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文档简介
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|冷却塔行业多场景共振,数据中心场景打开成长空间——冷却塔专题报告2
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6核心观点
➢冷却塔需求稳步增长
,技术路线逐步演进升级。冷却塔是能源与工业系统的关键散热设施,市场需求具备稳定性。广泛应用于火电、石化、冶金、核电和数据中心等环节,确保生产装置稳定运行。全球冷却塔市场规模稳步提升。2024年规模约42.7亿美元,预计2033年达74.6亿美元,年复合增长率6.39%,增长来自传统市场改造和新兴场景扩张。➢➢产业链结构完善,上中下游分工明确。行业上游涵盖机电设备、钢铁材料、化工材料及其他配件;中游为冷却塔制造商;下游需求遍布石油化工、能源电力、钢铁冶金等重工业,以及食品轻工、纺织工业、空调制冷等民用或商业领域。技术路线以湿式为主,节水趋势下新方案加快渗透。
湿式塔效率最高但水耗大;干式塔节水但效率不足;干湿结合塔在效率和节水之间平衡,耗水量仅为传统湿式的20%左右,未来渗透率将提升。
➢传统行业稳定支撑
,新兴应用快速增量。主要场景:火电、石化、冶金与核电提供稳定需求。
火电方面,2024年全国装机14.44亿千瓦,占比44%,改造与升级推动冷却塔需求;石化方面,炼油能力达9.56亿吨/年,大型基地需上百台冷却塔,环保压力推动闭式塔应用;冶金方面,吨钢耗水量高,闭式塔替代湿式塔趋势明显。➢
➢新兴场景:数据中心:算力扩张、液冷普及,冷却塔为终端散热环节不可或缺。核电:冷却塔为高效运行的关键散热保障。数据中心算力扩张加速,液冷方案强化冷却塔作用。数据中心能耗攀升,PUE相关政策推动绿色发展,冷却系统是能效优化核心。全球算力快速增长,PUE成为数据中心能效核心指标,政策推动冷却系统向高效、绿色方向发展。冷却系统能耗占比40%左右,2030年部署在企业内的边缘计算节点将接近1000万个
,散热压力持续上升。➢液冷逐步成为主流,冷却塔在系统中价值提升。
液冷比风冷更高效节能,一次和二次侧高效热交换驱动液冷数据中心PUE下降与能效优化;其中冷却塔是数据中心液冷冷却系统的核心设施。市场规模快速扩张。
QYResearch测算,2024年全球数据中心冷却塔市场为34.7亿美元,预计2031年达67.8亿美元,年复合增长率10.9%。
➢核电建设向内陆拓展,核聚变研发催生冷却需求。核电向内陆延伸,冷却塔技术升级。内陆核电建设推动冷却塔向节水、低噪、生态友好方向升级,广东廉江项目采用超大型高位集水海水冷却塔。➢➢聚变安全清洁可控,能量释放规模巨大。核聚变具有燃料丰富、废物半衰期短、安全性高等优势,单次反应释放能量为化学反应百万至千万倍。中科院与中核两大体系推动中国核聚变发展,国内聚变产业化加速。
BEST总装预计2027建成并在全球范围首次演示聚变能发电;
CFEDR定位从实验验证转向工程示范,实现功率大于1000兆瓦;“星火一号”项目预计2030年建成并实现100兆瓦持续电力并网。核聚变能源市场扩张带动冷却塔空间。2024年融资规模达71亿美元,呈明显加速态势,2018-2024年新增公司数量超过此前总和,行业快速扩张。冷却塔为冷却系统的重要组成部分,市场空间有望快速增加。
➢相关标的海鸥股份是国内冷却塔龙头企业,新兴场景打开成长空间。研发体系完善且技术积累深厚,已通过FM认证;产品性能卓越满足多元需求,成熟业务体系支撑全球客户服务。数据中心、核电及未来核聚变冷却塔需求打开新空间,存在向高端市场渗透的潜力。其他相关标的:冰轮环境:提供温控系统方案,核岛制冷机经验丰富,氦气压缩机入选能源首台套;高澜股份:拥有完整数据中心液冷产品矩阵,参与国家“人造太阳”EAST项目;克莱
特:在手订单5.77亿元,数据中心离心风机唯一入选国家节能目录,核电订单1.41亿元;华电科工:建成国内首座钢结构冷却塔,新签4.04亿元格尔木项目;➢
风险提示:
冷却塔产业发展不及预期的风险;数据中心项目推进不及预期的风险;
测算数据与实际数据存在偏差的风险;
