电力设备行业市场前景及投资研究报告：国内外算力需求关注AIDC柴发、天然气内燃机

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2026年05月05日机

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告电力设备深度：国内外算力需求爆发，关注AIDC柴发、天然气内燃机投资机会报告摘要随着智算集群等级提升及电网限电政策趋严，数据中心备电需求显著增加，柴油发电机市场同步扩容。此外，受限于燃气轮机产能紧缺及交付延期，叠加波峰波谷调峰需求，响应速度更快的天然气内燃机有望成为主电新核心方案。天然气内燃机与柴油发电机同属内燃机技术，核心差异在于燃料由柴油替换为天然气。➢

1下游需求：CSP资本开支高景气，算力卡TDP及产能大幅扩张背景下，数据中心场景中新增负载大幅上行且持续上修；•国内外csp资本开支指引同比高增，海外CSP方面，2026年资本开支合计指引超6000亿美元，同比超67%；国内csp方面，2026年资本开支指引亦同步大幅上行；•单卡功耗及高端算力卡供给同步上行，美国电力峰值负载持续上修，2030年新增负载预测从2022年开始上修近6倍至166GW；➢

2中端结构：海外供给瓶颈叠加推理渗透下调峰需求旺盛，内燃机场景从备电延申至主电；•••主电：燃气轮机交期延长，叠加主电调峰需求，天然气内燃机成为承接主电订单的核心方案之一；备电：数据中心备电标准提升叠加ERCOT、PJM负载削减政策，数据中心备电比例有望进一步上行；根据弗若斯特沙利文的预测，内燃机板块的电力设备需求占比约54%，

2025-2030年间预期复合增速达23%；➢

3海外主流供应商交期持续延长，供需紧缺背景下，内燃机组供应商迎出海机遇：➢

4投资建议：负载需求在推理渗透过程中持续扩张，叠加当前数据中心电力自建等政策变化推动，主备电需求同步扩张。海外电力设备产能紧缺，燃气轮机及内燃机产品交期分别延至2030年、2028年，国内供应商有望凭借交付效率优势获出海机遇：•••内燃机组OEM环节：建议关注泰豪科技、科泰电源、苏美达、潍柴重机、长源东谷等；发动机环节：建议关注潍柴动力、玉柴国际、动力新科等；发动机零部件环节：建议关注天润工业、中原内配、银轮股份、艾可蓝等。风险提示：下游需求不及预期风险；市场竞争风险；贸易壁垒加剧风险；市场拓展节奏不及预期21下游需求：CSP资本开支高景气，算力卡TDP及产能大幅扩张，驱动数据中心新增负载持续高增3oYmVqWfZdYkW8YoPqR6M9R7NnPnNpNoQlOrRnQiNnNqN9PnPoOvPpOxOwMqMyQ数据中心场景需求测算：国内外互联网Capex及指引大幅上行CSP2025年国内外CSP资本开支高增。其中，海外谷歌、亚马逊、meta和微软，资本开支合计约3844.61亿美元，同比68%；国内腾讯和阿里，资本开支合计约2029.56亿人民币，同比36%。➢

海外CSP方面，2026财年谷歌、亚马逊、meta和微软的资本开支合计指引超6000亿美元，同比超67%，其中：•

谷歌的母公司Alphabet预计2026年资本开支区间在1800-1900亿美元之间，相较年初的1750-1850亿美元中枢上调50亿美元，同比2025年增长102%，并预计2027年的资本支出将比2026年显著增加。•

亚马逊预计资本开支将在2000亿美元左右，同比52%。资金将主要投入其云服务部门AWS，用于建设AI基础设施、开发定制芯片（如Trainium系列）以及扩展全球数据中心网络。•

Meta预计2026年资本开支区间在1250-1450亿美元，相较年初的1150-1350亿美元中枢上调100亿美元，同比增长87%。•

微软预计2026财年资本开支同比增速将高于2025财年，其中2025财年资本开支同比增速59%。2026年自然年来看，全年资本开支将达到1900亿美元，同比增长61%。➢

