数据中心灾备电源市场需求旺盛 [page::0][page::1]

• 2024年中国数据中心用柴油发电机组市场空间超55亿元，2025年预计达83亿元，同比增长49%。

- 24-28年年复合增长率（CAGR）达27%。

• 灾备电源为数据中心必需，柴油发电机组提供长时间持续电力供应，UPS仅提供短期电力保障。

灾备电源技术特点与替代难题 [page::2][page::3]

• 现阶段柴油发电机组替代方案包括燃气机组、锂电池储能系统和PEM燃料电池，但均因成本、空间及燃料供应问题短期难替代柴油发电机。

- 燃气机组启动慢且燃料供应依赖管道，锂电池储能系统投资及运维成本高，适合短时间供电；PEM燃料电池维护复杂且绿氢供应受限。

柴油发电机组结构与市场格局 [page::4][page::5]

• 柴油机组核心为柴油发动机，成本占比约60%，发电机和控制系统占剩余成本。

- 应用涵盖备用电源、移动电源及替代电源，广泛用于数据中心、电网设施及户外作业。

• 2024年数据中心用机组市场，康明斯占35%，卡特彼勒与科泰电源各15%，海外企业份额超50%。

- 机组正向大功率方向发展，容量普遍超过20MW，结合虚拟电厂等新模式提升利用效率。

大功率柴油发动机产能紧缺与国产竞争格局 [page::6][page::7][page::8]

• 大缸径柴油发动机市场长期被潍柴、玉柴等国产品牌和康明斯、MTU等海外厂商占据，国产约占10%份额。

- 海外主流厂商增产计划推进缓慢，康明斯产能提升需平衡采矿业产能需求，MTU合资扩产计划2025年下半年投产，卡特彼勒扩产计划尚未明确到货时间，三菱暂无扩产安排。

• 海外发动机及机组价格普遍高于国内市场近50%，海外优先供应美国市场，国内供应趋紧。

- 国产柴油发动机技术性能逐步接近海外主流产品，燃油喷射、电控等关键技术升级，国产品牌有望借海外扩产瓶颈加速市场渗透。

风险提示 [page::8]

• 数据中心建设及资本开支若不及预期，将影响柴油发电机组需求。

- 海外发动机产能若快速释放，可能压制机组价格与企业利润。

中金 | AI 探电（五）：海外产能紧缺，灾备电源迎量价齐升机遇 — 深度分析报告

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一、元数据与概览

报告标题： 中金 | AI 探电（五）：海外产能紧缺，灾备电源迎量价齐升机遇
作者： 季枫、曾韬等
发布机构： 中金公司
发布日期： 2025年2月7日
主题领域： 数据中心灾备电源市场分析，柴油发电机组产业链与海外产能限制，国产替代机遇
核心观点与目标：
报告聚焦于数据中心灾备电源市场，特别强调2024-2025年中国市场灾备柴油发电机组需求快速增长，市场空间从55亿元跃升至83亿元，年复合增长率（CAGR）约27%。因海外核心发动机产能扩张受限，国外品牌价格和产量弹性高，国产柴油发动机及机组企业迎来品牌和市场份额提升的重要机会。报告提示，尽管存在新能源替代方案，但柴油发电机短期难以被替代。最后，指出数据中心建设需求不及预期及价格上涨不达预期为主要风险因素。[page::0,1]

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二、逐节深度解读

2.1 灾备电源为数据中心必要组成部分

• 关键论点：

数据中心灾备电源是电力保障的最后一道防线，典型电源架构包含双路市电、UPS（不间断电源）和柴油发电机组。UPS保证断电后的短时间供电，柴油发电机组提供持续电力供应。2024年中国数据中心柴油发电机组市场空间预计超55亿元，2025年达83亿元，同比增长49%，预计2024-2028年CAGR为27%。柴油发电机以2MW/台为主，均价约200-220万/台。[page::1]

• 推理与依据：

通过数据中心资本开支的持续增长测算算力功率需求及其衍生的电力需求，体现了数据中心建设规模及算力升级带动灾备电源市场扩张。UPS只能负担瞬时断电后数分钟内的供电，超过时间依赖柴油机组，保障数据中心IT负载连续性。