相关标的业绩不及预期;研报使用的信息存在更新不及时风险。2冷却塔下游场景众多,需求稳步增长12目传统行业稳定支撑,新兴应用打开市场空间录3
数据中心算力扩张加速,液冷方案强化冷却塔作用C
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S4核电建设向内陆拓展,核聚变研发催生冷却需求5
相关标的冷却塔1.1
冷却塔需求横跨工业与民用场景,主要应用开式塔
冷却塔是一种通过冷却剂流(通常是水流)冷却到较低温度将废热排斥到大气中的装置。可以利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽,蒸汽挥发带走热量来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置,以保证系统的正常运行。或者仅依靠空气将工作流体冷却到接近干球空气温度使用散热器。按照应用场景可以分为工业冷却塔和民用冷却塔。民用塔一般为大型中央空调的循环水冷却装置。工业塔是现代工业企业循环冷却系统的重要装备,用于工业冷却水的冷却。
冷却塔按塔内空气与循环冷却水的接触与否,分为开式塔与闭式塔。开式塔是目前应用最广、类型最多的一种冷却系统。开式冷却塔是通过水与空气的直接接触,同时由风机带动冷却塔内气流流动,从而达到蒸发冷却的目的。循环水移走工艺介质或换热设备所散发的热量后成为热水,热水进入冷却塔后和空气直接接触,大部分热水得到冷却后,再循环使用。闭式冷却塔一般无填料,核心部件为盘管,需冷却介质在管内流动,与环境空气在塔内进行间壁换热。图1:冷却塔分类图2:冷却塔及其内部填料结构:智研咨询,中泰证券研究所:《冷却塔冷却技术的应用与优化》,中泰证券研究所4冷却塔市场空间1.2
冷却塔需求稳步增长,需求、政策与技术创新共驱冷却塔市场增长
冷却塔需求稳步增长,以6.39%的年复合增长率增长。据
Grand
View
Research
数据,2024
年全球冷却塔市场规模估算约
42.724
亿美元,预测至
2033
年将达到
74.591
亿美元,2024-2033期间年复合增长率达约
6.39%,冷却塔市场具有中速增长趋势。此外,在蒸发冷却塔子市场中,GMI
预测其
2024–2032
年复合年增长率在
4.6%
左右,也显示传统湿式冷却依然具有持续市场空间。未来若数据中心、核电、聚变等新兴场景的大规模开花,这一基础增长率有可能被推高。
需求、政策与技术创新共驱冷却塔市场增长。在工业生产、商业设施与电力行业持续扩张的背景下,冷却塔市场呈现稳定增长态势。能源产出提升与制造工艺升级不断强化对高效散热解决方案的需求,成为核心驱动力。与此同时,节水与热排放管理相关政策加速了先进冷却技术的应用普及。技术端则通过智能监控、低维护材料等手段提升运行效率和可靠性,使冷却塔逐步成为绿色化、可持续基础设施升级的重要环节。图3:2024-2033年冷却塔市场规模(亿美元)8070605040302010020242025E2026E2027E2028E2029E2030E2031E2032E2033E:grand
viewresearch,中泰证券研究所5市场格局1.3
全球市场由跨国巨头主导,国内企业逐步突围
全球冷却塔市场长期由跨国巨头占据主导。美国斯必克(SPX)
、巴尔的摩空气冷却系统(BAC)、益美高(Evapco)等国际巨头在冷却塔市场形成垄断。
国产化窗口期加速打开,国内企业在冷却塔市场竞争格局中逐步突围。我国冷却塔市场起步阶段外资占据主导,美国SPX、BAC、日本斯频德等国际厂商通过在华建厂和本地化服务迅速占领高端市场,形成长期技术与品牌优势。然而,在全球经济放缓、国际关系紧张的背景下,行业进入“国产化”战略窗口期,海鸥股份、元亨科技等代表性本土厂商凭借成本、产能与快速响应优势加快成长,逐步打破外资垄断,形成较为突出的市场地位。在中低端市场,行业集中度仍低,厂商众多,竞争激烈,但随着下游客户对产品效率、稳定性和服务质量的要求不断提高,未来集中度有望提升,本土龙头也具备向高端渗透的潜力。图表4:我国冷却塔行业主要产商分布地图:
智研咨询,中泰证券研究所6产业链1.4
上游材料与部件决定成本,中游设备制造实现产业价值
冷却塔行业的稳定发展依赖于上游原材料与核心部件供应链的有力支撑。