国内CSP方面，2026年资本开支指引亦显著高增，其中：➢

腾讯2025年资本开支约为792亿美元，其中在AI产品上的投入约为180亿元，2026年该数字至少翻倍。➢

2025年2月，阿里提出三年投入超3800亿元用于AI和云基础设施的投资框架，2025年已投入1238亿人民币，未来仍有近2600亿人民币可投。谷歌、亚马逊、meta和微软的资本开支阿里、腾讯的资本开支7,000.06,000.05,000.04,000.03,000.02,000.01,000.00.02,000.01,500.01,000.0500.00.0FY2020FY2021FY2022FY2023FY2024FY2025FY2026EFY2020FY2021FY2022FY2023FY2024FY2025谷歌（亿美元）亚马逊（亿美元）meta（亿美元）微软（亿美元）腾讯（亿人民币）阿里巴巴（亿人民币）信息：ifind、腾讯新闻等4注：微软财年从前一年Q3开始，第二年Q2结束，如2026年财年对应2025H2至2026H1；阿里财年从上一年Q2开始，第二年Q1结束，如2026财年对应2025Q2至2026Q1。数据中心场景需求测算：随着单卡功耗上行，数据中心新增主、备电负载持续增长随着单卡功耗上行、高端算力卡产能瓶颈缓解，新增负载持续上修。根据gridstrategy，2030年的电力峰值负载在过去3年持续上修至166GW，其中90GW来自数据中心需求。➢

随着单卡功耗上行、国内外高端算力芯片供给持续扩张，数据中心新增负载预期持续上修：•

晶体管数量直接决定芯片性能的“天花板”，因此虽然制程工艺优化提升了能效比，但当前算力高度紧缺背景下厂商往往将这部分红利转化为更高的性能，而不是降低功耗，因此芯片的峰值功耗（TDP）依然在不断突破上限。•

此外，国内外高端算力卡的产能扩张亦在加速推进，台积电的COWOS先进封装总产能将在年初基础上再扩产150%，相较2025年底提升超过3倍。➢

根据gridstrategy的数据，美国新增负载到2030年将达到166GW，其中大部分数据中心负载集中在德州：➢

根据FERC已收到的项目预测，2030年的峰值负载于2022年的24GW上调至2025年的166GW，其中数据中心负载约为90GW；➢

负载增长的区域集中，6个区域占据了五年增长总量的80%，其中数据中心负载多集中于ERCOT、PJM、MISO等区域的电力管理机构，对当地电网将形成进一步挤压。英伟达近年GPU的单卡功耗趋势北美数据中心主、备电新增负载测算160014001200100080060040020005信息：gridstrategy、nv官网产品白皮书等2

中端结构：受海外供给瓶颈及推理调峰需求驱动，柴发扩容，燃气内燃机成主电方案之一6逻辑一：燃气轮机在手订单持续累积，

“主电调峰”下主电需求外溢至天然气内燃机“电费保护承诺”政策推动主、备电需求同比例上行，燃气轮机供应商产能紧缺，部分主电需求或外溢至天然气内燃机：燃气轮机主流供应商产能紧缺，在手订单持续累积，季度收入远低于新增订单：➢➢西门子gasservice部门，截至FY2026Q1在手订单累积至600亿欧元，相较FY2025Q1的490亿欧元，同比增长22%；三菱重工energysystem部门，截至FY2025Q3在手订单累积至65908亿日元，相较FY2024Q3的49782亿日元，同比增长32%；➢

GEV的power部门，截至FY2025Q4在手订单累积至944亿美元，相较FY2024Q4的734亿美元，同比增长29%。推理渗透加速后，token调用的波峰波谷趋势更为显著，天然机内燃机将受益于其较高的响应速度，作为调峰主力成主电标配：➢

推理上量后，由于人类活动的昼夜节律（如工作时段集中办公）叠加AI智能体（Agent）任务的脉冲式爆发（瞬间多轮交互），导致算力需求不再是平稳直线，而是呈现出剧烈的潮汐效应与瞬时尖峰，天然气内燃机将凭借其更高的响应速度，成为数据中心主电调峰需求的标配；➢