2.2 柴油发电机短期难被替代

• 论点：

虽有燃气机组、锂电池储能、PEM燃料电池等新能源技术研发，但均难在短期替代柴油发电机：

- 燃气机组初投资、占地面积更大，启动时间稍逊，且燃料管道可得性差。
- 锂电池系统成本及维护费用高，适用时间短（<4小时）。
- PEM燃料电池投资和运行成本都较高，氢供应基础设施不足。

• 数据说明：

燃气机组和新能源汽车成本结构及环境影响评估显示柴油机组仍具明显价格和实用优势。[page::2]

2.3 柴油发电机组结构与应用

• 结构： 柴油机是核心，占成本60%，发电机占15%，其他耗材及系统占比25%。

- 应用场景与作用：
- 备用电源（数据中心、核电站、医院等关键设施）
- 移动电源（灾害抢险、野外作业）
- 替代电源（无电网或不稳定电网地区）

• 市场竞争格局：

2024年中国市场中，康明斯占35%，科泰电源及卡特彼勒均为15%，海外企业份额超过50%。[page::3,4,5]

• 趋势： 功率逐步大型化，单台功率由1.8-2MW向更高规格迭代，商业模式趋多元化，包括虚拟电厂提高利用率和机动调峰能力。[page::5]

2.4 大缸径柴油发动机市场与海外扩产瓶颈

• 市场现状：

大缸径（缸径>150mm，6缸及以上）发动机为发电和船舶用发动机，发电占80%以上，数据中心属此细分市场。国产份额仅约10%，海外企业主导市场。

• 图谱分析：

2022年中国6缸及以上发动机格局中，潍柴33%，玉柴22%，东风康明斯16%，其他小厂占比少量，但海内外品牌竞争明显。2024年数据中心用柴油发动机市场，以康明斯（35%）和MTU（35%）为主导。[page::6]

• 海外扩产计划与限制：

- 康明斯目标2025年底将QSK95发动机产能翻倍，当前完成30%，扩产受限于供应链及矿业需求平衡，产能提升周期长。
- MTU与玉柴合资扩产计划预计2025年下半年投产。
- 卡特彼勒2024年投资7.25亿美元扩建发动机中心，计划满足全球数据中心备用电源增长需求。
- 三菱暂无扩产方案。

• 供应链瓶颈： 发动机核心部件（涡轮增压器、燃油喷射系统等）依赖少数供应商，生产复杂，曲轴、缸盖等零部件缺货限制产能扩展。历史投产周期达约3年。

- 价格差异： 海外发动机机组价格普遍比国内高出约50%，优先供应美国市场，进一步限制国内供应量。[page::7]

2.5 国产柴油发动机现状与竞争力提升

• 技术进步： 国产柴油机在发动机带载能力、喷油技术、涡轮技术等核心性能上已接近进口品牌，潍柴、玉柴等厂商不断提升产品成熟度。

- 挑战与机遇： 历史应用案例和品牌认可度仍较海外品牌弱，但产能紧缺促使国产品牌加速市场渗透，提升份额。

• 参数对比： 国内外主要柴油机型功率范围、缸数、燃油消耗率等基本参数接近。潍柴M55（1200-2000kW）与MTU 4000系列（1420-2590kW）、康明斯QSK系列相近，显示国产发动机在高端大功率市场具备竞争力。[page::7,8]

2.6 风险提示

• 数据中心建设需求不及预期，会导致柴油发电机组需求显著下降，影响市场空间和价格预期。

- 海外发动机若意外实现快速产能释放，将抑制供给紧张局面，导致柴发机组价格涨幅低于预期，影响企业利润率。[page::8]

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三、图表深度解读

3.1 数据中心电源架构图（第1页图片）

图表展示常规数据中心的多级供电保障系统：20kV高压电网通过变压器向UPS和柴油发电机组供电，UPS连接到PDU（配电单元），最终为AI服务器机架及GPU等关键负载提供电能。柴油发电机组在市电断供时启动，保障IT设备长期连续供电。此图清楚定位了柴油机组在整体电力保障体系中的角色，强化了其作为灾备电源的必要性质。[page::1]