行业上游涵盖机电设备(如风机、水泵)、钢铁材料(构成塔体)、化工材料(如填料、水处理药剂)及其他配件。这些基础原材料和关键设备的品质、价格及供应稳定性,直接决定了中游冷却塔制造商的生产成本、技术水平和产品性能。
中游冷却塔制造企业的市场竞争力体现在下游应用领域的渗透能力上。冷却塔的下游需求遍布石油化工、能源电力、钢铁冶金等重工业,以及食品轻工、纺织工业、空调制冷等民用或商业领域。这种广泛的应用场景意味着市场需求多元化且韧性较强。对于中游的海鸥股份、联丰、科锋等企业而言,其技术研发、产品定制化能力以及市场开拓的成效,直接取决于能否精准满足这些下游行业在节能、环保、可靠性等方面的苛刻要求。图5:冷却塔产业链:智研咨询,中泰证券研究所7技术路线1.5
湿式与干式各有优劣,干湿式有望成为新兴场景重要选择
湿式与干式冷却塔因散热原理不同,在效率、耗水及成本上各有优劣,其应用取决于水资源与环保要求。湿式冷却塔通过水与空气直接接触蒸发散热,效率高但耗水量大,并可能引起水雾和腐蚀问题;其冷却极限为空气湿球温度。干式冷却塔则通过换热器进行显热交换,基本无水量消耗,适合缺水地区,但冷却效率较低,且初始投资高昂,造价可达湿式塔的4至6倍。湿式冷却塔应用广泛,而干式冷却塔适用于特定缺水或环保严苛的场景。
干湿式冷却塔在节能环保与水资源约束背景下加速渗透,未来有望成为新兴场景的重要选择。该类型冷却塔将干式与湿式相结合:干区采用空冷器或翅片管进行显热散热,湿区利用淋水填料强化蒸发散热,实现双重换热。通过空气调节装置灵活控制气流分配,不仅提升了整体冷却效率,还可在冬季减少湿区进气量以降低结雾风险。同时,空气混流装置能将干区与湿区的热湿空气均匀掺混,使出口空气温湿度一致,有效避免可见雾气团,兼顾节水与运行稳定性。其耗水量仅为传统湿式冷却塔的约
20%,在水资源紧缺或对环保要求更高的场景具有广阔应用前景。图6:冷却塔示意图干式冷却塔湿式冷却塔干湿式冷却塔8:中国特种设备安全与节能促进会,《湿式冷却塔消雾节水技术及其评价方法综述》,中泰证券研究所冷却塔下游场景众多,需求稳步增长1目录传统行业稳定支撑,新兴应用打开市场空间23数据中心算力扩张加速,液冷方案强化冷却塔作用C
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核电建设向内陆拓展,核聚变研发催生冷却需求5
相关标的下游应用场景多样2.1冷却塔市场下游应用场景多样,传统行业需求与新兴场景协同增长
冷却塔的应用下游可分为主要场景和新兴场景两大类。主要场景包括石化、冶金等传统工业和以火电为代表的电力行业,这些领域对循环水冷却几乎是刚性需求,构成了冷却塔市场的稳固基底。即便新增装机增速放缓,替换、节能改造及运维需求仍能支撑整体市场规模。
新兴场景则以数据中心和核电为代表。对于能耗巨大的数据中心而言,通过利用自然冷源实现自然冷却可以降低整体能耗。目前,冷却塔供冷广泛应用在数据中心,且已经取得了显著成效。发展内陆核电是我国核电发展的方向,而内陆核电必然采用冷却塔。整体来看,冷却塔市场呈现“传统场景稳定、替换持续+新兴场景快速增量”的格局,为行业投资提供了清晰的增量逻辑和多元化机会。图7:冷却塔市场下游应用场景:中泰证券研究所10主要场景2.2
火电行业:电力需求支撑冷却塔刚需,更新改造带来增量
火电厂高效运行依赖冷却塔,其是保障发电系统的关键散热装置。冷却塔是火电厂电力生产过程中的核心设施,通过水与空气的流动接触进行冷热交换,利用蒸汽挥发带走热量,实现蒸发散热、对流传热和辐射传热,有效散去工业生产中产生的余热,确保电厂系统持续稳定运行。国家能源局数据显示,2024年全国火电装机容量达14.44亿千瓦,新增装机5314万千瓦,同比增长3.8%,占全国总装机容量的44.14%。这一庞大的存量与增量市场,为冷却塔行业创造持续市场空间。
电力结构发生变化,冷却塔改造优化带来增量。十四五期间,我国电力结构发生较大变化,为最大限度消纳光伏、风电等新能源产生的电力,火电机组占比逐年下降,截至
2024年上半年,火电机组占全国总发电装机容量已降低至45.76%。为了适应当下局面,火电机组节能降耗迫在眉睫,通过在冷端做文章能起到良好的节能改造效果。对湿冷机组的冷却塔进行优化改造,可有效提升冷却塔换热效率,投入产出比较高。从而进一步促进冷却塔市场扩张。图表8:2024年底中国发电装机容量图表9:改造后冷却塔性能曲线图装机容量(万千瓦)同比增长16000050%45%40%35%30%25%20%15%10%5%1400001200001000008000060000400002000000%火电太阳能发电风电水电核电:国家能源局,中泰证券研究所:《火电机组湿式冷却塔节能提效研究》,中泰证券研究所11主要场景2.2
