的客户代理模式为主——卡特彼勒CAT.N卡特集团于1925年在美国成立，是世界上最大的工程机械、燃气轮机、柴油发动机企业。柴发隶属于其电力事业部，占95%以上营收。原装整机；发动机等零部件油田用机（核心）、数据中心、金融行业严格代理模式能源&交通：1960亿（2023）—科勒科勒集团1873年成立于美国，最初为农业机械生产公司，1920年进入柴发行业，柴发隶属于科勒全球动力集团。2017年后从外采发动机转为自产，中小功率段三大件全自主，大功率段自主与外采并行。年产能超10万台，中国工厂产能超6000台。原装整机、OEM整机；发动机、发电机、控制器、零部件————江西泰豪600590.SH2007年由清华大学与江西省共同创办，为多品牌OEM厂商，柴发属于公司应急产业主要业务。OEM整机军队、中低端客户、电信运营商80%以上为代理模式应急装备业务：17.9亿（2023）13.44%科泰电源300153.SZ2002年成立于中国，柴油发电机组占公司销售额90%以上，提供OEM产品，与MTU有合资工厂。OEM整机—直销占70%以上柴油发电机组：9.7亿（2023）11.51%苏美达600710.SH1997年成立，为国机集团成员，公司有环保、制造、消费、供应链四大板块；2002年成立Firman柴发品牌，提供多品牌OEM机组。OEM整机运营商、数据中心、电力、能源矿产等；非洲、东南亚客户—柴油发电机组：11.3亿（2023）12.43%潍柴重机000880.SZ1993年由潍柴控股以柴油机和发电机资产重组而成，主要提供船舶动力系统和电力解决方案。原装整机；发动机及零部件船舶、通讯、油田、医疗、数据中心等直销发动机组：10.9亿（2023）8.05%玉柴集团CYD.N1951年成立于中国，以动力系统为核心多元发展柴机、汽车、新能源等产业；16年与MTU合资建立玉柴安特优生产高端、大功率发动机。原装整机；发动机及零部件————资料来源：《K公司柴油发电机组西南区域销售渠道策略研究》范行佳，《TH公司柴油发电机组产品市场营销策略优化研究》刘文龙，《S公司柴油发电机组在中国市场的营销策略研究》纪巍，Wind，各公司官网、公告，天风证券研究所2.2.柴发整机——全球市场加速增长，国产原装实现0-1突破国产柴油机取得突破，柴发市场持续国产替代中国柴发行业主要从上世纪80年代开始发展，相对欧美发达国家较为滞后。复盘历史进程，中国柴发市场景气度上行主要由电力短缺现象推动，不同阶段的特征受到客户、供应商、技术突破影响。我们认为，随着近年来新能源开始并网、环保政策趋严、数据中心等高能耗项目建设、国产柴油机技术进步、高端客户验证，柴发市场景气度有望持续上行，国产柴发品牌有望受益。l第一次发展期：80年改革开放后中国用电量快速提高，电力基础设施较为老旧，造成全国性缺电现象，柴油发电机作为替代电源需求快速提升；l第二次发展期——外资品牌垄断：90年代广东地区出现外商投资潮，大量建设工厂，造成区域性供电紧张；外资企业对电力基础设施可靠性要求较高，且对外资品牌较为熟悉，带动柴油发电机需求增长，国际柴发头部品牌康明斯、CAT、科勒等在此时期进入中国并垄断市场；l第三次发展期——本土OEM崛起：00年代入世后中国制造业持续快速发展，东南沿海地区供电紧张，柴发需求快速增长，本轮上行期本土OEM厂获益较大，大量中国民营柴发OEM品牌成立，例如泰豪、科泰等成立于此时期；l第四次发展期——本土原装崛起：10年代左右随着大规模基础建设计划、节能减排政策，发电机组需求较大，潍柴、玉柴、上柴等国内柴油机制造商在大功率段取得技术突破，本土原装柴发品牌崛起；2024年本土原装和OEM品牌通过客户验证，开始进入数据中心市场的竞争。图：中国柴油发电机市场发展历史资料来源：《中国柴油发电机组行业市场现状与前景分析》中国电器工业协会内燃发电设备分会，《TH公司柴油发电机组产品市场营销策略优化研究》刘文龙，普华有策，GPOWER上海动力展公众号，天风证券研究所2.2.柴发整机——全球市场加速增长，国产原装实现0-1突破国产柴油机取得突破，IDC领域实现0-1突破2024年开始，国产柴油发电机组原装机厂商通过验证，开始进入大型IDC市场。