高速发动机市场 规模与份额分析 - 增长趋势与预测 (2023 - 2030)

高速发动机市场规模价值 2023年19.83 Bn美元 预计将达到 32.26美元 到2030年时 以复合年增长率增长 2023年至2030年(CAGR)为7.2%. 高速发动机是功率评级在500千瓦以上,运行速度在1000rpm以上的先进涡轮机系统. 这些技术广泛应用于航空、海洋、石油和天然气、发电和各种工业部门。 推动市场增长的主要驱动因素包括电力需求增加、天然气勘探活动增加以及日益重视分布式发电。

高速发动机市场分为发动机类型,终端使用行业,功率评级,速度,以及区域. 按发动机类型, 燃气涡轮机 2022年部分占40%以上的最大份额。 燃气轮机是轻量级和紧凑型电力系统,广泛用于发电以及航空和海洋部门。 越来越多的燃气涡轮机用于联合循环发电厂和全世界日益增加的液化天然气贸易正推动这一部门的增长。

高速发动机市场-区域透视

• 北美: 北美是高速发动机市场中的强国,一贯推动创新和技术进步. 本区域以强劲的工业景观和大力强调研发为主。 北美市场的主要角色带头开发高性能发动机,满足从航空航天到海洋和发电等各种应用。 北美的支配地位的特点是致力于推动速度、效率和环境可持续性的界限。 更严格的排放标准导致了高速发动机的发展,不仅满足了监管要求,而且还为性能和可靠性设定了新的基准.
• 欧洲: 欧洲高速发动机市场的特点是精密工程和效率的精密结合。 该区域许多玩家利用丰富的制造遗产和工程专门知识,生产性能和耐久性都非常优秀的高速发动机。 欧洲市场主要侧重于满足严格的环境标准,同时确保最佳电力产出。 对精度的强调体现在航空航天和汽车部门,其中高速发动机发挥着至关重要的作用. 欧洲制造商带头开发尖端技术,包括先进的燃料注入系统和材料,促进了该区域在全球高速发动机市场的总体主导地位。
• 亚太:亚太地区已成为高速发动机市场中活跃且快速增长的玩家. 该区域的特点是,在不损害业绩的情况下,以成本效益高的解决办法为战略重点。 随着制造业的繁荣和基础设施项目的激增,亚太区域对高速发动机的需求正在增加。

图 1. 全球高速发动机市场份额(%),按区域分列,2023年

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分析视图点 :

全球高速发动机市场预计将在今后几年稳步增长。 市场的一个主要驱动力是,海洋、航空和石油天然气等各种终端使用行业对燃料效率的需求不断增加。 客户越来越多地寻找能提供较高功率的发动机,同时消耗较少的燃料。

另一个主要驱动因素是需要减少排放量。 各国和国际机构对发动机排放水平作出了严格的规定。 这促使OEMs投入更多资金,开发具有先进技术的高速发动机,以遵守排放规范.

然而,设计和制造高速发动机所涉及的高研发成本对市场参与者构成挑战。 研制能够经受每分钟高革命的发动机,需要在商业生产前进行广泛的测试. 由于可供选择的节能解决方案,市场也面临各种限制。

目前,亚太区域在全球高速发动机市场占主导地位,预计将继续发挥领先作用。 这可归因于中国和印度制造业和工业活动的增长。 许多国际玩家也在该地区建立制造基地,以满足当地对高速发动机不断增长的需求. 由于美国和加拿大有几台飞机发动机和海洋发动机OEMs,预计北美将稳步增长。 总体而言,高速发动机市场为公司向新兴经济体和特殊应用领域扩展提供了机会。