石化行业:循环冷却支撑炼化需求稳定,产能扩张带动冷却塔需求
循环冷却水系统是石油炼制行业稳定运行的核心支撑,其通过高效的资源循环利用显著提升了生产可持续性。冷却塔作为循环水系统的关键组成部分,直接关系到水资源节约、设备稳定和污染控制。例如,采用循环水系统后,炼厂新鲜水取用量可减少60%-80%,同时设备故障率降低30%-40%,维修周期延长1-2年,确保了蒸馏塔等关键设备温度控制在适宜范围(如从100℃以上降至40℃),从而保障了产能的连续输出和环境污染的减少。
持续增长的炼化产能与成品油需求为冷却塔系统带来了广阔的市场空间。我国庞大的炼化基数和对国内能源的保障需求依然强劲,原油一次加工能力已从2023年的9.25亿吨/年增长至2024年的9.56亿吨/年,增长了3.33%。这一增长得益于多个大型炼化一体化项目的落地,如裕龙石化、镇海炼化一体化基地二期项目等。我国千万吨级以上炼厂规模庞大且遍布全国,国有与民营并存,推动循环水处理系统需求持续增长,为冷却塔提供了广阔的市场空间。图10:石油石化行业循环冷却水系统示意图:岛津在线监测,中泰证券研究所12主要场景2.2
冶金行业:冷却塔护航冶金工艺,节水与定制化驱动市场扩容
冷却塔是冶金工业循环水系统的核心环节,为高温生产工艺提供不可或缺的降温保障。核心作用体现在对高炉、转炉、连铸及轧钢等关键设备的高效冷却,防止设备过热损坏并维持介质恒温,从而确保产品质量与生产安全。例如,生产1吨钢约需消耗20-50吨水,冷却塔通过循环利用极大减少了水资源浪费,而闭式冷却塔更以其封闭设计有效解决了传统开式系统易结垢、堵塞和杂质侵入的行业痛点,实现了“不结垢、无蒸发、维修便捷”的稳定运行,成为高炉冷却等环节的升级标配。
在绿色转型与产能优化背景下,冷却塔技术持续向高效节水与定制化方向演进,市场空间与系统需求同步扩容。从趋势看,随着冶金行业对节能环保要求的提升,闭式冷却塔因其节水率高、防污染性能强、运行成本低等特点,正逐步替代开式系统,成为行业升级的重要方向;空间分析上看,冷却塔的应用已覆盖从炼铁(高炉炉体)、炼钢(电炉氧枪)到轧钢(连铸机二冷区)及辅助系统(空压机、制氧站)的全流程,且随着冶金产能的持续释放与设备冷却需求的精细化,适配不同场景(如耐腐蚀、大流量、防堵塞)的冷却塔系统拥有广阔的市场前景,元亨科技企业产品在武钢、五鑫铜业等众多冶金项目中的广泛应用体现了这一点。图表11:元亨科技冷却塔13:中冶有色技术平台,中泰证券研究所新兴场景2.3
数据中心:算力扩张带动冷却需求,节能与液冷趋势推动冷却塔应用
数据中心算力持续扩张,带动冷却需求。数据中心算力正以前所未有的速度持续扩张,直接带动了对高效冷却系统的强劲需求。全球AI算力预计到2030年将增长近390倍,增速远超摩尔定律。与此同时,AI芯片功耗正快速提升,CPU设计功耗已达300W,GPU达500W,而NVIDIA最新AI芯片B200的TDP已超过1000W,Intel下一代AI加速卡功耗更将达到1500W。随着单机柜平均功率在2025年有望达到25kW,算力密度的急剧增加使得散热需求持续扩张,带来了冷却需求的规模性扩大,为冷却系统创造了广阔的市场空间。
节能与液冷趋势推动冷却塔应用。在“双碳”宏观形势下,政府部门对数据中心
PUE(电能利用效率)监管日益趋严,且算力的快速增长和芯片的性能提升将带来高密数据中心的规模出现,常规风冷模式已无法满足服务器散热需要,液冷技术迎来广阔的发展机遇及市场空间。因此,在数据中心PUE政策持续趋严与液冷技术加速渗透的双重驱动下,冷却塔作为实现高效散热的必需环节,其市场发展空间极为广阔。图表12:数据中心浸没式液冷解决方案14:CHINA-DC,中泰证券研究所新兴场景2.3
核电:冷却塔保障核电安全运行,规模化发展带动技术升级
冷却塔是核电站热力循环中的关键散热设施,其高效稳定运行直接关系到整个核电站的发电效率与安全。
