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从“跟跑”到“并跑” 中国F级燃机国产化全面提速
来源: 中国工业新闻网 2026-04-21 21:39
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中国工业报记者 余娜

20263月,重庆潼南。随着华电集团首台550兆瓦F级重型燃气轮机1号机组正式投产发电,中国燃气轮机产业再次迎来历史性时刻。这是继202350兆瓦级(G50F级燃机商业运行、2024300兆瓦级样机点火之后,中国在F级燃机领域完成的又一次重大跨越。

短短三年间,从50MW550MW,从单一机型到全系列覆盖,从国内示范到整机出口,中国F级燃气轮机正在以前所未有的速度重塑全球能源装备竞争格局。

国际燃气联盟副主席李雅兰接受中国工业报记者采访时分析:“中国F级燃机的国产化并非孤立的装备突破,而是中国制造业整体优势的集中体现。从‘两机’专项国家战略的十年坚守,到产业链协同与快速迭代能力,中国燃机正从‘跟跑’迈向‘并跑’。”

安徽省碳中和产业协会副秘书长、安徽省双碳发展有限公司技术负责人王琨接受中国工业报采访时从技术全链条角度进行了评价:“目前中国F级燃机已实现全链条自主可控,贯通了正向设计、制造、试验与应用全流程,建成了自主设计体系与标准,实现了从‘跟跑’到‘并跑’的跨越。”

然而,在掌声与光环背后,中国燃机产业也面临着不容回避的现实:与国际三大巨头通用电气、西门子能源、三菱重工相比,在整机性能、长周期可靠性、品牌认可度及全球服务体系等方面,仍然存在明显差距。如何从“造出来”走向“造得稳、造得强、卖得好”,成为中国燃机产业必须回答的下一个命题。

F级燃机国产化进入“加速跑”

重型燃气轮机被誉为“工业皇冠上的明珠”,是衡量一个国家高端制造实力的重要标志。F级重型燃气轮机(以下简称“F级燃机”)凭借成熟技术、高性价比和快速交付优势,在调峰电站、分布式能源、热电联产等领域占据主导地位。

近年来,在国家“两机”专项等重大工程的强力推动下,中国F级燃气轮机产业取得了历史性突破。从产品谱系来看,我国已建成覆盖50MW550MWF级燃机全系列自主研制能力。50MW级(6F级)燃机方面,东方电气G50国产化率已达100%2023年投入商业运行,2025年实现整机出口。300MW级(9F级)燃机方面,国家电投2024年样机点火成功,标志着我国已完全掌握重型燃气轮机自主研制能力。2024年,300兆瓦级F级燃机突破了90多项关键技术,共有19个省市、200多家单位参与研发。550MW级燃机方面,华电潼南项目20263月投产,联合循环效率达61.66%,为国内最大容量9F级。

李雅兰介绍,近年来,东方电气、上海电气、国家电投等企业已形成F级机组全产业链交付能力。从50兆瓦级(G50F级燃机商运,到300兆瓦级样机点火,再到550兆瓦级燃机投运,中国已实现从中小功率到大功率的全系列突破,核心技术、关键部件、控制系统均实现自主可控。

她指出,F级燃机的自主研发与关键突破主要体现在三个核心层面:

第一,整机正向设计与系统集成能力的全面自主可控。此前,国内燃机产业多依赖引进国外技术授权,没有掌握核心技术。近年来,国内企业和研究机构攻克了F级燃机一系列核心设计理论,建立了完整的正向设计体系,形成了自主知识产权的整机设计方案。

第二,核心部件与关键材料的国产化替代全面落地。长期以来,燃机的关键核心部件均依赖进口,国外企业不仅垄断技术,还限制核心部件的供应。当前,燃机关键的高温合金叶片、燃烧室、转子等部件均已经实现了自主生产。

第三,工程化与产业化能力的全面提升。中国已形成了“设计—制造—总装—运维”全产业链布局,具备了F级燃机的批量生产和交付能力。

从国产化程度来看,中国F级燃气轮机已实现全链条自主可控。50MW级别自主化率已达100%9F级燃气轮机国产化率约在70%95%之间。在关键核心部件方面,高温合金叶片、燃烧室、转子等均已实现自主生产,整机正向设计与系统集成能力全面自主可控。中国已形成了“设计—制造—总装—运维”全产业链布局,具备了F级燃机的批量生产和交付能力。

当前,国内6F级(50MW)燃机已实现批量应用与出口。其中,东方电气G50国产化率达100%,于2025年实现整机出口至哈萨克斯坦、加拿大等国家;国家电投300MW级燃机于2024年完成样机点火,达到国际9F级主流水平;华电潼南550MW级燃机联合循环效率达61.66%,为国内最大容量9F级。

从市场应用来看,F级燃机是当前全球及中国市场应用最广泛的主流机型,凭借成熟技术、高性价比和快速交付优势,在调峰电站、分布式能源、热电联产领域占据主导地位。2024年,中国重型燃机市场规模达80亿元。

F级主导、H级追赶”格局显现

中国实现F级燃机完全国产化,其战略意义远超技术突破本身。

李雅兰指出,长期以来,我国大型燃机依赖进口,采购成本高、维保周期长、备件受制于人,存在一定的能源安全隐患。F级燃机完全国产化后,实现核心技术、关键部件、运维服务全自主可控,维修响应时间进一步缩短,备件国内供应,彻底摆脱对国外技术与设备的依赖,筑牢国家能源安全防线。