高速发动机市场驱动器

• 越来越多地采用燃气轮机发电: 全世界越来越多地采用燃气涡轮机发电,是推动高速发动机市场增长的关键因素。 燃气轮机可提供操作灵活性、高功率、低排放和使用不同燃料的能力等好处。 由于这些电厂的电效率超过60%,它们越来越多地用于联合循环发电厂。 例如,一家美国跨国公司GE于2022年6月宣布,东芝能源系统与解决方案公司已选择其7HA燃气涡轮机为日本奥穆塔电站增加1.4GW发电能力。 这种装置将产生对重型燃气轮机的大量需求。
• 不断增加的石油和天然气部门的勘探活动和投资: 在页岩气生产的同时,增加勘探新的石油和天然气储备的投资,有助于部署越来越多的高速发动机。 燃气轮机在上游,中游和下游油气业务中广泛用于为压缩机和泵供电. 根据国际能源机构的数据,全球石油和天然气上游投资在2022年增加了约10%,这主要是由于北美页岩的增加以及海外项目支出的增加。 这促进了采用高效和灵活的 涡轮系统。 。 。
• 涡轮冷却技术的进步: 涡轮机叶片冷却技术的增强正在提高高速发动机的效率和性能。 有效的冷却可以保护涡轮机组件免受高温影响,并允许更高的燃烧温度. 例如,GE的先进涡轮冷却系统通过涡轮叶片的内部冷却电路循环空气。 这种创新使得高速发动机能够以更高的功率和效率运行.
• 海洋部门的增长: 国际海运贸易的稳步增长和船只建造活动的增加,正在推动对高功率海洋涡轮机的需求。 根据贸发会议的估计,预计世界商船队在2021至2026年期间将以3.4%的CAGR扩展。 高速海洋发动机被用于海洋推进系统,因为这些系统能提供诸如紧凑尺寸、燃料灵活性和减少排放等好处。 这促进了它在海军舰艇、货船和客运班轮中的采用。

高速发动机市场机会

• 可再生能源的一体化: 将绿色氢和可持续生物燃料等可再生燃料纳入高速发动机提供了重大机遇。 随着对跨行业脱碳的日益重视,主要制造商正在开发能够从天然气向清洁氢气过渡的氢能涡轮机. 2021年3月,MAN Energy Solutions宣布在其MGT6400燃气轮机中成功测试氢燃烧. 利用绿色燃料的能力将提高可持续性,并对高速发动机市场前景产生有利影响。
• 通过数字化加强技术: 工业互联网对物联网(IIoT)、人工智能、三维印刷和其他数字技术的利用日益增加,为高速发动机的性能增强创造了机会。 AI允许的预测维护可以提高可靠性,而具有复杂几何图形的3D打印组件可以提高效率. 西门子能源的HL级燃气涡轮机利用数字分析来优化效率. 持续的数字化和自动化将使涡轮制造商能够更快地开发产品和定制产品。
• 可再生能源一体化: 将高速发动机与风能、太阳能、水电等可再生能源技术结合起来,开发混合型可再生能源系统,是一个重大机会。 高速发动机可以提供连续和灵活的发电,以补充可再生能源的间歇性. 例如,GE的综合水电-太阳能解决方案将水电站现代化与太阳能光电和电池储存结合起来。 涡轮机还用于有可再生能源的分布式发电。
• 部署微型涡轮机: 功率等级低于500千瓦的微型涡轮机的新兴应用提供了有希望的增长前景。 它们的紧凑体积和可伸缩性使得微型涡轮机适合分布式发电. Capstone、丰田和Ansaldo等关键角色正在这一特殊区段推出产品,供小型CHP工厂、远程电力系统和机械驱动器使用。 由于在一些地区获得能源仍然是一项挑战,微型涡轮系统将得到广泛采用。

高速发动机市场 趋势

• 开发氢气涡轮系统: 高氢气和100%氢燃料涡轮机的快速发展是一个重要的趋势. 西门子能源公司、GE公司和三菱电力公司等主要公司正在广泛设计能够燃烧氢混合燃料和纯氢的涡轮系统。 其动力是全球日益重视氢经济。 2021年,三菱动力公司在燃气涡轮机中实现了30%的氢混合比. 利用绿色氢气的能力将是一个关键趋势。
• 增加部署空气衍生气体涡轮机: 利用飞机发动机设计的空气衍生气体涡轮机的利用率不断提高是一个主要趋势。 这些因素提供了轻重量、较小的体积、较低的排放和灵活的操作等好处。 这些系统在发电,机械驱动器和石油天然气工业中发现了广泛的应用. 这一空间的主要公司包括GE,西门子,川崎重工业等.
• 涡轮涂层的进展: 持续改进用于高速发动机的热屏障涂层(TBC)和耐环境涂层以提高耐久性,效率和性能是关键趋势. 例如,Chromalloy的工程师制织工艺有助于防止涡轮机组件的氧化和腐蚀。 同时,TBC的发展重点是高温稳定性等属性. 这种涂层推进将推动涡轮系统的运行边界。
• 增加维修、保养和改装: 与工业燃气涡轮机有关的修理、维修、翻新和升级活动的增加是一个明显的趋势。 所有者的重点是提高老化资产的效率、产出和寿命。 例如,Ansaldo Energia提供升级解决方案,将GT性能提高6%至10%. 主要玩家拥有服务基础设施,可以提供零部件,修理和现代化,同时提供新的涡轮销售.