根据中国移动采购招标文件，2023年及以往年度采购的2000kW高压柴发为本土OEM厂商，主要配套进口品牌发动机；而在2025年公布的中标公告中，潍柴成功中标2000kW柴发，低压订单占比70%、高压订单占比23%（根据招标规则估计）。表：中国移动柴油发电机组招标情况2024-122025低压水冷柴发2000kW50--高压水冷柴发2000kW270--2021-122022-2023高压水冷柴发2000kW（75L以上）510119,720.00235高压水冷柴发2000kW（不限排量）377,919.872142020-122021高压水冷柴发2000kW（75L以上）9025,280.002812020-042020-2021低压水冷柴发2000kW6413,657.002132019-112020高压水冷柴发2000kW（75L以上）25671,920.00281高压水冷柴发2000kW（不限排量）71,660.00237资料来源：中国移动采购与招标网，天风证券研究所柴发成本结构集中度高，上游议价能力强柴发结构简单，柴发主要由柴油发动机、发电机、控制模块三大件和其他辅助系统构成。成本结构集中，根据泰豪公司数据，柴机、发电机、控制器成本中占比分别为65%、15%、2%，合计高达82%，其他材料占10%，制造费用占8%。柴发上游为高工艺技术、高资金门槛行业，供应商较为集中。柴油机下游市场多样，发电机用途占比较小，议价能力较弱。柴油发动机供应商主要有卡特、康明斯、MTU、帕金斯、潍柴、玉柴等；发电机供应商主要有利莱森玛、斯坦福、英格等；控制器供应商主要有深海、科迈、康明斯、图：柴油发电机组成本结构2%65%图：柴油发电机结构图表：柴发三大件主要供应商开架式柴油发电机组箱式柴油发电机组资料来源：振华技术、中合华利发电机组、汇天网络、顶博动力柴油发电机公众号，动力新科公告，《TH公司柴油发电机组产品市场营销策略优化研究》刘文龙，天风证券研究所2.3.1.柴油发动机——发电用柴机快速增长，国产替代持续推进柴机组成复杂、高度耦合、成本分散冷却系统、电器系统组成，各系统由众多复杂零部件耦合而成，其中油泵、缸体、缸盖、活塞、曲轴、连杆、凸轮轴等为核心零部件，柴机厂商更多担任总成装配角色。根据新柴股份数据，柴机成本高度分散，但油泵占比高达15%，缸体占6%，其他重要零件约占2-4%。柴油机被列为中国35项卡脖子核心技术之一，技术与海外仍存差距，从而一定程度影响国产柴发机组性能。以500kW英格电机柴发为采用康明斯发动机的机组相较上柴发动机的价表：柴油发动机主要组成部分图：柴油发动机结构图图：柴油发动机成本结构注：参考新柴股份披露的2018-2020年成本结构平均值，部分零部件为自制。资料来源：重庆康明斯发动机有限公司、福建福发康明斯发动机有限公司公众号，新柴股份公告，天风证券研究所2.3.1.柴油发动机——发电用柴机快速增长，国产替代持续推进高压共轨系统为柴机大脑，国内技术仍存差距高压共轨系统是将高压燃油经高速电磁阀控制喷油器实现精确高压喷射的燃油喷射系统，具备多次喷射、精准控油、油泵-喷油器高度解耦等优势，相当于给柴油机装上了“大脑”；喷油压力可达200MPa，为传统柴机3倍，能够使燃油达到最佳雾化效果，提高燃烧效率。高压共轨系统作为集电、磁、机、液于一体的多物理场高度耦合系统，对设计制造精度要求极高，长期为欧国际高压共轨市场主要有Bosch、MAN等企业，国内主要有威孚高科、无锡油泵油嘴研究所、新风吉尔等企业和研究机构。高压共轨系统技术国内实现突破，但距离国际先进产品的喷射压力、稳定性、一致性、寿命等参数仍有一定差距。表：高压共轨系统国内外厂商对比类别性能指标公司典型产品产品特色市场应用压共轨系统150-200MPa喷射压力，可实现喷射压力模块化共轨系MCRS220MPa喷射压力，可实现喷射压力、喷油定时的灵活独立控制；CRS-11.2国内威孚机械WFMS-主要生产机械喷油泵，其中TBD234/604/620/622喷油泵采用WFMS生产；威孚长安WFCA-主要生产机械喷其中TBD234/604/620采用WFCA生产；内燃机动力研究院主要生产共轨系统，包括共轨喷油泵、电控喷油器研究所引进日本电装公司的ECD-U2高压共轨系统并与浙江大学合作开发FC泄漏结构。