夜雨聆风
各位师兄、师姐、师弟、师妹，大家晚上好，我是07左亚强，感谢校友群给我机会分享燃机相关的一些个人见解。
我今天的分享，主要包括下面几个方面的内容：
1.当前美国AI数据中心驱动的世界燃机行情简要介绍与分析
2.燃机基本原理和特性概述
3.燃机技术发展简史
4.世界燃机市场与国内燃机市场历史行情回顾与分析
5.燃机国内外市场竞争格局浅析
6.关于燃机的几个常见的问题的个人看法
先说第一个部分：美国AI数据中心驱动的世界燃机行情简要介绍与分析
理解这个话题的关键词是：天时、地利、人不和。
所谓“天时”，就是AI数据中心带来的短期内巨大的高价值电力需求。
所谓“地利”，就是美国地理上的广阔性放大了燃机在独立性方面的优势（后面特性不会会详细解释这个优势），相对低廉的天然气价格又决定了燃机电厂的运行成本优势，
所谓“人不和”，就是AI数据中心竞争的建设的急迫性，直接导致了一个抢装潮。大家抢着上数据中心，唯恐落在竞争对手后面，所以燃机电厂建设周期短的优势也被放大了。我最早听说AI还在布局核电的时候，是有点不解的，因为一般认为这俩是两个极端，不太能被同一个应用场景同时需要。想通了“人不和”这一点，我反而觉得人家确实深谋远虑：短期内搞燃机占住坑，长期布局核电大大提高稳定性。人家根本没追求合理，人家要的就是“卷”。
谁能早点把AI的能力建设起来，谁就可能赢家通吃，干死竞争对手，所以有那么点不计代价搞“军备竞赛”的意思，那么用燃机到底合不合理，就不那么重要了。要的就是“快”！
在这一波大行情中，国外大小厂商可以说供不应求，订单排到2030年。
在这个背景下，本来在技术方面略显“落后”的国内燃机厂商，以及是上游厂商，多少还吃到了一些需求外溢的红利。但整体来说，这种红利对国内主机厂商来说，比较间接。更多还是国外厂商转向北美市场以后，国内厂商在国内及其他一些市场面临的竞争压力有所缓解。再讲透彻一点，就是再国内厂商的产品中，“合资”燃机没法买到北美市场；“自主”燃机的技术、业绩积累，竞争力还不够顶尖。唯一的例外，据说东汽G50卖了20台到加拿大，具体情况不了解。
2 燃机基本原理和特性概述
理解这个话题的关键词是：火车、内耗
所谓“火车”，不是我们通常理解的那个火车，而是我现编的一个概念，能够帮大家快速建立对于燃机原理的认识。大家只要先想一下水车动力的原理是什么，再想想风车动力的原理是什么，然后尝试把液态的水换成气态，再把气态但常温的风换成高温的“火”，去推动叶轮高速旋转，就得到了燃机的核心原理。只是风车的风和水车的水是从自然界来的，而燃机的这个“火”是人自己给“火车“配的，办法就是给一个炉子疯狂鼓风。因为燃料在炉子里面燃烧输入了能量，火车除了能够自己带动鼓风机，还有余力对外输出动力。这个用火推动的车就叫做透平（或者涡轮），炉子叫做燃烧室，鼓风机叫做压气机。
所谓“内耗“，有两个方面的含义。好的方面就是”内“，燃机自带烧火和用火的所有结构，所以对外部条件（不管是场地、设备、水等工质）的依赖性都很小。所以在地广人稀的地方布置有优势嘛，又因为结构紧凑，所以布置起来也快，相对锅炉、汽轮机来说没那么多需要拼拼凑凑的工作要做。你想，燃机跟航发是一奶同胞，只要燃料管够，人家挂在飞机翅膀上能”嗖“的一声飞上天咔咔跑，还怕什么”孤立无援“。
