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船舶综合电力系统(IPS)
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【招银研究|行业深度】高端装备之船舶电动化——综合电力系统(IPS):船舶动力的绿色革命
招商银行研究· 2025-07-08 18:35
船舶综合电力系统(IPS)发展趋势 - IPS技术自20世纪90年代由美国海军开发后,2000年后逐步向民用船舶拓展,核心由能源系统与推进系统构成[1] - 能源系统中直流组网凭借与多元能源兼容性成为主导技术路线,推进系统中电力推进加速替代传统机械推进[1] - IPS发展分为三阶段:萌芽阶段(19世纪至20世纪初)、军事应用阶段(20世纪中叶至2000年)、民用推广阶段(2000年至今)[5][6] 技术架构与升级路径 - 能源系统突破单一供给模式,整合化石能源、新能源、可再生能源及岸电;电力推进系统通过机电耦合设计转化能源为推力[7] - 直流组网技术因兼容性优势逐步取代交流组网,交流IPS功率密度上限0.8kW/kg,直流IPS突破频率限制并提升功率密度[14] - 电力推进分为独立电力推进(纯电/电网供电)与混合电力推进(原动机+电机联合),分别适用于大型邮轮与远洋船舶节能改造[19] 军民应用驱动因素 - 军用领域IPS支撑电磁弹射器(峰值功率超100MW)、提升潜艇隐蔽性(无轴泵喷技术)、实现高能武器舰载化(如78MW级系统)[29] - 民用领域IPS环保价值显著:邮轮碳排放减少20%-30%,兼容光伏/风能(停泊期满足20%-30%电力需求);经济性上能耗降低10%-20%,维护成本降30%[36][39] 产业链与竞争格局 - 全球船舶电气系统市场65%份额由欧洲企业主导(如Wärtsilä、ABB、西门子),中国企业在直流组网等关键技术加速突破[99][101] - 中国船用锂电池2023年出货0.61GWh(同比+80%),宁德时代与亿纬锂能市占率超70%,磷酸铁锂为主流技术路线[57][63] - 国内科研机构如中船712所实现3300V中压系统自主可控,湘电股份在军用IPS领域占有率100%并拓展民船市场[113][116] 细分市场数据 - 2023年中国船用发电机市场规模480亿元(同比+7.5%),中小型机组(200-1000kW)占比62%[51] - 全球岸电市场规模2023年超5亿美元(CAGR 12%),欧洲港口覆盖率60%以上,中国通过"零碳港口"政策推动试点[89][90] - 吊舱推进器2023年中国市场规模45亿元(同比+12%),中船重工占35%份额,主要应用于远洋运输船(40%)与豪华游艇(20%)[82][85]