已积累了几十种共轨系统方案，功率范围2006年1月引进利勃海尔旗下MALI集资料来源：《船用柴油机高压共轨系统动态喷射特性研究》魏云鹏，天风证券研究所2.3.1.柴油发动机——发电用柴机快速增长，国产替代持续推进柴油机市场广阔，发电用途增速最快根据中国内燃机工业协会的数据，中国柴油机销售量大致从2017年开始进入下行通道，仅有2020/21年销量超600万台，2024年销量仅有493万台，同比-3.6%；2019-2024年我国柴机销量CAGR为-1.65%。我国柴油机销售下游应用结构中最大的依次为商用车、农用机械、工程机械，2024年占比约为40%、30%、17%。从增速来看，2020-2024年仅发电用、船用柴油机销量CAGR为正；发电用柴油机销量由18.8万台增至40.9万台，CAGR达到21.4%，占柴油机总销量比重由3%增至8%。通用0.2%发电8.3%船用通用0.2%发电8.3%船用1.2%20172018201920202021202220232024商用车39.6%乘用车3.3%3商用车39.6%乘用车3.3%3.0%25.6%28.5%14.6%19.5%工程机械17.1%51.8%39.0%3.3%4.4%7.3%20202022202421.4%-12.2%-38.9%资料来源：中国内燃机工业协会，天风证券研究所2.3.1.柴油发动机——发电用柴机快速增长，国产替代持续推进大缸径柴机价值高、利润高，国产替代持续推进大缸径柴油机是指缸径大于150mm、功率在560kW以上的柴油机，主要应用于发电机组、船舶动力领域。大缸径柴机制造难度高、附加值高，利润率高，单机价格高达数百万元，长期被卡特、康明斯、约翰迪尔、三菱等国外品牌占据。根据潍柴动力的数据，全球大缸径市场市场容量在15-20万台左右，2020年全球销量约为14万台，市场规模达1600亿元，均价约为110万元。潍柴2009年收购法国博杜安掌握大缸径发动机技术，目前已形成M33、M55型产品系列，已和全球头部柴发OEM提供配套；公司21年募资建设大缸径高端发动机实验室、大功率高速机和大缸径发动机产能，预计24年达产后大功率机、大缸径机产能分别扩充5000、2500台。根据潍柴公告与测算，2019-2022年公司大缸径产品销量由2800增至8800台，销售额由7.8亿元增至近29.5亿元，单机价值由27.9提升至33.5万元，毛利率约为40%-50%，较普通柴机高约10pct。表：潍柴M33、M55发动机参数表图：潍柴大缸径发动机销售量（台）缸数单缸气排量额定功率范超负荷功率范常用功率备用功率技术路线围（kWm）围（kWm）M336419.6575-675633-725520-600580-650电控高压共轨8426.14730-890800-975640-800700-800电控高压共轨439.21007-13501108-1500900-12001000-1320电控高压共轨452.31390-18001530-19801250-16001400-1800电控高压共轨20465.41850-20102020-22101600-18001800-2000电控高压共轨M55465.651985-24202210-27001800-22002000-2400电控高压共轨487.52500-33002750-36002250-30002500-3300电控高压共轨8800880070%50%51763447280023%0资料来源：潍柴动力官网、公告，天风证券研究所2.3.2.柴发控制器——发电机组控制中心，国内外性发电机组控制中心，国内外性能差距较小控制器是发电机组的控制系统，提供发动机的启停、数据测量、数据国内外主要柴发控制器企业有深海、丹控、众智等性能与国际头部品牌产品性能处于同等水平。我们认为，大型发电机生产企业倾向于自产控制器，如康明斯、科勒等均自行生产配套控制器，而中小型OEM厂商较为分散，为柴发控制器主要采购商。