不好的方面就在于”耗“，运行起来对本身的损耗大，通俗来说就是更容易坏、会更早坏。相对于汽轮机，燃机温度高、压力低。所以汽轮机是“高压锅焖煮”，燃机是“薄铁板干烧”。相对于内燃机，燃机整体采用了回转式叶轮结构，而不是往复式活塞结构。所以内燃机是“铁包火”，燃机是“火包铁”。所以燃机的维护成本高，开始运行以后，在维护方面对厂家的依赖程度高。
3 燃机技术发展简史
理解这个话题的关键词是：天地同力
意思是燃机有航空发动机和地面燃机两条技术路线。
地面燃机路线，简单来说，就是把用锅炉-汽轮机这套技术路线里面的中间商“水/蒸汽“给踢开了，直接用燃烧的烟气推动轮机做功。把”烧开水“变成”烧火“，这样就只需要炉子，不需要锅了，所以整套系统可以做得又小又快。
用在天上的航发路线，首先是发现活塞式航空发动机在高空稀薄空气中燃烧不充分、动力下降太严重，所以配备了涡轮增压，用涡轮压气机把空气压缩后再送进气缸燃烧做功，然后排气还能驱动一个废气涡轮利用余速。再然后，因为发现一冷一热两个涡轮其实是有功差的，干脆直接把活塞取消了，涡轮增压后直接燃烧再进一个涡轮膨胀，自己驱动自己还有余力对外输出动力，就变成了喷气式航发。
要说这俩的区别，大家可以简单粗暴的理解成，喷气式航发最后面是个喷嘴，负责把能量转换成排气的速度/动量的形式，从而获得反向的推力。而地面燃机最后面是个大风车/‘’火车“，负责把能量转换成轴上的扭矩，用来驱动载荷（可以是发电机也可以是其他设备，比如泵、鼓风机、车轮、螺旋桨）。
有一种燃机叫做航改型燃机，大家可以简单粗暴地理解成就是把航空发动机拆到地面上然后再给它配一个大风车/‘’火车“，让它从一个疯狂喷火的“喷子”变成一根力度很大的“搅屎棍”。
巧的是，这两条技术路线都是在1939年获得成功的，此后就一直相对独立又互相交融地发展着。
4. 世界燃机市场与国内燃机市场历史行情回顾与分析
理解这个话题的关键词是：奉天、承运、盛世、中兴。
所谓奉天，是指1964年~1974年，燃机应用的“落地”阶段
这个阶段，一方面燃机技术算是从航发向地面应用”溢出“了；另一方面就是燃机在天然气开采、输运方面的作用，反过来为更大规模的燃机应用准备了条件。燃机驱动的压裂设备、发电设备，在油气开采上很有优势。油和气地输运管路，也是燃驱地重要应用场景。用得多，就有更多油气，也就需要更多的燃机了。
所谓承运，是指 1979年~1988年 世界燃机市场初步形成阶段。
这个阶段，因为各种外部因素的变化，燃机发电在上下游的优势都凸显出来。上游就是天然气管网初具规模正好赶上石油危机，下游是煤电污染大，核电出了巴厘岛事故，空调的普及又带来了巨大的调峰需求。所以，燃机的应用规模加速，是一个应运而生的结果。
所谓盛世，是指 1998年~2002年 调峰电价驱动的“美国泡沫”
在美国1996年电力私有化带来的诸多问题中，调峰容量严重不足导致的系统性风险，推高了调峰电价，进而催生了后被称为“美国泡沫”的一轮狂热行情。大家先是抢着上成本低、赚钱的煤电、核电，导致快速启停、变负荷的装机容量占比很低，一点波动电网就受不了，出了大规模停电事故。所以一下子调峰电价奇高，大家又抢着上燃机。
所谓中兴，是指 2006年~2010年 页岩气“小阳春”
本来2001年到2015年世界燃机市场的整体行情呈现一个持续回落至正常的趋势。但又有了一波逆势增长，是美国“页岩气革命”的直接结果。因为美国页岩气开采技术的突破，页岩气开采成本大大下降，导致了天然气供给形势大大利好于燃机发电，燃机自然就又大卖了一波。