根据核电站工作原理,在占据主流的压水堆和重水堆核电站中,核反应堆产生的热量通过一回路传递至蒸汽发生器,进而驱动二回路的汽轮发电机组。在此过程中,做功后的蒸汽(乏汽)必须在冷凝器中重新凝结为水,而冷却塔的核心使命就是为这一过程提供持续的冷源。
中国核电产业的规模化与高速发展,为包括冷却塔在内的关键配套技术带来了广阔的应用场景和持续的技术升级动力。截至4月27日,我国商运核电机组已达58台,总装机容量超过6000万千瓦,加之核准在建的44台机组,总规模已跃居世界第一。如此庞大的在运和在建装机容量,意味着对高效、可靠的冷却系统存在着巨大且持续的需求。同时,我国已形成涵盖“华龙一号”、“国和一号”等三代压水堆技术,以及具有四代特征的高温气冷堆、模块化小堆“玲龙一号”的多元化技术格局。图表13:核电站原理图:国际电力网,中泰证券研究所15冷却塔下游场景众多,需求稳步增长1目录传统行业稳定支撑,新兴应用打开市场空间23数据中心算力扩张加速,液冷方案强化冷却塔作用C
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核电建设向内陆拓展,核聚变研发催生冷却需求5
相关标的数据中心冷却系统3.1
数据中心功率密度激增,对散热提出更高要求
为确保服务器在安全温度下可靠工作,数据中心须依赖冷却系统进行散热。数据中心冷却系统可以分为室外一次侧和室内二次侧。➢
一次侧系统由室外散热设备、循环水泵、定压补水装置、水处理装置和管路等部件构成,它的冷源采用机械制冷系统和自然冷却系统,以响应二次侧末端不同的温度需求。➢
二次侧系统由换热冷板、冷量分配单元和循环管路、冷源等部件构成。二次侧液体回路是由冷量分配单元到机架,通过循环管路和IT设备连接,然后再通过循环管路返回冷量分配单元。
数据中心功率密度激增,对散热提出更高要求。目前风冷是数据中心最广泛使用的散热方式,通过向机房输送低温冷空气,降低服务器等设备运行产生的热量。但随着算力的快速增长和芯片的性能提升,常规风冷模式已无法满足服务器散热需要。液冷系统利用二次侧冷却液在机柜内吸收设备热量,并通过CDU内的换热器将热量传递给一次侧冷却液,一次侧冷却液通过室外冷源最终将热量释放到大气环境中,完成散热。因为液体的热传导能力是空气的1000倍以上,所以液冷散热效率更高,更能满足数据中心散热需求。图表14:地板下送风组织架构图图表15:液冷系统通用架构图:《数据中心冷却技术发展综述》,中泰证券研究所:《数据中心液冷散热技术及应用》,中泰证券研究所17液冷是未来发展趋势3.2
算力需求扩张,PUE相关政策收紧与成本驱动液冷成为未来发展趋势
全球数据中心规模持续扩张,算力需求十年百倍增长。根据年,全球通用计算算力将达到3.3ZFLOPS(FP32);
AI算力需求激增,2030
年将达到864
ZFLOPS(FP16)。全球数据中心产业正进入新一轮快速发展期,预测,未来三年内,全球超大型数据《智能世界2030》报告预测,2030中心数量将突破1000
个,并将保持快速增长;同时,随着自动驾驶、
智能制造、元宇宙等应用的普及,边缘数据中心将同步快速增长,根据第三方预测,2030年部署在企业内的边缘计算节点将接近1000万个。
在严格的PUE政策要求与持续增加的运营成本压力双重驱动下,液冷成为未来发展趋势。政策层面,国家明确要求到2025年新建大型数据中心PUE需降至1.3以下,而“东数西算”枢纽节点标准更为严苛,东部不超过1.25、西部不超过1.2。成本因素成为推动能效提升的关键经济驱动力:数据中心作为“能耗大户”,其总用电量已占全社会用电量的3%,其中制冷系统能耗占比高达24%以上,是最大的运营成本项之一。在政策与成本的双轮驱动下,液冷技术成为未来发展趋势。图表16:全球通用计算总量预测(ZFLOPS)图表17:AI计算总量预测(ZFLOPS):《智能世界2030》,中泰证券研究所:《智能世界2030》,中泰证券研究所18液冷是未来发展趋势3.2
算力需求扩张,PUE相关政策收紧与成本驱动液冷成为未来发展趋势
