【智能制造】综合电力系统及燃气轮机开启舰船动力千亿市场

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综合电力系统及燃气轮机开启舰船动力千亿市场

周海晨

通过梳理国内外舰船动力的应用现状及价值量占比，分析了舰船动力的未来发展方向和市场空间。舰船动力系统是舰船的“心脏”，但国内目前应用现状与国外仍存较大差距；当前我国舰船动力技术取得重要突破，同时“两机”专项列为“十三五”重点任务，舰船动力行业有望迎来黄金发展期。本报告为市场上第一篇对舰船动力系统的分类特点、国内外差距、未来发展、市场空间等进行详细梳理分析的报告。

我国海军舰艇使用的动力系统与国外海军仍存在较大差距。1）现役的潜艇中，美国、英国、法国等潜艇均已全面应用核动力，而我国仍有大量常规动力潜艇服役；2）水面舰艇中，美国、日本等大中型舰艇基本采用燃气轮机动力，实现“全燃动力化”，舰艇航速高、功率大，而我国仅少量水面舰艇采用燃气轮机动力，大部分水面舰艇仍为柴油机动力和蒸汽动力，差距明显；3）美国、英国等先进水面舰艇率先使用了综合电力系统，我国综合电力系统研发取得突破，未来有广泛的应用空间。

舰船动力系统一般占研制费用9%-18%，而综合电力系统成本仅略高于燃气轮机动力。1）美国现役两型核动力航母的动力系统占比保持12%不变，而新一代攻击核潜艇动力系统占总研制费用18%；2）美国海军水面舰艇“全燃动力化”，规模化装备GE公司的LM2500系列燃气轮机作为主要动力，大幅降低动力系统费用，DDG 51系列驱逐舰动力系统费用占比仅为9%；3）综合电力系统节省了传动装置等费用，总成本仅略高于燃气轮机动力系统，却大幅提高了舰艇的生命力、机动性、操控性和续航能力。因此，综合电力系统费效比高，是未来舰船动力优选。

燃气轮机、综合电力系统或将成为重要发展方向，舰船动力整体市场空间达1300亿。1）“两机”重大专项全面启动，燃气轮机将是重点发展方向之一；此外，我国舰船综合电力系统研发取得突破性进展，国内综合电力系统为“一代半”发展路径（美国现役舰艇使用的IPS为一代），未来有望装备大中小吨位各类舰艇。2）我军舰艇未来或仍将继续高峰建造，若按照当前的舰队部署需求测算，假设我国海域北面、东面、南面均部署一艘航母，则至少需要6个航母编队才可满足需求；而根据美国同类型舰艇价格测算，我国单个航母编队舰艇研制费用有望达千亿以上，若以美国航母编队费用构成中舰船动力系统占比约12.9%计算，并考虑后期维修保障费用，则舰船动力市场空间达1300亿以上。

1.电船动力系统是舰船的“心脏”，各类动力系统为满足舰艇需求不断发展

1.1 舰船动力系统至关重要，直接影响舰船各项性能

舰船动力装置的原始概念是代替人力或者风力而产生传播推进力的一套机械、设备与系统，俗称“轮机”。而现代动力装置不仅在于保证舰船推进，而且需要提供舰船上一切能量消耗的需要。舰船动力装置的准确含义是：舰船上实现能量转化和分配的全部机械、设备和系统的有机组合体。

1.1.1 舰船动力系统首要任务是保证舰船推进力，其性能直接影响舰船的战技指标

舰船动力系统是舰船上最关键的系统，具备高度定制化及多样性等特点，直接影响舰船各项性能。舰船动力系统指军用船舶动力系统，包括为舰船提供推进动力所需要的设备、系统及为其服务的有关系统，保证舰船的推进力是舰船动力系统的主要使命。舰船动力系统是保证舰船航行能力、机动性和安全的最关键系统，常被人们喻为舰船的“心脏”，舰船动力系统性能的优劣直接影响到舰船的快速性、航速适应性、生命力、续航力、隐蔽性等一系列战技指标。舰船因类型不同、作战任务不同，其动力系统的类型和参数要求也不同，因而舰船动力系统是一个高度定制化、具备多样性和复杂性的系统。