图：发电机控制器解决方案类44%类44%燃机发电控制有有有有1933年成立，主要产品发动机与发电机单机控制器、并机与保护控制器、并机与功率管理控制器等产品无有有有1991年成立，主要产品包括发动机/发电机组控制器、双燃料管理套件、通信扩展模块、监控软件等能源电力控制有有有有燃机发电控制无无无无2003年成立，主要产品包括发动机电子调速器、发电机组控制器、发动机传感器、电喷ECU、船用仪表等燃机发电控制无无无无2003年成立，发电机组控制器、双电源自动切换控制器、工程机械类用控制器、船用控制器、通机控制器等柴油发电机、混合压配电有有有有2.3.3.其他零部件——柴机零件验证周期长，我国已形成完整产业链我国已形一批具备国际突出优势的零部件企业柴油机零部件，如曲轴，需要承受较大交变负荷，对刚度、强度、精度、耐磨性、一致性等要求非常高，生产工艺复杂繁琐。因此柴油机制造商对配套零部件企业要求非常严格，供应关系建立后较为稳定，双方高度依赖，不我国柴油机零部件已形成了完备产业链，很多高附加值环节都已实现国产销售单价达千元以上，毛利率在23%-29%。我国已有一批具备全球竞争力的企业，境外收入占比较高，如天润工业曲轴客户包括康明斯、卡特、约翰迪尔等国际知名客户，2023年渤海汽车海外收入占比高达55.8%。表：柴油机部分重要零部件国内生产企业53.7%连杆成立于1995年，主营曲轴、连杆，重型60%；已具备年260万曲轴、776万连杆产能，为国内轴、中重型商用车胀断连杆企业，客户包括潍成立于1958年，主要销售产品为柴油燃--42.3%成立于1999年，主要从事活塞及组件等注：财务数据采用2023会计年度；平均资料来源：Wind，长源东谷、天润工业、威孚高科、汇隆活塞、渤海汽车公告，天风证券研究所2.4康明斯——掌握发动机核心技术，百年成就动力巨头全球动力技术领军，五大业务互相补充康明斯设计、制造、分销多元的动力解决方案，是全球动力技术龙头。公司在全球拥有超7万名员工、1万多家认证经销商、500多家分销服务网点，服务全球190多个国家和地区。2024年公司实现营业收入341.02亿美元，同比基本持平；实现净利润39.46亿美元，同比增长436.9%。公司由发动机、动力系统、零部件、新能源动力、分销服务五大相互独立、互为补充的事业部组成。根据公司公告，2024年分销服务营收占比为33%，零部件、发动机、动力系统营收占比分别为29%、26%、10%，海外收入占比为43%。图：康明斯业务板块图：2024年康明斯事业部营收占比动力系统10.3%10.3%零部件29.0%Accelera1.2%发动机26.4%分销33.4%图：2024年康明斯分地区营收占比其他国家29.3%美国56.9%印度美国56.9%中国大陆8.5%资料来源：康明斯官网、公告，Wind，天风2.4康明斯——掌握发动机核心技术，百年成就动力巨头l创业和发展期（1919-1940s）：1919年克莱西·康明斯在美国成立康明斯公司；1924-1932年康明斯通过完善柴油发动机系列型号，并通过多种方式验证和宣传柴油发动机性能；二战期间公司主要为美国、欧洲、非洲等地盟军军队生产发动机，1937年公司首次实现盈利，1947年公司在纽交所挂牌上市。l全球扩张期（1950s-1970s）：战后美国高速公路等基建大规模进行，重卡市场高速发展，60年代重卡销量下降，卡车和发动机领域不断整合。康明斯坚定将资金和精力投入柴油机，并进行全球化扩张。公司1968年斥资2300万元在哥伦布市建立研发中心；1970年代石油危机爆发、《清洁空气法案》通过，康明斯取得丰厚的技术回报。1958年开始，康明斯先后进入英格兰、巴西、印度、日本、墨西哥、中国等市场，与小松、塔塔、东风等知名企业建立合作。l并购发展期（1980s-2000s）：公司收购涡轮增压公司霍尔塞特、柴油发电机公司Onan、交流发电机公司Avk，与燃油系统公司斯堪尼亚合作，与Westport合作天然气发动机，并成立电子、排放解决方案子公司，进行纵向/横向扩展，扩充零部件、动力系统事业。l多元能源发展期（2010s-）：整合动力系统事业部、成立新能源事业部，形成五大事业部；积极布局氢能源上下游领域。