20170905-申万宏源-空天海一体化武器装备建设系列报告之三：综合电力系统及燃气轮机开启舰船动力千亿市场_34页_2mb

独家收集：综合电力系统及燃气轮机开启舰船动力千亿市场

核心内容

本报告聚焦于舰船动力系统的现状与未来发展方向，指出综合电力系统和燃气轮机是未来舰船动力系统的重要趋势。舰船动力系统作为舰船的“心脏”，对舰船的航行能力、机动性、安全性和作战性能具有决定性影响。当前，我国舰船动力系统与国外先进水平存在较大差距，但随着技术进步和“两机”专项的推进，未来舰船动力市场空间有望达到1300亿元。

主要观点

1. 舰船动力系统的重要性
   舰船动力系统是舰船的核心部分，直接关系到舰船的各项战技指标，如航速、续航力、隐蔽性、机动性等。现代舰船动力系统不仅提供推进力，还需满足舰船上的各种用电需求，具备高度定制化和多样性。

2. 动力系统分类与特点

   • 核动力系统：单机功率大，续航力强，适用于大型航母和潜艇，但成本高，体积大，技术复杂。
   • 蒸汽动力系统：适用于大型航母，但经济性较差，维护成本高。
   • 柴油机动力系统：在中小型舰船中占主导地位，具有经济性好、热效率高、维护方便等优点。
   • 燃气轮机动力系统：功率大、振动噪音低、机动性好，广泛应用于水面舰艇，如驱逐舰和护卫舰。
   • AIP动力系统：用于提升潜艇的续航力和隐蔽性，主要分为燃料电池（FC）和斯特林发动机（SE）等类型。
   • 综合电力系统：将电力系统和推进系统结合，提高舰船的推进性能、用电灵活性和舰载武器系统的兼容性，是未来舰船动力系统的优选。

3. 国内外舰船动力系统现状

   • 国外：美国、英国、日本等国已实现“全燃动力化”，并且部分水面舰艇已采用综合电力系统。
   • 国内：仍以柴油动力为主，核动力潜艇数量较少，燃气轮机应用比例较低，与国外相比存在较大差距。

4. 舰船动力市场空间
   根据美国航母编队的费用构成估算，若我国未来建立6个航母编队，舰船动力市场空间将超过1300亿元。综合电力系统和燃气轮机将成为未来舰船动力的重要发展方向。

关键信息

• 动力系统成本占比：舰船动力系统通常占研制费用的 $9% - 18%$，综合电力系统成本略高于燃气轮机动力系统，但其费效比高，能显著提升舰船的战斗力。
• 技术发展趋势：综合电力系统和燃气轮机技术正逐步成为舰船动力系统的主流，尤其是综合电力系统，其可满足未来高能武器系统上舰的需求。
• “两机”专项：燃气轮机作为“两机”专项的重点发展方向之一，将推动我国舰船动力技术的提升。
• 舰船动力系统优缺点对比：
  • 蒸汽动力：单机功率大，但经济性差、维护成本高。
  • 核动力：续航力强，但造价高昂、体积大。
  • 柴油机动力：经济性好，但单机功率受限。
  • 燃气轮机动力：功率大、机动性好，但寿命较短。
  • AIP动力：隐蔽性好，但部分技术尚未成熟。
  • 综合电力系统：提高用电灵活性，但系统复杂、可靠性有待提高。

投资建议

• 中国动力：作为舰船动力全业务龙头，未来可能继续整合中船重工集团资产，增强军品业务核心竞争力。
• 湘电股份：加速布局综合电力系统业务，与海军工程大学合作，推动军品业务发展。
• 中国船舶：旗下子公司沪东重机是国内重要的柴油机生产单位，保持行业领先地位。

风险提示

• 国防预算不达预期：可能影响舰船动力系统的研发与采购。
• 综合电力系统技术及应用发展受阻：可能影响其在舰船上的普及。
• “两机”重大专项实施进程缓慢：可能影响燃气轮机动力的发展。

图表目录（关键数据）

• 图1：舰船动力系统为全舰提供动力支持
• 图2：保证舰船推进力是舰船动力系统的主要使命
• 图3：舰船动力系统型式不断发展并丰富
• 图4：舰船动力系统由五个部分组成
• 图5：舰船推进装置主要由主机、传动设备、船舶轴系及推进器构成
• 图6：以主机型式分类，常见的动力系统类型有七种
• 图7：核动力舰艇几乎都采用压水型反应堆
• 图8：美国最新型“福特”级航母为核动力
• 图9：柴油机是目前船舶领域应用最广的动力装置
• 图10：我国的054型护卫舰即采用柴油机动力
• 图11：第一艘燃气轮机舰艇为英国的MGB2009
• 图12：美国“阿利·伯克”级驱逐舰为燃气轮机动力
• 图13：德国“214”级潜艇采用燃料电池FC/AIP系统
• 图14：“苍龙”级潜艇采用AIP类型为斯特林发动机
• 图15：综合电力系统主要由发电模块、配电模块、推进模块、输电模块等系统组成
• 图16：非综合电力系统与综合电力系统的电力负荷对比
• 图17：综合电力系统不仅提高推进性能，更可解决高能武器上舰问题
• 图18：驱逐舰以燃气动力为主，潜艇以核动力为主
• 图19：中国舰艇中柴油动力的数量占比高达 $80%$
• 图20：国内外不同舰船动力系统现状

表格目录（关键数据）

• 表1：国外采用蒸汽动力的舰船主要技术参数
• 表2：国外几种典型舰船柴油机机型主要技术参数
• 表3：全球主要燃气轮机研制单位
• 表4：舰船联合动力型式不断发展
• 表5：AIP系统主要发展出四种型式
• 表6：各种类型动力系统优缺点差异显著
• 表7：各类动力型式不同技术指标对比优劣势显著
• 表8：美国海军对舰船动力系统提出的六点要求
• 表9：美、英、法等国潜艇以核动力为主，我国仍有大量常规动力潜艇
• 表10：各国水面舰艇采用燃气轮机动力，满足功率大、航速高、续航能力强等作战需求
• 表11：我军水面舰艇仍以柴油动力为主
• 表12：核动力航母换料大修费用约占研制费用1/2
• 表13：美国海军水面舰艇大规模使用GE LM2500系列燃气轮机，大幅降低动力系统费用
• 表14：“两机”重大专项是“十三五”重点任务
• 表15：美国海军航母编队动力系统成本约占总研制费用的12.9%
• 表16：舰船动力行业重点公司估值

总结

本报告全面分析了舰船动力系统的现状、技术特点及未来发展趋势，指出综合电力系统和燃气轮机将是未来舰船动力系统的重要发展方向。当前我国舰船动力系统与国外先进水平仍存在较大差距，但随着技术突破和政策支持，舰船动力行业将迎来黄金发展期，市场空间有望达到1300亿元。建议关注中国动力、湘电股份和中国船舶等公司，以把握舰船动力市场的发展机遇。