数据中心散热技术正经历从风冷到液冷的关键转型。随着AI芯片功耗的持续攀升,例如英伟达GB200超级芯片已达2700W,传统风冷方案在40–60kW/机架的功率密度下已接近散热极限,难以满足高密度计算设备的冷却需求。而液冷凭借液体导热能力远超空气的天然优势,不仅能实现单芯片3-5倍的散热效率提升,更能将数据中心PUE降至1.02-1.2的低水平。与此同时,尽管液冷初期投资较高,但其在运行阶段可显著降低40%的制冷能耗,使得全生命周期成本优势凸显,加速了其在高密度算力场景中的规模化渗透。谷歌、微软和Meta等科技巨头已率先在大型数据中心规模化部署液冷解决方案,不仅验证了其技术可行性,也推动了产业链成熟与成本优化,进一步加速了液冷对风冷的替代进程。图表18:不同制冷方式比较图表19:冷板式液冷系统:《中国智算中心现状及液冷技术应用展望》,中泰证券研究所:ferro
tec,中泰证券研究所19冷却塔为液冷系统核心设施3.3
冷却塔是数据中心液冷冷却系统的核心设施,配置需求上升
冷却塔作为数据中心液冷冷却系统的核心设施,配置需求上升。冷却塔作为液冷系统一次侧的核心设施,其作用在于传导一次侧冷却介质(如冷冻水、乙二醇溶液)的热量,将来自二次侧(CDU或液冷机柜)的热量排散至大气。➢
无论采用间接接触型(冷板式)还是直接接触型(浸没式、喷淋式)液冷方式,冷却塔均是实现整体热循环闭环的关键设备,其配置规模与重要性随液冷渗透率显著提升。➢
在冷板液冷的高温供回水策略下,全年自然冷源利用占比提高,冷却塔运行时长与出力占比提升。➢
当室外温度较高时,需要机械制冷的协同运行,主要采用冷却塔自然冷却与蒸发冷却等复合系统,冷却塔仍是关键设施。
液冷技术在数据中心的快速普及,对冷却塔提出了更高要求。为充分释放液冷降耗潜力,冷却塔需实现三方面升级:一是提升单塔换热能力,以适应高温供液条件与全年自由冷运行需求;二是强化系统控制与智能化集成,实现液冷、CDU与冷却塔的动态协同;三是优化运行策略,兼顾节能与废热回收,推动数据中心由“被动散热”向“主动能效管理”转变。图表20:冷却塔供冷系统直接供冷系统间接供冷系统20:《数据中心冷却系统研究及应用进展》,中泰证券研究所冷却塔成本构成3.4
材料工艺决定基础价格,系统配置与服务决定最终报价
基础价格:材料与核心部件是关键。塔体材质是成本基石,玻璃钢价格最低,仅为不锈钢、镀铝锌板的一半。核心部件中,冷却盘管材质决定寿命与成本,T2
紫铜管、不锈钢管性能优且寿命长,碳钢管需镀锌以延长使用;风机叶片(不锈钢比普通材质贵
30%-40%)、水泵品牌(如赛莱默与普通品牌价差显著)也会拉大价格差距。
最终报价:附加服务与系统配置起主导作用。售后服务直接关联成本,三年质保与五年质保对应不同报价;喷淋系统、税费、运输费用也需计入最终价格。系统类型差异更大,闭式冷却塔因双循环系统与全封闭设计,购置成本远高于开式冷却塔,通常是后者的
3-5
倍。图表21:冷却塔构造示意图:造价有数,中泰证券研究所21数据中心冷却塔空间3.5
全球冷却塔市场稳步增长,数据中心扩张驱动需求扩张
全球数据中心冷却塔市场已形成可观规模,并呈现稳步增长趋势。根据QYResearch调研数据,2024年全球数据中心用冷却塔市场规模已达到34.71亿美元,预计到2031年,该规模将攀升至67.75亿美元,期间年复合增长率预计将保持在10.9%的较高水平。
市场增长的核心驱动力直接来自于全球超大规模数据中心的持续扩张与大型化趋势。
根据SynergyResearch
Group的最新数据,到
2024
年底,超大规模提供商运营的大型数据中心数量增至
1,136个,在过去五年中翻了一番。同时,随着新开放设施的平均容量持续攀升,运营中的超大规模数据中心的总容量在不到四年的时间内就翻了一番。全球超大规模数据中心的总体容量再次翻番将在不到四年的时间内实现。每年将有
130-140
个超大规模数据中心稳定上线。这一由全球主要云和互联网服务公司推动的基础设施建设浪潮,是拉动高性能、高价值冷却塔需求最直接、最根本的动力。图表22:2024-2031年全球数据中心用冷却塔市场规模(亿美元)8070605040302010020242025E2026E2027E2028E2029E2030E2031E:QYResearch,中泰证券研究所22冷却塔下游场景众多,需求稳步增长1目录传统行业稳定支撑,新兴应用打开市场空间23数据中心算力扩张加速,液冷方案强化冷却塔作用C
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核电建设向内陆拓展,核聚变研发催生冷却需求5