图：康明斯主要发展历程22010s-2024多元能源发展时期2019：收购/投资燃料电池公司Hydrogenics、LoopEnergy2020-2021：在氢能领域与纳威达、AirProduct合作与Westport合作天然气发动机2000：康明斯发动机更名康明斯公司，旨在提供多元动力方案1919：克莱西·康明斯于美国成立康明斯391970：美国政府通过《清洁空气法案》,公司引领美国环保署标准跨美国，证明柴机性能1924-1932：先后研发2016：发电和大马力机合并为动力系统事业部1986：收购柴油发电机Onan、交流发电机Avk1962：在印度建立工厂、与日本小松合作1958：在英格兰建造首个海外工厂2014：发布首个全面可持续发展计划2017：推出全球首款电动重卡AEOS1998：整合电力系统工厂和业务资源1991：与燃油系统斯堪尼亚合资1964：进入天然气发动机领域2005：国际销售首次超过美国1985：康明斯电子子公司成立1947：康明斯公司挂牌上市2019：成立新能源事业部1993：与印度塔塔集团合作1937：康明斯公司首次盈利1973：收购霍尔塞特公司1980：在墨西哥建造工厂1950s-1970s全球扩张时期1980s-2000s并购发展时期1919-1940s创业和发展期1959：在巴西建造工厂1975：进入中国市场341/191919401960198020002005200720092011201320152017201920212023产品与业务公司发展全球化投资、新设与合作（亿美元）营业收入净利润PE资料来源：Wind，康明斯官网，康明斯中国、卡车玩家、方得网、碳索氢能公众号，天风证券研究所2.4康明斯——掌握发动机核心技术，百年成就动力巨头核心柴机技术+核心零部件，发电机组高度集成康明斯发电机前身为1920年在美国成立的Onan公司，康明斯于1992年将其完全收购。目前，康明斯电力的产品线包括柴油发电机组和代用燃料发电机组(8kVA~3750kVA）、交流发电机(0.6KVA~30,000KVA)、机组用发动机、控制系统、自动转换开关和开关柜等，广泛用于数据中心、能源矿产、交通运输、商业建筑、医院市政等领域。康明斯发电机采用一站式预集成方案ThePowerofOne，机组的主要部件全部自行设计和制造，发动机、交流发电机、数字控制器、转换开关和数字并联系统全由公司无缝集成，可靠性、供电质量高，安装简便、运营成本低、维护支持简便。图：康明斯ThePowerofOneTM发电机表：康明斯2000kW开架式发电机组参数发电机组发动机参数发电机资料来源：康明斯官网，天风证券研究所3AIDC驱动下的柴发市场：国际龙头产能偏紧，国产导入速度有望加快请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明3.1.需求侧：25-26年算力集中建设有望带动柴发需求翻倍根据我们测算，2024/25/26/27年中国智能算力规模对应智算中心功耗需配置柴加需要AIDC建设完成后才能释放，当前为AIDC集中建设期：若考虑2025-26年算力释放，则目前柴发需求达到4485台，较24年柴发需求增长138%；若考虑25-27年算力释放，对应柴发7900台，较24年需求增长320%。l算力需求：根据IDC与浪潮信息《中国人工智能计算力发展评估报告》，2024/25/26/27年中国智能算力规模达725/1037/1460/2020EFLOPS。l计算卡：根据华信咨询设计研究院《中国智算中心产业发展白皮书》，假设智算中心选用A800，单卡312TFLOPS，8卡服务器单台风冷12kW。l功率：根据我们的梳理，服务器/IT设备功耗比例为75%，数据中心PUE为1.36，柴发配置率为140%。表：中国2025-2027年柴发需求测算--服务器功耗（kW）9711058服务器/IT设备功耗比例（%）4649359IDC，浪潮信息，浪潮信息AIHPC公众号，万麟AI公众号等，天风证券研究所3.2.供给侧：国际龙头订单饱满、产能扩张，但或优先本土市场订单饱满、产能紧张：海外IDC柴发、柴机需求高增，龙头供应商普遍订单饱满、交付延迟、提升售价；产能扩张进行时：卡特彼勒正在通过增加工人数量来提高产能；康明斯预计25年底部分工厂产能翻倍，卡特预计使用4年时间将产海外需求优先：以康明斯为例，其北美收入占比高达40%，且披露的扩产工厂均为海外地区；同时，龙头厂商普遍从24/25年开始表：海外柴发龙头业务及产能情况梳理数据中心业务：动力系统