随着科技的进步及舰船需求的不断提高，舰船动力系统的型式不断丰富。从世界上第一次成功使用机器动力的蒸汽机船至今，已有二百多年的历史，在这期间，从十九世纪初用功率13.3千瓦左右、航速仅为5节[1]的蒸汽机船到如今使用核动力功率可达200兆瓦以上的“尼米兹”级航母以及使用燃气轮机航速高达200多节的蓝鸟号滑行艇，舰船动力系统方面的突破也带动着舰船性能不断发生根本性变革。

1.2 舰船动力系统由多个部分组成，其中推进装置最为关键

1.2.1 舰船动力系统由推进装置等多个子系统组成

舰船动力系统主要由推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械及机舱的机械设备遥控及自动化五个部分组成。推进装置的性能直接影响舰船动力系统以及舰船整体的性能，因此在设计、选型和建造中占据着最重要的地位；辅助装置主要包括船舶电站及辅助锅炉装置；船舶管路系统主要包括为主、辅机服务的燃油、滑油、冷却水等管路以及舱底、压载、消防等系统；船舶甲板机械是保证舰船航向、停泊等所需的机械设备；机舱的机械设备遥控及自动化主要包括对主辅机等机械设备的遥控系统。

1.2.2 推进装置是舰船动力系统最关键的部分

推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨，推动船舶并保证其以一定航速前进的设备。它是船舶动力系统中最重要的组成部分，包括主机、传动设备、船舶轴系以及推进器四个部分。

主机：主机是指推动船舶航行的动力机，如柴油机、汽轮机、燃气轮机等；

传动设备：传动设备的功用是隔开或接通主机传递给传动轴和推进器的功率；同时还可使后者达到减速、反向和减振的目的，如离合器、减速齿轮箱和联轴器等；

船舶轴系：船舶轴系用来将主机的功率传递给推进器，如传动轴、轴承和密封件等；

推进器：推进器是能量装换设备，它是将主机发出的能量转换成推力的设备，如螺旋桨、明轮、喷水推进器等。

1.3 舰船需求不断提高，带动各类动力系统发展

不同的舰船对于航速、功率、可靠性、续航能力等要求各不相同，各型式的舰船动力系统应运而生。当前舰船向大型化、快速化、专用化及高速自动化的方向发展，要求动力系统要有能耗低、单机功率大、续航能力强、寿命长和可靠性好，同时具有较高的推进效率的特点。

1.3.1 舰船动力系统通常以主机形式分类

舰船动力系统中的主机和辅机可以具有不同的型式，主机的功率通常比辅机要大得多，因此船舶动力系统类型一般以主机的结构形式命名。目前以主机型式分类，常见的动力系统类型有核动力、蒸汽动力、柴油机动力、燃气轮机动力、联合动力、不依赖空气动力推进（AIP）动力、综合电力等。1）核动力系统被国内外最先进舰艇广泛应用

为提高舰船续航力、航速、机动能力和隐蔽性等，核动力装置应运而生，其压水反应堆型式现今被国内外最先进的舰艇广泛应用。1939年能够持续释放大量能量而不依赖于氧气反应的原子核裂变现象被发现后，美国率先提出了以加压水作为慢化剂与冷却剂的压水堆概念，建造了世界上第一座陆上模式堆S1W和第一艘核动力舰船——“鹦鹉螺”号核潜艇，开辟了舰船动力技术发展新纪元，至今全球最先进的航母及潜艇大多采用核动力。

核动力装置是以原子核的裂变反应所产生的巨大热能，通过工质（蒸汽或燃气）推动汽轮机或燃气轮机工作的一种装置。舰船核动力主要有五种主要形式：压水反应堆、液态金属反应堆、气冷反应堆、有机反应堆和沸水反应堆，其中压水反应堆一直以来都是舰船核动力系统的最重要形式，该项技术通过需求的提高而不断发展，并经历了分散布置、紧凑布置和一体化布置三代变化，目前已经相当成熟。2）蒸汽动力单机功率大，现今主要应用于大型航母及部分水面舰艇