相关标的核电建设4.1核电建设向内陆拓展,超大型海水冷却塔实现技术升级
核电场景升级正推动冷却塔技术向更严苛的水量、噪音与生态约束方向发展。随着中国核电建设逐渐从沿海向内陆延伸,冷却系统需应对水资源节约、噪声控制和生态保护的更高要求。广东廉江核电项目1号机组冷却塔作为国内首个超大型高位集水海水冷却塔,示范了“二次循环+高位集水”技术路径。该技术以海水替代传统直流冷却的“直取直排”,通过冷却塔实现热量向大气释放,排水温度接近自然海水(最大月温升不足2℃),远低于国家4℃温排水标准,显著降低对海洋生态的影响。这一成功实践为未来内陆核电开发提供了可复制的环境友好解决方案,有望在沿河或水资源敏感区域推广。
核电建设提速与冷却技术升级在廉江核电项目中得到集中体现,超大型海水冷却塔的顺利到顶标志着我国核电冷却系统进入新阶段。该塔高218.7米、淋水面积达两万平方米,主体完工后全面进入塔内构件安装。其采用的二次循环冷却技术将排水量降至传统直流方案的约四十分之一,噪声比常规冷却塔降低4–8分贝;高位集水设计使循环水泵扬程降低12.7米,年节电量达600万度,并间接提升发电效率。同时,基于超大型冷却塔国家重大专项的110余项专题研究,该塔可抵御最强台风,实现了安全韧性与生态友好的协同增强,为核电大规模建设提供了技术保障。图表23:法国
ChinonB配备薄型强制通风冷却塔图表24:广东廉江核电项目1号机组冷却塔:EDF/Marc
Mourceau,中泰证券研究所:核闻天下,中泰证券研究所24核聚变是终极能源形式4.2
可控核聚变是人类终极能源,产业化进程加速
可利用的核能除了核裂变、还有核聚变的能源形式。核能源于原子核发生变化时产生的质量损失,可利用的核能主要有核裂变、核聚变两种释放方式:核裂变是指重元素的原子核分裂为较轻元素的原子核并释放出能量的过程,常用铀-235作为反应燃料;核聚变是质量较轻元素的原子核互相聚合形成较重元素的原子核并释放能量的过程,常用氘氚作为反应燃料。相对于核裂变,可控核聚变具有能量密度大、燃料丰富、清洁安全等显著优势。
核聚变能源是未来终极能源,是大国博弈的核心战略方向。聚变能源对包括但不限于工业制造、人工智能、深空探索都意义重大。可控核聚变是国家核心战略,自上而下推动产业发展。因此核聚变是中美博弈核心方向,且全球投入加速。图表25:核裂变与核聚变对比图表26:聚变堆主循环原理示意图比较维度燃料核裂变核聚变主要使用铀-235、钚-239等放射性元素,需要
主要使用氘和氚作为燃料。氘可从海水中提通过采矿和精炼获得。取,氚可通过锂在反应堆中与中子反应生成。氘:每升海水含约0.03克氘,全球海水中氘的总量约为40万亿吨,足够人类使用100亿年。铀:全球已探明储量约为792万吨,大约能使用90年。燃料储量氚:现成氚的唯一来自重水裂变反应堆,全球CANDU反应堆的氚产量约为每年20公斤,后续可通过锂-6进行反应生成。氘-氚聚变为1g氦放出的热量相当于11.2t
标准煤。能量密度
1g铀裂变放出的热量相当于2.6t
标准煤。产生的放射性废料寿命相对较短,处理相对容易,但反应过程中会产生高能中子,对材料有辐照损伤。产生长寿命的放射性废料,需要长期管理和存储。辐射性:WorldNuclearAssociation,新浪财经,ITER,《核裂变与核聚变发电综述》,中泰证券研究所:《我国磁约束核聚变能源的发展路径、国际合作与未来展望》,中泰证券研究所25核聚变是终极能源形式4.2
可控核聚变是人类终极能源,产业化进程加速
核聚变技术路线百花齐放,环形与直线形装置备受关注。环形装置通过长脉冲环形磁场约束,使核燃料沿磁场方向螺旋运动而不接触器壁,能够实现稳态持续发电。代表类型有托卡马克、仿星器等,更适合GW级集中式电厂,满足城市或国家电网需求。全球在运、在建和规划的聚变装置有168个,托卡马克及仿星器这种环形装置是核聚变实现的主流方案,合计占比63%。
全球核聚变项目加速推进,中美领跑。中国以国家主导,主攻托卡马克;美国以私企主导,多元化布局核聚变路线。国内托卡马克聚变项目持续推进,迎来密集招标期。中科院系有BEST、CFEDR,中核系有中国环流三号、“星火一号”项目。BEST总装于2025年5月启动,预计两年后建成并在全球范围首次演示聚变能发电;CFEDR定位从实验验证转向工程示范,实现功率大于1000兆瓦;中国环流三号(HL-3)今年国内首次实现原子核、电子双亿度运行,综合参数跃居国际前列,挺进燃烧实验阶段;“星火一号”项目预计2030年建成并实现100兆瓦持续电力并网;中国聚变公司首次公开亮相,拟在上海建设“环流四号”高温超导装置。图表27:BEST与中国环流三号:可控核聚变,中泰证券研究所26主流方案对冷却塔需求明确4.3