总结一下规律：
1. 牛市都是老美拉动的。
2. 牛市都是燃机发电在上下游中的相对优势凸显后出现的。据说，无论有什么风吹草动，A股都会捂着胸口率先倒下。而气变便宜或者油/煤变贵，调峰需求变大/核电受限，燃机都会大卖。
3. 牛市退潮都很惨淡。
这波AI驱动的行情，大概也不会例外。
要说国内市场的燃机的规律，可以说非常简单，就是2002年之前零敲碎打，2002之后西气东输。分界点就是2002年西气东输，给大规模燃机发电的应用提供了决定性的基础条件。
02年之前，国内有一些燃机，进口居多，总体体量很小，都是特殊需求才会用到。02年国家搞“以市场换技术”、“打捆招标”，上了一大批，但是因为总体体量有限，并没有形成高铁那样让国内厂商完全掌握技术的局面。
5 燃机国内外市场竞争格局浅析
重型燃机的大玩家就是GE、西门子、三菱，不管是技术还是市场，都是最具有代表性的。安萨尔多也是值得拿出来说的，因为他们继承了原来阿尔斯通的燃机技术，在H级方面有GT36这个机型。国际市场上，还是GE和西门子大幅领先。
航发嘛，三大家就是GE、罗罗和普惠，所以这三家在小燃机/航改机方面实力也很强。GE航空跟GE vernova现在不是一家了，罗罗的工业燃机卖给了西门子。
国内整体来说，风头最盛的是东汽，“合资”重燃市占率算是最高的吧，自主燃机也是走得最远的。上汽在“合资”燃机自主化方面走得算是最远的，但是自主燃机还没有下线。哈汽“合资”燃机好像只搞H级了，但是自主燃机已经有产品了。另外像杭汽、中航发、中科国盛也都有各自的产品了。更小的燃机公司也非常多，各有各的优势和特点，但同时也是泥沙俱下，有很多我“看不懂”的现象。一方面，有句话叫做退潮之后就知道谁在裸泳，但又有句话叫做“fake it until make it”。在我们能动陈学俊院士1949年出版的《燃气轮机动力厂》里面有一句话：“燃气轮机本身在今日已绝非一种新发明，惟以往燃气轮机之进展所迟滞不进之原因，乃在材料问题之未得满意解决耳。”有意思的是，这句话在70多年前非常正确，如今看来，好像更加正确了。在我看来，燃机原理本身并不复杂，难在工程技术。而工程技术，很多时候，归根到底，都能用钱解决，只是我们很多技术人员不愿意承认而已。所以在大潮之下，如果真有人靠“造”假“骗”来了钱，如果他还能把钱真的用在解决问题上，成败犹未可知。
说到这个，我们正好引入今天我想分享的最后一个部分：关于燃机的几个常见的问题的个人看法。
第一个是航发和重燃技术孰强孰弱的问题。
懂一点但不多的人，会马上说航发技术对重燃是降维打击。知道得更多的人可能会倾向于其中一种，并能举出各种例子。了解得更深的人，会觉得很难回答，甚至觉得可比性很差。
我的答案是，在技术层面，肯定是航发更先进，但如果想从更深层次的原理方面来解释为什么会这样，都是徒劳。因为这本质上是个经济问题，航发技术先进，最主要的原因就是“但手熟尔”。航发的市场总体量大于燃机，但个体的功率等级却小于燃机，就决定了航发机群数量远远大于燃机，技术迭代的基础远较重燃深厚。这也是为什么重燃只有在航发碰不到的问题上存在无法被兼容的领域的原因。也只有这样才能解释为什么只有航改燃，没有燃改航。为了避免泛泛而谈，我还是举一个例子吧。9F燃机满负荷工况，一个小时的气耗就是8万方。不说24万人民币的天然气市场价格，就说为了建设这么大体量的天然气输运、保障能力，需要多少成本？这种绝对值上的大体量，就决定重燃迭代的步子，快不起来。