蒸汽动力的动力系统主要由锅炉、汽轮机、冷凝器、轴系及其他有关机械设备组成。在该类装置中，燃料在锅炉中燃烧，水吸热汽化成蒸汽并进入高压汽轮机和低压汽轮机膨胀做功，使汽轮机叶轮转动从而带动螺旋桨工作。

大型航空母舰、核动力舰艇对于推进功率要求较高，较之单机功率较小的燃气、柴油动力，蒸汽动力仍有无可替代的作用。上世纪70年代后，随着英国和美国这两大蒸汽动力技术强国开始全面转向燃气动力的研究和应用，船用汽轮机的技术发展很有限，仅有日本等少数国家还在发展。目前，各国陆续入役的大型驱护舰多数已经弃用蒸汽轮机，转用燃气轮机或柴油机作为舰船主动力，但在大型航空母舰和部分水面舰艇上，由于该类舰艇需要的推进功率很大，燃气和柴油动力由于单机功率相对较低，需要较多机组才能满足其推进需要，这使得它们原有的适装性优势会大大降低，因此蒸汽动力至今仍无可替代。

3）柴油机动力在中小型舰船动力装置中占主导地位

柴油机由于功率覆盖范围广，油耗低等特点，在中小型舰船中应用较广。柴油机在工作过程中吸入纯空气与柴油混合，并点火燃烧形成高温高压燃气，燃气推动活塞向下运动使曲轴旋转而作功并带动螺旋桨推动船舶。自20世纪80年代以来，世界柴油机技术飞速发展，现代柴油机已达到很高的技术水平，舰船用柴油机具有热效率高、全工况范围内油耗低、功率和转速范围广、有较低的功率体积比和功率质量比、空气耗量少、排温较低等优点，在中小型舰船动力装置中占主导地位。目前世界舰船柴油机主要以大功率高速柴油机为主，随着舰船向大型化发展，越来越多的大功率中速柴油机被选作舰船主机。国外生产舰船柴油机的公司主要有MTU、SEMT、MAN、瓦锡兰、卡特彼勒、道依茨(Deutz)和新泻动力(Niigata)等。

4）燃气轮机动力单机功率大、综合性能好，现今得到广泛应用

燃气轮机由于具有功率密度高、单机功率大、振动噪声低、机动性好等特点，在舰船中得到了广泛的应用。燃气轮机是近几十年发展起来的一种新型发动机，其基本工作原理是利用燃料在燃烧室内燃烧所产生的高压燃气推动叶轮做功并带动螺旋桨推动舰船。燃气轮机特别适用于作为以下3类舰船的主机：常规排水型舰艇，包括轻型航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、两栖攻击舰、高速导弹艇等；特种高性能舰船，包括水翼艇、气垫船、小水线面双体船；快速军辅船，包括快速运输舰、快速支援舰等。目前，在各国的航空母舰、巡洋舰、驱逐舰以及护卫舰中约有3/4的舰船采用了燃气轮机动力装置。世界上最主要的船用燃气轮机研制单位包括美国GE公司、英国Rolls-Royce公司和乌克兰科研生产联合体。

5）联合动力可以适应舰船不同工况的需求

为满足舰船在不同工况下拥有不同推进性能的需求，由两种相同或不同动力装置组成的联合动力系统在舰船上不断发展和应用。舰艇在全速航行时要求动力装置发足全功率，但其在舰艇总航行时间中所占比例极小，一般不超过1%。为解决全速时的大功率和巡航时的经济性，就出现了两类发动机联合工作的联合动力装置。