高速发动机市场限制

• 资本和业务费用高: 购买高容量燃气涡轮机所需的高资本支出,以及与维修和燃料有关的大量运营费用,构成了挑战。 建立燃气涡轮发电厂所需的巨额投资延误了新建筑。 此外,还需要熟练人员进行复杂的维修。 这些因素涉及成本和劳动力,限制了较小的最终用户的收养。
• 不断变化的排放条例: 对NOx,SOx,CO等发动机废气实行严格的排放相关规定._2个 改善空气质量是一项挑战。 制造商必须进行设计改变,以减少排放和测试遵守规定的情况。 这增加了准备时间,影响了大规模生产。 尽管存在排放控制技术,但世界各地不断演变的条例增加了参与者遵守规定的成本。
• 供应链中断: COVID-19大流行病暴露出全球供应链的脆弱性和后勤障碍依然存在。 由于高速发动机是重型设备,运输造成了问题. 本地化的封锁和港口拥堵导致生产延误. 俄罗斯-乌克兰冲突也限制了原材料供应。 这种供应链的不确定性在一定程度上限制了生产量。

高速发动机市场-最近的发展

新产品启动 :

• 2022年3月,任,. 日内瓦 宣布推出其7HA.03燃气涡轮机,在联合循环发电厂提供64%的效率. 新涡轮机提高了灵活性、可靠性,降低了发电机的排放量。

• 2023年2月13日,,阳县城. Cummins Inc. (英语). 披露了2026年前在北美推出X10发动机的计划,即燃料不可知性系列的下一个迭代. 作为X引擎家族的一员,这一引擎在战略上被设计为双重角色,取代了L9和X12两种机型. 其独特的多用途性使它适合广泛的应用,包括中等和重型使用。

采购和伙伴关系:

• 2022年11月,劳斯莱斯与英国皇家空军(RAF)和工业合作伙伴合作,为开创性的成就提供特伦特700高速发动机. 这涉及到进行100%的可持续燃料飞行,这是一架规模庞大的军用飞机的历史性首次飞行,也是英国任何飞机类型的首次飞行——一架空中客车A330的军事变体。
• 2022年2月,跨国公司Cummins收购了Altra Industrial Motion Corp的子公司Jacobs车辆系统公司(JVS). JVS是一个著名的供应商,专门从事发动机制动、气瓶停用、起止和热管理技术。 这一战略收购使Cummins能够创新和发展尖端技术,促进现有和先进柴油机平台的增长。
• 2022年1月,任,. 毛线 引进了一系列投产发动机,为新的Cat C2.8和C3.6工业动力装置(议会联盟)揭幕. 这些发动机拥有高度一体化的设计,精简了工程和安装过程,节省了宝贵的时间。 C2.8的收视率最高为55 kW(74 hp),收视率为24:00 rpm,而C3.6的收视率最高为100 kW(134 hp),收视率为2200 rpm.

图 2. 全球高速发动机市场份额(%),按发动机类型分列,2023年

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高速发动机市场上的顶级公司:

• 日内瓦
• 西门子
• 劳斯莱斯
• 川崎重工业
• MAN 能源解决方案
• 瓦齐拉
• 三菱重工业
• 哈尔滨涡轮公司
• 太阳涡轮
• 安萨尔多·埃纳吉亚

定义: 高速发动机指的是先进的涡轮机系统,如燃气涡轮机,蒸汽涡轮机,液压涡轮机,以及以1000rpm以上的高转速和500kW以上的功率评级运行的回转发动机. 这些技术用于发电、石油和天然气勘探、航空、海洋和机械驱动的各种工业应用。 高速发动机提供了高功率密度,燃料效率,操作灵活性和减排等好处. 这一市场的主要角色制造工业燃气涡轮机,空气衍生燃气涡轮机,海洋涡轮机和蒸汽涡轮机,用于发电,海洋推进,气体压缩,并为各种设施中的大型泵和压缩机提供动力.

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