瓦锡兰天然气内燃机成为主电方案：2025年7月，瓦锡兰使用15台瓦锡兰18V50SG天然气内燃机发电机组，直接为数据中心提供总装机容量282MW的负载。瓦锡兰数据中心项目天然气内燃机组样图西门子

gasservice、三菱重工

GTCC、GEVpower部门新增订单及季度收入2024Q1

2024Q2

2024Q3

2024Q4

2025Q1

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2025Q3

2025Q4FY2024Q2

FY2024Q3

FY2024Q4

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FY2025Q3

FY2025Q4

FY2026Q1西门子新增订单完成订单/收入3753365052624888（亿欧元)2227272829313131FY2023Q4

FY2024Q1

FY2024Q2

FY2024Q3

FY2024Q4

FY2025Q1

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FY2025Q3602.5三菱重工

新增订单完成订单/收入358.1534.4246.9386.1307836.2525.6(十亿日元）198.3177.6187.2218.1207.8196.8230.5235.5FY2024Q1

FY2024Q2

FY2024Q3

FY2024Q4

FY2025Q1

FY2025Q2

FY2025Q3

FY2025Q46.2GEV（十亿美

完成订单/元）

收入新增订单555.26.67.17.811.744.54.25.44.44.84.85.77信息：西门子、三菱重工、GEV官网、瓦锡兰官网产品白皮书等天然气发电机：“奥托循环

”为核心原理天然气内燃机（GasEngine）是一种以天然气（或页岩气、生物质气）为主要燃料，通过内部燃烧将化学能转化为机械能，进而驱动发电机产生电能的中小型动力设备。整套机组通常由天然气发动机、交流同步发电机、控制系统、燃气供应与调压系统以及冷却系统组成。天然气内燃机组的原理，天然气内燃机的工作过程由进气、压缩、膨胀做功、排气四个冲程组成，但其点火方式与柴油机有显著区别➢

进气：活塞下行，进气阀开启。与柴油机仅吸入空气不同，天然气机通常在进气歧管内将天然气与空气按比例混合后吸入气缸（或通过预燃室喷射）；➢

压缩：进、排气阀关闭，活塞上行压缩混合气。由于天然气的自燃温度较高，且为了防止“爆震”，其压缩比通常低于柴油机（一般在

9:1至

12:1之间）；➢

膨胀：当活塞运动至接近上止点时，由火花塞（SparkPlug）产生电火花点燃混合气（点燃式），气体剧烈燃烧膨胀，推动活塞下行，通过连杆机构驱动曲轴旋转；➢

排气：活塞再次上行，排气阀打开，将燃烧后的废出，完成一个工作循环。汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用“电磁感应”原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。天然气发电机原理内燃机发电机组图8信息：有驾、玉柴招股说明书等断电将导致硬件损坏，随着模型层数及参数量增长，权重重新写入导致服务器恢复延迟数据中心断电将导致硬件层面物理损伤、训练数据缺失，同时随着模型层数及参数量非线性增长，模型权重加载时间同比例增长，模型冷启动延迟或权重重载均会导致服务恢复时间远长于断电时间。断电导致算力硬件物理层面损伤：➢

电力恢复瞬间，成百上千台服务器的电源供应单元（PSU）会同时尝试给内部电容充电，这会产生高达正常运行电流3-5倍的浪涌电流。会导致内部电容、电感加速老化，严重者甚至会导致电路板熔断或元器件击穿。断电导致训练阶段数据丢失、推理阶段服务瘫痪时间长于电力恢复、负载均衡下或引致模型全域瘫痪：➢

训练阶段将导致训练回退及进度丢失：由于意外中断（如断电），模型无法恢复到中断前的最新状态，只能从上一次保存的检查点（Checkpoint）重新开始训练，从而导致检查点间隔缺失。➢

推理阶段将导致冷启动延迟：推理层面，规模定律下，模型复杂度提升，模型层数、参数量及其对应权重指数型增长。服务器断电重启后，模型各层权重需要从硬盘读取并重新写入显存，从而导致服务器恢复慢于电力恢复。➢

负载均衡：当前全球算力供给紧平衡，均衡算法下，各节点紧密耦合，单一节点出现问题会导致全局模型崩溃。以阿联酋数据中心故障为例，作为全球数据交换的“咽喉点”被打断，导致负责身份验证和流量调度的控制面失联，进而引发全球服务因无法通过认证和路由而陷入瘫痪。9信息：CSDN、nv官网技术博客等逻辑二：数据中心标准提升叠加ERCOT、PJM政策，数据中心备电比例有望进一步提升数据中心标准当前国内要求A级，海外要求tier4，备电比例趋势性上提；同时，随着数据中心负载持续增长，ERCOT、PJM要求接入市电部分紧急状态下需要随时削减负荷，有望推动现有接入市电部分的数据中心新增备电冗余比例

