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中航军工研究总结：综合电力系统与舰船动力发展

核心内容

综合电力系统是舰船动力系统的第三次革命，将机械推进系统与电力系统以电能形式整合，为舰船提供更高效、更安静、更灵活的动力解决方案。该系统在军用和民用领域均有广泛应用，是未来舰船发展的主要方向之一。

主要观点

1. 技术发展：综合电力系统已发展至第二代，采用中压直流电网结构，相比第一代在发电、输配电、储能、能量管理等方面有显著提升。
2. 军用优势：军船对安静性、机动性、安全性要求高，同时对高能武器的使用需求提升，综合电力系统具备良好的适应性，成为海军大国的重要发展方向。
3. 市场前景：美国海军未来30年计划建造404艘舰艇，其中大量将采用综合电力系统，预计市场空间较大。我国军船市场未来10年预计市场空间在366亿至681亿人民币之间。
4. 民船应用：综合电力系统在民船领域因经济性、操作性、空间利用率等优势增长迅速，我国正逐步向高技术船舶产业迈进，为综合电力系统带来良好发展基础。
5. 高能武器适配：综合电力系统为电磁弹射器和高能武器（如电磁轨道炮、高能激光武器）提供了必要的电力支持，是未来高能武器上舰的关键技术支撑。

关键信息

• 综合电力系统组成：包括发电、输配电、储能、推进、变配电与能量管理六个分系统。
• 技术优势：相比传统机械推进系统，综合电力系统在经济性、安静性、机动性、安全性、空间利用率、信息化等方面有显著优势。
• 国际格局：ABB和通用电气是全球综合电力系统的主要供应商，其中ABB在民用领域领先，通用电气在军民两方面均有布局。
• 市场测算：美国军船综合电力系统未来5年市场空间约为89亿美元，我国军船市场未来10年约为366亿至681亿人民币。
• 军船发展：我国“十三五”期间海军舰船发展迅速，未来“十四五”将继续推进“走向深蓝”，综合电力系统有望成为军船动力系统的重要组成部分。
• 电磁弹射器：作为综合电力系统的重要应用，电磁弹射器在航母上使用，相比蒸汽弹射器在弹射能力、可靠性、适装性等方面有显著优势。
• 高能武器：如电磁轨道炮和高能激光武器，对电力需求高，综合电力系统为其提供了稳定的电力支持，成为未来舰船武器系统的发展方向。
• 重点标的：湘电股份和中国动力是目前涉及综合电力系统的两家主要上市公司，分别在军民两方面具备较强的竞争力和市场潜力。

市场分析

• 美国市场：未来5年军用综合电力系统市场空间约为89亿美元，占总舰船预算的60.31%。美国海军30年造舰计划中，综合电力系统将广泛应用于大型舰艇。
• 中国市场：未来10年军用综合电力系统市场空间预计在366亿至681亿人民币之间，取决于年增长率。民船市场正在向高技术船型发展，综合电力系统在其中具有广阔前景。
• 国际竞争：ABB和通用电气在综合电力系统领域占据主导地位，我国在中压直流综合电力系统方面已有一定成果，具备国际竞争力。

应用方向

• 电磁弹射器：适用于航母舰载机起飞和隐蔽短跑道起飞，具有高能效和低维护成本的优势。
• 高能武器：如电磁轨道炮和高能激光武器，依赖于综合电力系统的高功率和瞬时供电能力，是未来舰船武器系统的重要发展方向。

建议关注标的

• 湘电股份：传统船用电工装备领军企业，具备综合电力系统和电磁发射系统核心技术，产品涵盖电机、电控、特种产品及备件等，2021年特种产品及备件类业务营收增长显著。
• 中国动力：军品民品齐发力，主营业务覆盖全部主流动力系统类型，2021年营收和归母净利润均有增长，具备较强的市场竞争力。

风险提示

• 技术风险：综合电力系统尤其是第二代技术在制造和应用上仍面临一定挑战，如中压直流电网的稳定性问题。
• 市场风险：军船和高能武器的发展仍受国家政策和国际局势影响，市场波动可能影响需求。
• 竞争风险：国际上ABB和通用电气占据主导地位，国内企业面临较大竞争压力。

图表目录

• 图表1：船舶综合电力系统组成
• 图表2：船舶综合电力系统分系统作用及组成装置
• 图表3：综合电力推进技术在关键领域的优势
• 图表4：第一代与第二代综合电力系统在各分系统的不同
• 图表5：综合电力系统在海军方面使用的大事件一览
• 图表6：中压直流综合电力系统国内外发展情况对比
• 图表7：美国海军30年造舰计划
• 图表8：美国海军30年造船计划舰船种类分布（数量）
• 图表9：美国DDG（X）驱逐舰设计草案
• 图表10：Azipod®系统产品优势
• 图表11：高冰级（high ice class）Azipod®系列情况
• 图表12：7.6-22MW功率Azipod®系列
• 图表13：1-7.5MW Azipod®系列
• 图表14：通用电气的电推系统示意图
• 图表15：通用电气电推船电网络情况
• 图表16：美国海军哥伦比亚级潜艇各系统造价及占比
• 图表17：我国船厂三大造船指标载重吨口径的情况及变化
• 图表18：我国船厂三大造船指标修正载重吨口径的情况变化
• 图表19：电磁发射技术分类
• 图表20：电磁/蒸汽弹射器各项性能对比
• 图表21：电磁弹射器分系统
• 图表22：电磁轨道炮相关重大事件
• 图表23：电磁炮结构原理图
• 图表24：美国高能激光武器HELIOS假想图
• 图表25：美国LaWS激光武器上舰
• 图表26：湘电产品情况
• 图表27：湘电股份定增预案情况
• 图表28：湘电集团主要下辖主业单位
• 图表29：中国动力2017-2021营收情况
• 图表30：中国动力2017-2021归母净利润情况
• 图表31：公司近年费用管理能力保持平稳
• 图表32：2021年H1各项业务营收中化学动力领域占比最大