6）AIP动力可以提供必要的辅助动力，增强潜艇续航力和隐蔽性

不依赖空气推进系统（AIP）是指潜艇在水下不依赖外界的空气也能提供推进动力和其他动力的能源系统。上世纪80年代以后，以延长常规潜艇水下潜航时间、提升其战术水平为目标的潜艇改造工程在各大国中迅速开展，AIP的概念再次兴起。由于常规潜艇70-80%的时间处于低速巡游状态，而实施进攻和逃逸的时间仅为20%左右，而AIP系统可以给低速巡游状态的潜艇提供必要的辅助动力，保证潜艇的续航力和隐蔽性，因此AIP技术蓬勃发展。常规潜艇AIP系统主要分为两大类：电化学AIP系统和热机AIP系统。其中，电化学AIP系统主要是燃料电池AIP系统（FC）；热机AIP系统主要包括闭式循环柴油机(CCD)、闭式循环热气机即斯特林发动机(SE)、闭式循环汽轮机(MESMA)。目前最为成熟的技术为FC和SE。

7）综合电力系统将推进电力与船上用电并网，提高推进性能及用电灵活性

自20世纪80年代以来，随着电力、电子以及变频调速等技术的迅速发展以及舰船推进性能需求的提高，综合电力推进系统的概念应运而生。舰船综合电力推进系统（又称综合电力系统）是指将电力系统和推进系统有机结合起来，由共同的发电机组供电，实现能源综合利用和统一管理，满足所有负荷如推进系统、日用负载、通信导航负载以及舰载武器需要的一种全电力系统，主要由发电模块、区域配电模块、电力变换模块和推进电机模块构成。

综合电力系统具有节省燃料，减少维修，缩短推进轴系，可用多种推进器，提高用电灵活性，布置灵活，提高了有效载荷装载能力等优点。适用于舰船综合电力系统的主发电机组的原动机主要有燃气轮机和高、中速柴油机，但作为水面战舰，考虑到燃气轮机与柴油机不同特点，在大排水量的战舰上，以采用燃气轮机作主发电机组的原动机为宜，辅(小)发电机组的原动机则采用小功率燃气轮机和小功率柴油机。

1.3.2 各类舰船动力系统特点显著，适用不同要求的舰艇

各类动力系统由于适用范围不同，因此优缺点差异显著。随着舰船动力型式的不断进步，每一类型的动力装置大都有最适舰船和工况，因此不同类型的动力系统适用范围不同，优缺点差异显著。例如综合电力系统节省燃料，用电灵活，推进系统布置简单，但系统复杂、成本高，可靠性仍待提高。

为了更直观的观察各种型式动力系统的性能特征，我们通过已有资料整理，针对动力系统热效率、最大功率、功率体积比、续航力、振动噪音以及经济效费比六个舰船动力系统较为重要的技术指标对不同动力系统型式进行了对比，并给出相对评价。

1.4 舰艇提出更高要求，综合电力系统或将成为发展主流

1.4.1 美国海军对未来舰船动力系统持续性、安全性、经济性等提出更高要求

美军对未来舰船动力系统提出更高要求，舰船速度和持续作战能力受到关注。根据2007年3月由美国海军海上系统司令部（NSSC）出版的《水面和两栖作战舰船可替代动力方案》的研究成果，美国官方对于未来舰船动力方案提出了六点要求，对舰船动力系统的持续性、安全性、生存性以及经济性等提出了更高要求，且舰船的速度和持续作战能力受到格外关注。

1.4.2 综合电力系统或成未来舰船动力系统发展主要方向

综合电力系统优势明显，符合未来战舰配备高能武器系统的需求，受到最新型舰艇的追捧。未来的综合电力系统（IPS）的主要优势在于推进用电与船上用电并网，船上日常用电和任务系统的用电负荷可大幅增加，从而满足了未来战舰上安装先进传感器和高能武器系统的需要；未来的综合电力系统的优势还包括可减少原动机的数量、提升原动机的效率、提升推进器的效率、提高总布置的灵活性等，受到了当下新型海军舰艇的追捧，各国目前都在陆续推进综合电力系统研发，美国最新型的DDG-1000驱逐舰即采用综合电力系统。

2. 核动力、燃气轮机应用比例较低，国内舰船动力系统与国外仍存较大差距

我们从公开资料中详细梳理了美国、日本、英国、法国、中国的现役的主要作战舰艇和辅助舰艇的动力系统使用情况，可从图18至图20中发现其具有鲜明的特征：

第一，从舰艇类型来看，以舰艇数量统计，一种类型的舰艇具有其主流的动力型式。这也是由不同类型的动力系统的性能及特点决定的。例如两栖舰、护卫舰、各类辅船的主流动力型式为柴油动力，驱逐舰则为燃气动力，比例均高达80%。而驱逐舰当前存在四种不同类型的动力系统，则表明其动力系统处于更新换代的关键时期。