。数据中心当前国内要求A级，海外要求tier4：➢

我国现行数据中心设计规范及相关标准主要为《数据中心设计规范GB50174-2017》，其中根据数据中心等级（A/B/C级），数据中心常用柴油发动机功率基本上在1000KW到3000KW之间，目前在中国主流的数据中心基本上是1800KW和2000KW的机组功率，以及10%的峰值负载冗余配置。➢

全球数据中心主流认证是美国公司UptimeInstitute制定的Tier标准，当前新建数据中心标准以tier4为主，每年最长停电时间不超过30分钟，主流柴油发动机的功率大概在3000KW的机组功率，N+1架构下冗余比例亦在10%。ERCOT、PJM要求接入市电部分紧急状态下需要随时削减负荷：➢

ERCOT：对于新接入的75兆瓦（MW）及以上的大型负载（如大型数据中心或加密货币矿场），ERCOT实施了强制性规定。在电网出现紧急情况（如极端高温导致供需失衡）时，这些用户必须按照指令或装远程控制系统削减负荷。这不再是可选项，而是并网的前提条件。➢

PJM：接入市电的数据中心负载，必须接受更早、更优先的负荷削减。也就是说，一旦系统有压力，你是第一批被拉闸的。这是一种“用可中断性换取接入速度”的商业契约。国内数据中心主备电标准柴油发电机组图等级数据中心类型每年最长停电时间（h）发电机组功率考虑供电设备冗余情况数据中心等级市电配置柴油发电机配置UPS配置其他要求A级（容错型）双路独立市电需配置，燃料储备

2N或N+X≥12小时连续运行需求任一路电源故障时仍能满负荷运行Tier4具有多条在用路径，提供最强的容错能力。0.4COP持续功率或PRP基本功率*70%所有电源设备2N冗余Tier3Tier2Tier1具有多条路径，

1.6但只有一条在用路径COP持续功率或PRP基本功率*70%变压器和发电机组N+1冗余配电组件2N冗余B级（冗余型）C级（基础型）单路市电单路市电需配置N+1允许部分设备短时中断具有冗余组件，

22.7但采用单一路径。ESP紧急备用功率设备容量N+1冗余无强制要求有无采用单一路径，

28.8没有冗余的部件。ESP紧急备用功率N，且可无UPS或发电机组10信息：《数据中心设计规范GB50174-2017》、华经产业研究院等柴油发电机：“狄塞尔循环”为核心原理柴油发电机组是一种小型发电设备，系内燃机的一种，指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般包括柴油机、发电机、控制系统、冷却系统等结构件。柴油发电机组的原理，简而言之就是柴油机驱动发电机运转。其中，柴油机工作原理主要包括进气、压缩、做功及排气四个冲程。➢

进气：在汽缸内，活塞下行，进气阀打开，空气被吸入气缸；➢

压缩：活塞上行，进/排气阀关闭，空气被压缩至高温高压状态（压缩比高达15：1-22：1），温度可达500-700度；➢

膨胀：喷油器将柴油雾化喷入高温气缸，柴油自燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，通过曲轴将直线运动转为旋转机械能；➢

排气：活塞上行，排气阀打开，将燃烧后的废出气缸，为下一个循环吸入新鲜空气做准备。汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用“电磁感应”原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。柴油机原理柴油发电机组图11信息：重康动力、银河电气等国内柴油机规模稳定在500万台左右，格局偏竞争，CR3约为41%柴油机总销量2020-2025年间略有波动，2025年柴油机出口受到国内互联网大厂出海带动同比约72%；多缸柴油机2025年供给格局偏竞争，CR3约为41%。➢