王琨认为,中国实现F级燃机完全国产化将有助于在燃机领域实现能源安全上的自主可控,降低对进口设备与技术的依赖,保障能源装备供应链安全。

燃机国产化也在持续推动高端制造业加速升级。一方面,带动国内高温合金、单晶叶片、数控加工、工业软件等产业链突破,形成主机、核心部件、材料、控制系统的全链条自主产业体系。另一方面,燃机技术外溢至航空、航天、船舶、高铁等领域,有望推动我国高端制造整体升级。

F级燃机完全国产化将带动高温合金、精密铸造等高端装备升级,形成燃气轮机产业链,推动基础学科与产业技术进步,带动国产辅机、叶片等配套企业进入全球供应链,提升中国高端装备国际话语权。”王琨分析。

值得关注的是,在F级燃机取得全面突破的同时,中国燃机产业的目光已经投向更高端的H级燃机。

李雅兰介绍,H级燃机是当前国际最高端机型,主要应用于大型燃气电站,具有更高的发电效率和更低的单位发电量碳排放。全球市场由通用电气、西门子能源、三菱重工国际三强垄断。我国H级燃机研发起步晚,目前仍处于技术攻关与样机研制阶段,尚未实现商业化投运。

她强调,H级燃机的研发难度远高于F级,需要长期的技术积累和工程验证,短期内难以实现大规模产业化。因此,未来一段时间内,中国燃机市场仍将保持“F级主导、H级追赶”的格局。F级燃机作为主力装备,承担着保障能源供应、推动国产替代的重要任务,是国内燃机市场的基本盘;H级燃机作为战略制高点,是重点的追赶方向,其研发进展将决定中国燃机产业在全球的竞争力。

王琨也表达了相似判断:“国内6F级燃机已实现批量应用与出口,9F级国产化率稳步提升,但在H/J级燃机上仍处示范与攻关阶段,核心部件依赖进口,国际燃气轮机巨头仍然在H/J级占据主导。”

数据显示,在H/J级高端市场,全球市场仍由通用电气、西门子能源、三菱重工三强垄断,合计占据约75%80%的市场份额。我国H级燃机研发起步晚,目前仍处于技术攻关与样机研制阶段,尚未实现商业化投运,但已有积极进展。其中,东方电气G15H燃机已完成相关技术研发,正在对接示范项目;上海电气重型燃气轮机试验电站正在推进H级联合循环发电机组建设。据预测,H级自主商用有望在20282030年实现。

中国F级燃机叩开国际市场大门

在全球燃气轮机供需失衡的背景下,中国F级燃机出口实现了历史性突破。

2025年,东方电气成功向哈萨克斯坦出口3台自主研制的G50重型燃机,合同金额达15亿元;同时向中东客户出口2台设备,作为“一带一路”倡议的一部分。G50燃气轮机实现了海外市场“零的突破”,为哈萨克斯坦项目提供3G50作为核心设备。东方电气还计划新增一条年产1050MW燃气轮机的生产线。

中国燃机出口之所以能够实现突破,除产品本身的技术进步外,还恰逢全球燃气轮机市场迎来空前机遇期。2025年第三季度,全球燃气轮机新增订单同比飙升95%,达到创纪录的24GW。通用电气、西门子能源和三菱重工三大巨头在手订单总量突破84GW,交付周期普遍排至20282030年。在全球供需裂谷拉大至30GW以上的背景下,中国成为当前全球少数具备富余燃机制造能力的国家。UBS报告预测,中国自主研发的燃气轮机有望于2026年首次出口美国。

李雅兰分析,中国F级燃机的全面国产化助力中国成为全球第四大自主燃机技术来源国。中国将凭借完整产业链、快速交付、高性价比等优势,逐步抢占全球市场,推动全球燃机市场从“三强主导”向“多极竞争”转变。同时,国产F级燃机的规模化量产与出口,将拉低全球燃机采购与运维成本,为发展中国家提供更经济、可靠的清洁电源选择。

王琨表示,我国实现F级燃机完全国产化将打破通用电气、西门子能源、三菱重工、韩国斗山能源的全球垄断,推动市场从外资主导向中外竞争转变,重塑国际燃机竞争格局。

受访专家同时提醒,中国F级燃机与国际先进水平仍存在明显差距。

从整机性能来看,国产燃机与国际巨头差距明显。东方电气G50涡轮温度达到1400℃,联合循环效率约为38%,而通用电气的同类机型涡轮温度达到1600℃,联合循环效率达64%。在联合循环效率超过64%的先进机组中,三菱重工的J系列累计订单已突破120台,占据绝对主导。

从运行经验来看,国际机型累计运行超亿小时,经受了长期考验,应对各种复杂情况的经验丰富。国产主力机型仅有数千小时的示范运行,长期可靠性数据积累不足,运维经验不足,在耐高温材料及相关零部件性能等方面还有待提升。

从品牌与服务来看,三大国际品牌多年来占据了全球绝大多数市场,品牌认同度很高。而中国的服务体系品牌认可度与全球服务体系仍明显不足。

从技术封锁来看,通用电气、西门子能源、三菱重工等企业对核心技术实行严格封锁,高温部件、燃烧控制等核心技术仍依赖进口,透平叶片毛坯和单晶炉需从国外购买,极限制造能力和设计验证体系尚不完善。即使在H/J级高端市场,通用电气、西门子能源、三菱重工等占比仍超过80%

“应围绕现有F级机组,持续提升现有机组的能力,朝着稳定可靠、长周期运行、故障率更低的目标发展,并不断提升机组的联合循环效率,争取逼近国际F级顶级水平。与此同时,需集中资源攻关H级燃机,突破1500℃以上燃气初温,研发高效冷却结构、高性能燃烧室,实现与国际并跑。”王琨建议。

【编辑:经晓萃】