高温合金行业概览 - 高温合金是以铁、镍、钴为基，能在600℃以上高温及一定应力下长期工作的高端金属结构材料，具有高高温强度及良好的抗氧化、抗腐蚀、抗疲劳性能，是航空航天、石油化工、核工业、汽车等领域的关键特种材料 [11] - 按主要元素可分为铁基、镍基和钴基三类，其中镍基高温合金应用最广，占比80%；按制备工艺可分为变形、铸造、粉末和金属间化合物四类；按强化方式可分为固溶强化、时效强化、氧化物弥散强化和晶界强化 [11] - 其应用领域从最初的航空航天，不断拓展至电力、玻璃制造、原子能等工业领域，市场需求处于持续扩大和增长状态 [12] 高温合金分类与工艺 - 镍基高温合金是我国产量最多、使用量最大的高温合金，常用于制造涡轮盘、燃烧室、涡轮叶片等燃气轮机和航空发动机热端零件 [17] - 变形高温合金制造流程主要包括真空感应熔炼、电渣重熔、真空自耗重熔等冶炼工序，以及均匀化处理、锻造、热处理等工序 [19][21][22] - 铸造高温合金的化学组分可针对高温强度优化，无需过多考虑可锻性，镍基铸件能获得最高的蠕变断裂强度，主要用于叶片；锻件屈服强度更高，主要用于盘件生产 [23] - 铸造高温合金包括等轴晶、定向凝固柱晶、单晶三类，其中等轴晶铸造高温合金是目前航空发动机中使用牌号最多、范围最广的，用于热端工作部件的铸造成型 [31] - 单晶高温合金消除了所有晶界，承温能力和蠕变性能进一步提高，镍基单晶合金最高使用温度可达1100℃，目前航空发动机上应用最广泛的为第二代单晶 [31][32] - 粉末高温合金是20世纪70年代出现的技术，通过将合金雾化成粉末再经热等静压成型，消除了宏观偏析，改善了组织，提高了盘件性能，粉末涡轮盘是先进航空发动机的重要标志 [37] 高温合金产业链与产能 - 产业链上游为金属原材料，中游为高温合金材料及零部件制造，下游主要为航空发动机、燃气轮机及航天领域 [36] - 高温合金材料成本中，熔炼环节占比50-70%，锻造环节占比约70%，铸造环节占比约20%，粉末冶金环节占比约10% [36] - 国内主要公司高温合金总产能（截至2024年底）合计约40450吨，其中抚顺特钢8500吨，钢研高纳6000吨，隆达股份13000吨（含预计2026年落地的3000吨变形高温合金产能），西部超导6000吨，航材股份4500吨，图南股份2450吨 [38] - 海外主要公司高温合金现有产能合计约329771吨，其中Carpenter为128571吨，ATI为100000吨，Acerinox（含VDM Metals和Haynes）为83000吨，Cannon-Muskegon为18200吨 [38] - 海外龙头有明确扩产计划，Carpenter计划投资4亿美元新增9000吨镍基高温合金产能，预计2027年下半年初投产；ATI计划新增一台真空感应熔炼炉，提升约9%产能，预计2027年下半年达产 [38] 高温合金需求与市场预测 - 高端高温合金主要应用于航空航天和燃气轮机领域，2024年全球航空航天和燃气轮机高温合金需求分别为20.8万吨和10.4万吨，合计31.2万吨 [41][42] - 预计2025年至2028年，航空航天领域高温合金需求将分别达到26.0万吨、29.9万吨、34.4万吨、39.5万吨，对应年增长率分别为25.0%、15.0%、15.0%、15.0% [41] - 预计2025年至2028年，燃气轮机领域高温合金需求将分别达到12.7万吨、15.4万吨、19.2万吨、24.4万吨，对应年增长率分别为22.0%、21.0%、25.0%、27.0% [41] - 全球航空航天和燃气轮机高温合金总需求量预计将从2024年的31.2万吨增长至2028年的63.9万吨，2024-2028年复合增长率达20%，预计2026年需求量达到45.3万吨 [41][42] AIDC带动燃气轮机需求爆发 - 人工智能大模型广泛应用带来新增电力需求，其推理阶段能耗远超训练阶段，例如ChatGPT单次应用耗电约2.9瓦时，是谷歌单次搜索（0.3瓦时）的近10倍 [50] - 全球数据中心IT设备负载预计将从2023年的33GW增长到2030年的100GW，其中生成式AI工作负载将以43%的年均增长率增长，在IT设备总负载占比将从2023年的13%增长到2030年的50%以上 [59] - 人工智能数据中心IT能耗高速增长，预计从2024年的55.1太瓦时增至2027年的146.2太瓦时，2022-2027年五年复合增长率44.8%，实现六倍增长，2027年其在数据中心总能耗占比将达到18% [59] - 天然气发电因燃料成本低、可靠性高，成为美国数据中心最大的电力来源（占比超40%），也是最大的新增电力来源，预计到2030年前将增加超过130TWh的年发电量 [64] - 燃气轮机是天然气发电的核心设备，其核心指标涡轮入口温度（TIT）和循环压比（PR）当前最先进水平为1600℃和23:1，下一步目标为1700℃和25:1 [65][72] 全球燃气轮机市场格局与增长 - 全球燃气轮机OEM呈寡头垄断格局，2024年按订单统计，前三名分别是GE Vernova（20.10GW，34%）、三菱动力（15.78GW，27%）、西门子能源（13.58GW，24%），三家合计市场份额约85% [79] - 2020-2024年全球燃气轮机销量从38.92GW增至58.38GW，预计2025年销量将达到70.84GW，同比增长21% [79] - GE Vernova 2024年燃气轮机新签订单20.2GW，同比大增113%；2025年新签订单29.8GW，同比再增48%，截至2025Q4在手订单合计达83GW [82][84] - 西门子能源 FY2025燃气轮机新签订单（按台套数计）接近翻倍，计划将产能从FY2024的约15GW提升至FY2028-30的超过30GW [89][92] - 三菱动力计划未来两年内将燃气轮机产能提升一倍，预计2028年达到30GW；其FY2025大型燃气轮机订单达40台，同比+74%，在手订单达75台，同比+88% [99][112] - 预计2028年全球燃气轮机销量将达到136GW，对应市场空间约724亿美元（基于重型燃机单价418美元/kW，中小型燃机单价700美元/kW的假设） [110] 全球航空发动机需求展望 - 全球商用飞机平均机龄持续攀升，截至2024年已达14.8年，创历史新高，飞机大修周期将至（窄体发动机约第7年，宽体发动机约第5年） [114][122] - 全球航空旅客周转量已恢复并超过疫情前水平，2024年达9.3万亿RPKs，同比增长11.0%，相比2019年增长4.8%；2024年全球航空客座率创历史新高达83.5% [123] - 预计未来20年（2025-2044年）全球将交付43,600架商用飞机，其中替换需求21,110架，新增需求22,490架，现役飞机中近80%将被替换 [123]