柴油机国内销量方面，2020-2025年间，由634.1万台下滑至512.61万台，五年间复合增速约为-4%。2021年7月1日重柴排放标准实施，各大厂家为了赶上国五标准末班车进行了大规模促销，一定程度透支了之后一段时间的市场需求，同时“双碳”目标的持续推进推动新能源商用车渗透，叠加一些宏观因素影响，柴油机的销量在2020-2022年由634万台下滑至428万台。2023年后受到数据中心发电等细分市场带动，柴油机整体需求规模修复至500万台左右水平。➢

柴油机进出口数据方面，进口数据相对稳定，2020-2025年复合增速约3%；出口数据受到国内互联网大厂出海东南亚带动，2024/2025年出口量增速分别为17.7%/71.5%。➢

柴油机供给格局方面，多缸柴油机2025年供给格局偏竞争，CR3约为41%，其中：潍柴19.54%、玉柴13.29%、云内8.56%、全柴8.09%、新柴6.04%、东康5.36%、江铃4.98%、新动力科技4.29%、福田康明斯4.16%、蜂巢动力4.15%。2020-2025年柴油机总规模及进出口数据2025年多缸柴油机供给格局700600500400300200100030%20%10%0%-10%-20%-30%-40%2020A2021A2022A2023A2024A2025A潍柴动力江铃汽车玉柴集团云内动力安徽全柴浙江新柴其他企业东风康明斯柴油内燃机销量（万台）出口数量（万台）进口数量（万台）yoy（柴油内燃机销量同比增速

右）新动力科技

福田康明斯

蜂巢动力12信息：中国内燃机工业协会等国内发电需求2020-2025年间复合增长率超20%，数据中心场景是发电需求的核心驱动发电是柴油机下游增速最快细分，数据中心则是发电用发动机的核心增长驱动。➢

柴油机下游需求结构方面，发电和船用2020-2025年复合增速分别为20.42%和14%。其中下游需求占比方面，商用车/农机/工程机械/发电/乘用车/船用/通用/园林等分别为39.8%/29.5%/16.5%/9.3%/3.4%/1.2%/0.2%/0.1%，2020-2025年间复合增速分别为-9%/-1%/-2%/20.42%/-4%/14%/-32%/132%（低基数）。➢

全球发电用发动机市场中，2024年柴油发电用发动机占整体发电用发动机市场规模的80%，预计2025-2030年间数据中心领域需求为核心增长驱动。其中下游需求占比方面，数据中心/分布式电站/基础设施/其他分别为54%/13%/5%/29%，2025-2030年间预期复合增速分别为23%/10%/8%/7%。柴油机下游应用场景占比2020-2023年，全球发电用发动机市场规模及下游应用拆分100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%1601401201008060402002020A

2021A

2022A

2023A

2024A

2025E

2026E

2027E

2028E

2029E

2030E2020A乘用车2021A2022A工程机械2023A2024A2025A数据中心（十亿元）

分布式电站（十亿元）

基础设施（十亿元）

其他（十亿元）商用车农机船用发电园林通用13信息：中国内燃机协会、弗若斯特沙利文等内燃机产业链：发动机占比最高，天然气发电机成本结构更优发电机组成本拆分发电机组成本中，发动机占比高达65%，在BOM结构中占比最高，机头多样化有望有效优化其成本控制能力：2%➢

发电机组成本构成，包括发电用发动机（65%）、发电机（15%）、控制系统（18%）、其他（2%);➢

发电机组供应商包括：潍柴、玉柴等；OEM环节供应商包括：泰豪科技、科泰电源、苏美达等；18%15%65%电动机发电机控制系统其他上游中游下游终端应用应用场景数据中心分布式电站基础设施…核心部件核心部件发电用电动机其他组件供应商发电机发电机组集成商开发设计结构集成安装调试…燃油供给系曲轴统ECU（电控单元）…关键材料控制系统高性能特种有色金属…钢14信息：玉柴招股说明书等3

海外主流供应商交期持续延长，供需紧缺背景下，内燃机组供应商迎出海机遇15逻辑三:海外主流燃气轮机供应商订单排期至2030年，国内内燃机组供应商迎出海机遇当前主电燃气轮机排期至2030年，备电柴油发电机的排期亦已到2028年，海外主流内燃机的供应商产能紧缺，国内供应商有望凭借制造及交付效率优势实现内燃机产品出海。主电方面，燃气轮机订单累积，叠加推理负载调峰