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_33页_2mb

舰船动力系统行业分析总结

核心内容概述

本报告分析了舰船动力系统的应用现状、技术特点、未来发展方向及市场空间，重点探讨了国内外舰船动力系统的差距及我国舰船动力技术的发展前景。报告指出，舰船动力系统是舰船的“心脏”，直接影响舰船的性能与作战能力。

主要观点

• 舰船动力系统的重要性：舰船动力系统是舰船推进和能源供应的核心，其性能直接影响舰船的航速、续航能力、机动性和作战效能。
• 动力系统分类：舰船动力系统主要包括核动力、蒸汽动力、柴油机动力、燃气轮机动力、联合动力及综合电力系统等类型，每种系统都有其特定的应用场景和技术特点。
• 国内外差距：目前我国舰船动力系统整体水平与国外相比仍有较大差距，尤其是在核动力潜艇和燃气轮机动力水面舰艇方面，我国仍以柴油机动力为主。
• 综合电力系统的优势：综合电力系统具有高费效比、提高舰船生命力、机动性和操控性等优势，是未来舰船动力发展的主流方向。
• 市场空间：预计未来舰船动力市场空间可达1300亿，随着“两机”重大专项的启动和综合电力系统的研发进展，相关行业将迎来黄金发展期。

关键信息

国内外舰船动力系统现状对比

• 潜艇：

  • 国外：美国、英国、法国等国普遍采用核动力，如“俄亥俄”级、“洛杉矶”级核潜艇。
  • 国内：仍有大量常规动力潜艇服役，如“明”级、“宋”级、“元”级等，主要采用柴电动力。

• 水面舰艇：

  • 国外：美国、日本等国基本实现“全燃动力化”，主要采用燃气轮机动力。
  • 国内：水面舰艇仍以柴油机动力为主，仅有少量新型舰艇采用燃气轮机动力。

动力系统成本与性能

• 成本占比：舰船动力系统一般占研制费用的 $9% - 18%$，其中综合电力系统成本略高于燃气轮机动力，但费效比更高。
• 性能差异：
  • 核动力：续航能力强，但成本高，需大量燃料，维护费用高。
  • 燃气轮机：功率大、机动性强，但需复杂结构和高成本材料。
  • 综合电力系统：提高舰船的推进性能、用电灵活性和战斗力，是未来舰船动力发展的方向。

未来发展方向

• 燃气轮机：作为“两机”重大专项的一部分，燃气轮机动力将得到重点发展。
• 综合电力系统：我国已取得突破性进展，未来有望覆盖大中小吨位各类舰艇，提升舰船战斗力和作战效率。

投资建议

• 中国动力：舰船动力全业务龙头，未来或将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，促进军品业务发展。
• 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投入和市场拓展。
• 综合电力系统技术及应用发展受阻：技术瓶颈可能延缓其在军用舰船上的应用。
• “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速度。

图表目录（摘要）

• 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：舰船动力系统的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：舰船推进装置由主机、传动设备、船舶轴系及推进器构成
• 图6：舰船动力系统主要分为七种类型
• 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”级潜艇采用斯特林发动机AIP系统
• 图15：综合电力系统由发电模块、配电模块等组成
• 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：综合电力系统提高推进性能并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：国内外舰船动力系统现状对比
• 图21：英国海军45型驱逐舰为燃气轮机综合电力系统
• 图22：美国DDG-1000级驱逐舰亦采用综合电力系统
• 图23：美国“尼米兹”级航母核动力装置总研制费用58亿美元
• 图24：美国“福特”级航母总研制费用达129亿美元
• 图25：美国“海狼级”攻击核潜艇核动力系统占比 $11%$
• 图26：新一代“弗吉尼亚”级攻击核潜艇核动力系统占比约 $18%$
• 图27：DDG51级驱逐舰动力系统仅占单舰研制费用的 $9%$
• 图28：“自由”级濒海战斗舰采用罗·罗MT-30燃气轮机
• 图29：“独立”级濒海战斗舰使用LM2500系列燃气轮机
• 图30：DDG1000驱逐舰综合电力系统总价1.8亿美元
• 图31：海军工程大学马伟明院士团队攻关综合电力系统关键技术
• 图32：海军工程大学研制三代集成供电系统
• 图33：中美舰船总吨位差距显著
• 图34：中国舰船平均吨位仍有较大上升空间
• 图35：2016年公司化学动力营收占比最大
• 图36：2017年上半年公司营收约116.4亿元
• 图37：2016年公司风力发电系统营收占比最大
• 图38：2017年上半年公司营收约47.7亿元
• 图39：2016年公司造船业务营收达160.7亿元
• 图40：2017年上半年公司营收约85.4亿元

表格摘要

• 表1：国外采用蒸汽动力舰船主要技术参数
• 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：各类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
• 表8：美国海军对舰船动力系统提出六点要求
• 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：美国海军大规模使用GE LM2500系列燃气轮机
• 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

结论

综合电力系统和燃气轮机动力是未来舰船动力系统发展的主要方向，随着技术的进步和“两机”专项的推进，我国舰船动力行业有望迎来快速增长。建议关注中国动力、湘电股份和中国船舶等企业，它们在舰船动力系统领域具有较强的竞争力和发展潜力。然而，行业仍面临国防预算不达预期、技术发展受阻等风险，需谨慎评估。