第二，从各国使用总览来看，以舰艇数量统计，一国海军舰艇通常具有一至两种主导的动力系统型式。这也是由该国的动力技术状态和使用经验决定的。例如中国当前主导的动力型式为柴油动力，比例接近80%，美国则为核动力及燃气动力，日本为燃气动力和柴油动力等。

2.1 潜艇：国外普遍采用核动力，国内仍有大量常规动力潜艇服役

潜艇分为战略核潜艇、攻击核潜艇以及常规动力潜艇等。美国、英国、法国等国家的潜艇均为核动力潜艇，普遍采用压水反应堆作为主机。美国“俄亥俄”核潜艇自1981年服役至今，数量超过14艘；“洛杉矶”级自1976年服役至今仍有36艘在役。中国的常规动力潜艇仍有58艘，包括“明”级、“宋”级、“元”级、“清”级、基洛（KILO）级等，均为柴电动力推进，与国外普遍采用核动力装置存在较大差距。2.2 水面舰艇：美国、日本基本实现“全燃动力化”，我军舰艇仍以柴油机动力为主

2.2.1 国外水面舰艇中燃气轮机得到广泛应用，美国舰船基本实现了除航母外的主战水面舰船的“全燃动力化”

燃气轮机具有尺寸小、重量轻、功率大、机动性好、效率高等许多优点，因此在美国发展迅速，装舰数量与日俱增。据统计，从1960~2001年，美军有1340艘舰艇使用3313了台燃气轮机，约3/4的大中型水面战舰采用了燃气轮机（包括柴油机燃气轮机联合动力装置）主动力装置。美国DDG-51级驱逐舰和CG-47型“提康德罗加”级巡洋舰均采用通用电器公司LM2500型燃气轮机。2.2.2国内水面舰艇仍以柴油动力为主，仅新舰的少数舰艇使用燃气动力

通过公开资料的梳理，可发现我国水面舰艇大量使用柴油动力，包括新服役的护卫舰、补给船、两栖舰以及驱逐舰等。2006年服役的驱逐舰使用了蒸汽动力，而近年服役的052系列新型才逐步使用柴燃联合动力，这与国外海军普遍使用燃气动力形成较大差距。

2.3 美国、英国最新型水面舰艇率先应用综合电力系统

综合电力推进相对于与机械推进方式，在经济性、振动噪声、船舶操纵、布置和安全可靠性等方面具有明显优点。该系统经济性好，美国海军驱逐舰采用全电力推进，在30年全寿命期间将比机械推进节省16%以上的燃料费；该系统还能提高舰船战斗力，由于减少了原动机数量，可腾出有效空间，且操纵性大大改善，指令响应速度快，此外布置安装上更方便并能为未来的激光、电磁等高能武器提供足够的电力；综合电力推进系统也将提高舰船的生命力，可降低噪声，提高隐蔽性，操作人员可选择最合适的发动机组合形式，确保每台发动机都以最佳效率工作，使系统具有很强的安全可靠性。目前，英国45型驱逐舰及美国的DDG-1000驱逐舰均采用综合电力系统。

3. 舰船动力一般占研制费用9%-18%，综合电力系统成本仅略高于燃气轮机

3.1 国外核动力航母及潜艇动力系统约占研制总费用的11-18%，后期维护费用较高

3.1.1美国海军航母的核动力系统约占总研制费用12%

美国海军第二代核动力航母“尼米兹”级航母（CVN 68）、新服役的第三代核动力航母“福特”级航母（CVN 78）的研制费用构成中，核动力系统占比保持12%不变。“尼米兹”级航母从第一艘于1975年服役，最后一艘“布什”号（CVN 77）2009年服役，根据美国国防部公告，CVN 77的研制费用为58亿美元，核动力系统费用为7亿美元。新一代航母“福特”级航母造价129亿美元，采用了新一代的核反应装置，核动力系统费用占比保持12%不变。