第二个是燃机技术瓶颈的问题
前面我引用过陈学俊院士关于材料的论断，这也是对燃机有所了解的人对燃机最普遍的认识，就是觉得材料不行，高温热部件不行，限制了燃机技术的发展。
首先这个认识肯定不错，实际上现在自主化也好，突破卡脖子也好，都要在这个方向上重点发力。
但我要说其实还不够，真想要了解燃机，大家还是要关注压气机，要知道热部件其实难在工艺，而燃机设计的难点其实在压气机上。因为高温的透平/涡轮部分的压力变化是跟自然界的方向一致的，而压气机是逆自然方向，就像让热量从低温问题向高温传递一样，你需要做很多额外的工作。那么做这些工作的过程中，自然而然地就会碰到很多跟你意图相反的现象，问题就接踵而至。如果说搞定热通道热部件是燃机厂商能够入门、能够上桌的条件，那么搞定压气机就是决定了这个厂商能不能在市场上站得住脚的条件。
第三个是燃机靠服务“宰客”、赚钱的问题
我自己是干这个的，可能有点为自己的饭碗辩护的意思，大家批判地看待吧。
技术上讲，燃机为了追求高性能，不断拔高参数是必然选择，本质上走的就是一条一边划船一边漏水的路线。所以这时候，问题就不是漏不漏的问题，而是漏多少，能不能在上岸之前保持不沉的问题。燃机服务的水平，就是用技术手段提供一个上岸之前不沉的保障，然后收取高价，这个本身确实是高成本、高价值的。
商业伦理上，其实燃机厂商承担了技术研发和运维保障的双重风险，虽然用户怨声载道，但多年来，似乎已经接受了骂骂咧咧接受厂商高价服务的现状。我常听电厂说“逼死我们你们也没活路”，我也常听我们领导说“逼死我们你们就只能任老外宰割了”，大概都有道理。
还有点时间，我讲讲燃机长协服务的价值构成问题。
一般叶片有“两条命”，都是在大修时更换，中修时可以返修后再用一次。但在实际操作中，为了缩短检修工期，通常会提前准备一整套透平叶片，待开缸后直接进行替换。然后，再根据具体级分的叶片理论寿命和实际状态决定是报废还是修复后再继续使用。通常这些拆下来的叶片即便是经过了修复，也不会再装回原来的机组，而是进入备件库进行流转，以替换到另一台机组中。
所以，叶片和机组的中大修，可能并不是严格对应的。有可能中修换上去的叶片是全新的，还能运行一个完整的大修周期；也有可能，大修时得到的是从另一台机上拆下来修过的叶片，再运行一个中修就要彻底报废了。
注意大修是原则上都要报废，中修是原则上都能够修复。但实际上，每次中大修，总有一定比例的叶片，会提前出现不可修复的损伤。也就是因为第一条命过得太苦了，直接就要提前挂了。
这个比例，就是燃机长期服务协议模式的基础逻辑。
假设厂家根据设计参数、运行模式、外部边界条件和历史经验，掌握了一个x的平均报废率，然后向市场提供一个2倍x的总包价格，然后承诺无论实际报废率是多少，都由厂家吃进。
那么，除了备件本身的价值和为了拆装、检测备件进行的服务活动的价值，厂家实际上还在出售一种保险。只要厂家在市场上维持的机群数量足够大，这个保险就能维持稳定的收益。
当然，为了控制实际的报废率，厂家必须在备件质量和服务技术水平乃至电厂的日常运维上付出实际的努力。这是这一商业模式得以盈利的物理基础，同时也是厂家在实行这一商业模式时的优势。
所以我有时会说，燃机厂家卖服务，卖的不是念经的“和尚”钱；是出了问题跑不掉的“庙”钱。
一个螺丝卖好几倍产品价格，就得做好准备，万一因为这个螺丝有问题把叶片打了，库里就有能够全部赔进去的叶片。