冷却塔为核聚变关键装置,市场空间随聚变扩张增长
核聚变产业迎加速发展,冷却塔环节有望受益。近两年全球投入力度加大,2024年融资规模达71亿美元,呈明显加速态势,2018-2024年新增公司数量超过此前总和,核聚变产业化加速推进。核聚变路线中托卡马克、仿星器、激光惯性约束聚变这三种聚变路线合计占全球聚变路线71%,核聚变反应产生的大量热量,需要借助冷却塔来实现热量的最终排放。
冷却塔是核聚变装置冷却系统中不可或缺的关键部件。以ITER项目为例,总投资约220亿美元,其中设备费用占86%,冷却系统占总投资约5%,冷却塔为冷却系统的重要组成部分。类似的DEMO商业示范堆也采用相同冷却架构。这表明冷却塔是核聚变堆不可或缺的基础设施,其技术性能直接关系到聚变反应的安全性与效率。核聚变冷却系统需求确定,越早参与供应的公司有望占据先发优势。目前核聚变产业目前处于从0-1阶段,大量实验堆规划拉动聚变领域冷却系统需求。冷却塔为冷却系统的重要组成部分,市场空间有望快速增加。图表28:全球聚变类型分布图表29:ITER项目成本结构磁体真空室内部真空室建筑电源和配电加热及电流驱动系统其他辅助系统诊断、控制和数据采集
冷却系统激光约束5%8%6%7%28%17%仿星器17%托卡马克46%7%8%其他29%8%14%Fusion
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Energy,FUSDIS,中泰证券研究所:未来智库,中泰证券研究所:27冷却塔下游场景众多,需求稳步增长1目录传统行业稳定支撑,新兴应用打开市场空间23数据中心算力扩张加速,液冷方案强化冷却塔作用C
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核电建设向内陆拓展,核聚变研发催生冷却需求5
相关标的相关标的5.1
海鸥股份:国内领先冷却塔厂商,收入与利润稳步增长
海鸥股份在国内冷却塔市场占据领先地位,营收和利润连续增长。2024年全年实现营业收入约
16
亿元,较上年增长约
16
%;归母净利润为约
0.96
亿元,同比增长13
%。这一增长趋势在2025年上半年得以延续,上半年实现营业收入7.75亿元,同比增长约
20
%;归母净利润为0.35亿元,同比增长约
25
%,盈利增速超过营收增速,反映出公司经营质量的优化。截至2025年6月30日,公司在手订单总计33.76亿元,为未来业绩提供了坚实保障。
主营业务结构优化,境内境外市场同步发展。从产品结构看,常规冷却塔是公司的收入基石,2024年收入达9.51亿元,占主营业务收入近六成。节能环保型产品表现亮眼,开式消雾塔收入同比大幅增长203.57%,显示出公司在高端、高附加值产品市场的突破。从市场区域看,公司境内外业务均衡发展,2024年境内收入
8亿元,境外收入7.97亿元。其中,境外业务毛利率为38.99%,高于境内业务的20.53%,凸显了公司强大的国际竞争力和海外业务的优异盈利能力。图表30:2020-2025H1海鸥股份营收及净利润图表31:2024年海鸥股份主营业务构成传统冷却塔安装调试服务降噪塔闭式冷却塔冷却塔配件制氢设备及配件空分配件和其他配件1.69%消雾塔冷却塔技术改造水处理剂营业收入(百万元)归母净利润(百万元)归母净利润同比增长(%)营业收入同比增长(%)开式综合环保塔其他业务18001600140012001000800600400200045%40%35%30%25%20%15%10%5%0.51%
0.17%0.13%2.24%2.46%1.91%4.88%6.21%9.14%59.46%11.21%0%-5%-10%2020A2021A2022A2023A2024A2025H1:iFinD,中泰证券研究所:iFinD,中泰证券研究所29相关标的5.1
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