核动力航母中期换料大修费用约占研制费用1/2，主要为核动力装置费用更换及现代化升级费用。与常规动力航母不同，核动力航母的动力装置寿命约30年，到期须进行换料大修。根据美国GAO发布的报告，与常规动力航母相比，核动力航母须额外支出换料大修费用、核动力部门日常保障费用、报废处理费用等，三项费用之和超过了舰艇研制费用。

3.1.2 新一代攻击核潜艇动力系统占总研制费用18%

美国“海狼”级攻击核潜艇动力系统占比11%，新一代“弗吉尼亚”级攻击核潜艇动力系统占比达18%。“海狼”级核潜艇在船电系统、船体机电等方面做了诸多改进，首舰1997年服役，造价高达24亿美元，核动力系统占比为11%。新一代“弗吉尼亚”级攻击核潜艇采用了比“海狼”级更先进的第9代核动力装置（S9G压水堆核反应装置），动力系统占研制总价18%。

3.2 美军水面舰艇“全燃动力化”策略大幅降低动力系统费用

3.2.1规模化使用燃气轮机动力，万吨级驱逐舰动力系统费用占比仅9%

美军水面舰艇普遍使用GE公司的LM2500系列燃气轮机作为主要动力，DDG 51系列驱逐舰动力系统费用占比仅为9%。水面舰艇基本实现“全燃动力化”，如“提康德罗加”级巡洋舰（CG 47）、“阿利?伯克”级驱逐舰（DDG 51）、“黄蜂”级两栖攻击舰（LHD 8）等均采用燃气轮机作为主动力。以DDG 51为例，其单艘舰的平均研制费用为18亿美元，动力装置（包括主机、传动装置、推进器、辅助装置等）费用约1.6亿美元，仅占成本的9.1%，主要得益于美国海军批量购置GE公司的LM2500系列燃气轮机使其单机价格十分低廉。DDG 51的动力系统费用构成中，主机（4台LM2500）占比仅为1/4。

3.2.2 同一型号燃气轮机反复成熟应用，降低新型舰艇的动力系统成本

美军新型濒海战斗舰使用LM2500系列燃气轮机作为主要动力，降低动力系统成本。美军新型濒海战斗舰采用两种型号设计，分别为“独立”级和“自由”级。“独立”级濒海战斗舰由于采用了一贯使用的LM2500系列燃气轮机，其动力系统总价仅6600万美元，而使用了罗·罗MT-30燃气轮机的“自由”级濒海战斗舰的动力系统费用为8400万美元，“独立”级成本降低不少。

3.3 综合电力系统单舰成本仅略高于燃气轮机动力

美国海军新型的“朱姆沃尔特”级驱逐舰（DDG 1000）采用综合电力系统，总成本为1.83亿美元，费用占比为4.3%。作为下一代驱逐舰，DDG 1000采用了综合电力系统在内的多项前沿技术，其单艘舰艇的研制总价超过40亿美元，大幅超出美国海军初始预算，综合电力系统成本占比并不高。

综合电力系统节省了传动装置等费用，且总成本与传统燃气轮机动力系统相比并未大幅增加。DDG 51的燃气轮机动力系统平均成本为1.63亿美元，综合电力系统仅比其增长12%，却大幅提高了舰艇的生命力、机动性、操控性和续航能力。因此，综合电力系统费效比高，是未来舰船动力发展的重要趋势。

4. 燃气动力、综合电力系统或将成为重要发展方向，舰船动力整体市场空间达1300亿

4.1 “两机”重大专项全面启动，舰用燃气轮机发展前景广阔

4.1.1 “两机”专项为“十三五”关键任务，燃气轮机发展迎来关键节点

2016年11月，工信部部长苗圩在全国工业和信息化创新大会上介绍，“十三五”期间，我国将以组织实施重大科技专项为抓手，持续推进高端装备制造业的发展，全面启动实施航空发动机和燃气轮机重大专项。“十三五”期间我国将全面启动实施航空发动机和燃气轮机重大专项，突破“两机”关键技术，推动大型客机发动机、先进直升机发动机、重型燃气轮机等产品研制，初步建立航空发动机和燃气轮机自主创新的基础研究、技术与产品研发和产业体系。

4.1.2 水面舰艇未来要求续航力大、火力和武器装备较强、机动性能较好，燃气轮机将是重点发展方向之一

燃气轮机目前在航母、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰等使用，舰艇航速可达30节左右。GE公司的LM2500系列燃气轮机单机功率可达20MW，在美国、西班牙、以色列、日本等国家水面舰艇上大规模使用；我国目前仅有少量舰艇装备燃气轮机，部分大吨位舰艇仍使用柴油机动力和蒸汽动力。随着对舰船战术性能和舰船吨位级别要求的提高，大功率、高效率、低排放的舰船燃气轮机将是重要发展方向。

4.2 我国舰船综合电力系统研发取得突破性进展，未来有望覆盖大中小吨位各型舰艇

我国舰船综合电力系统技术研发突破，为我军舰船战斗力提升贡献重要力量。海军工程大学马伟明院士团队团队创立了“电力集成”技术思想，研制的三代集成发供电系统，打破了国外技术垄断，奠定了我国舰船发供电领域的国际领先地位。首创舰船中压直流综合电力系统，实现了我国舰船动力从落后到领先国外的跨越，并引领了国际综合电力技术的发展。

国内综合电力系统为“一代半”发展路径，参照欧美发展模式，未来有望装备大中小吨位各类舰艇。舰船综合电力系统可划分为第一、二代，目前，美国海军DDG1000、英国45型驱逐舰采用的IPS均属于一代技术，适用于6000吨以上舰船。欧美列强正竞相开展二代技术探索研究，目标定位于1000t以上全系列舰船。

4.3 我军舰艇未来或仍将继续高峰建造，舰船动力市场空间达1300亿

4.3.1 中美海军力量差距明显，海军舰艇更新换代需求显著

当前中美两国舰船在总吨位上差距明显，我国海军舰艇数量仍有待提高；中美海军舰艇平均吨位也存在较大差距，未来我国舰艇大型化、现代化发展值得关注。此外从舰艇组成结构看，目前我国常规动力潜艇总吨位在海军中仍占据着较大的比重，而美国海军已不再发展常规动力潜艇；我国大型两栖舰的平均吨位仅为美国的四分之一，因此从海军舰艇的组成结构看，我国也仍有较大的发展空间。我国2015年发布的《中国的军事战略》白皮书中明确提出，我国海军将逐步实现近海防御型向近海防御与远海护卫型结合的转变，未来我国海军及相关舰艇的建设值得关注。

4.3.2 未来海军舰艇将围绕航母编队建设，新造舰艇的舰船动力市场空间达1300亿

1）未来我国海军或将建成6个航母编队

海军根据我国在北面、东面和南面的战略需求，我国海军至少需要在三个方向至少前沿部署一艘航母，根据美国的部署经验，航母使用效率最高达50%，因此未来至少需要6个航母编队才能满足我国海军战略部署需求 。当前我国海军仅有“辽宁号”一艘航母，随着新国产航母正式下水，我国航母编队建设或加快。

2）舰船动力系统市场空间达千亿以上

根据同类型舰艇（舰艇类型及性能参数）与美国对比估算，美国海军单个航母编队的舰艇总研制费用超过187亿美元，未来我国海军单个航母编队舰艇研制费用有望达千亿以上。而美国海军航母编队的舰艇研制费用中，舰船动力系统占比约为12.9%，我国航母编队的构成及舰艇成本构成与美国海军舰艇大致相当，由此可知，仅新建舰艇舰船动力市场空间达650亿元。

此外，舰船动力系统中，主机等分系统工作寿命在数千至数万小时不等，须定期检修及更换。根据美国海军的使用经验，后期维修保障费用通常与采购费用相当，因此舰船动力整体市场空间将达1300亿元。

作者：

周海晨，申万宏源制造业研究部首席分析师