3.2 灾备电源市场规模测算表（第2页表格）

该表详细量化了自2020年至2028年通用及智能算力规模增长，及其带来的功率和灾备电源需求增长。从基准假设看，2024年新增功率需求约4.84GW，预计2028年达11.59GW，折合柴发市场空间从55亿元快速增长至144亿元，充分显示了底层算力扩张驱动柴发市场的巨大潜力。价格稳定提升的前提下，预期市场容量持续扩张。[page::2]

3.3 各类灾备电源技术对比表（第3页HTML表）

多维度对比柴油发电机、燃气发电机、锂电池储能、PEM燃料电池的环境影响、成本结构、占地需求及燃料供应可得性，柴油机在投资金额、运维成本、燃料利用效率及成熟度方面具有优势，是目前数据中心灾备电源的首选，新能源替代虽具生态潜力但短期难形成规模。[page::2,3]

3.4 柴油发电机组结构图（第4页图片）

示意图详细描绘柴油机组核心部件：柴油发动机、发电机、控制系统及底盘结构等。图形帮助理解柴油发动机成本占比最大（60%），是整机技术和供应链的核心点，关系到整体机组性能和可靠性。此图为后续讨论发动机国产替代奠定理解基础。[page::4]

3.5 市场份额饼图（第5页图片）

2024年中国数据中心柴发机组市场主要由康明斯独占35%，科泰电源和卡特彼勒各15%，其他品牌占据剩余35%。海外企业合计约占半壁江山，国产品牌仍处于追赶阶段。该结构凸显海外垄断格局，同时也显现国产品牌发展潜力和空间。[page::5]

3.6 6缸及以上发电用柴油发动机市场份额（第6页图片）

图表显示中国发动机市场格局中，潍柴动力占33%、玉柴占22%、东风康明斯16%，国产强势品牌占约70%以上，但数据中心高端领域海外品牌依旧占优。这种分布显现国产发动机在大功率市场已具备坚实基础，为数据中心领域国产替代提供土壤。[page::6]

3.7 2024年数据中心用柴油发动机竞争格局（第6页）

康明斯和MTU各占35%，卡特彼勒15%，三菱和潍柴分别占5%和7%。显示高端细分市场海外品牌主导，国产品牌需突破技术与规模瓶颈加强渗透。[page::6]

3.8 柴油发动机参数对比表（第8页HTML）

列举潍柴、玉柴与海外主流大缸径高速柴油发动机多个型号的额定功率、备用容量、缸数、燃油消耗率等指标。国产发动机在功率覆盖、燃油效率等方面与进口竞品高度接近，支持报告“国产产品性能无明显差距”结论。[page::8]

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四、估值分析

报告未直述具体估值模型与目标价，但关注的产业发展趋势、市场规模、价格弹性及产能扩张步伐均意味着相关龙头企业营收和利润有望稳健增长。量价齐升的市场供需环境，结合国产替代占比的提升，是驱动公司业绩提升的重要逻辑。未来估值空间有待结合财务数据具体测算。

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五、风险因素评估

• 建设需求不足： 主要买方云厂商资本开支若落地遭遇波折，影响柴发市场需求。

- 海外产能扩充风险： 康明斯、MTU、卡特彼勒若加快扩产，缓解供需紧张，可能抑制价格上涨，压缩国产品牌盈利空间。
无明显缓解策略披露，关注风险事件对行业和个股的影响敏感性。[page::0,8]

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六、批判性视角与细微差别

• 报告偏重于国产机遇视角，强调国产技术接近进口，但缺少对国产品牌在可靠性、售后服务、长周期表现的详细论证，假设国产品牌渗透有较大空间仍需关注实际应用反馈。

- 对海外产能扩增受限及价格溢价的叙述充分，但未全面探讨是否存在因政策或补贴调整而导致新能源替代快速推进的可能，略显保守。

• 国产品牌技术参数对比虽详细，但未展示完整用户端反馈、寿命周期成本等关键信息。

- 供需分析重视短周期外部约束，较少对长期竞争和技术变革的敏感性分析，存在一定局限。

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七、结论性综合

本报告系统且深入分析了数据中心灾备电源行业现状与前景。核心结论是：

• 数据中心算力快速增长带动巨大灾备电源需求，对高可靠性的柴油发电机组依赖持续增加。2024年中国数据中心柴发机组市场空间预计超55亿元，2025年达83亿元，年均增长显著。
• 尽管柴油发电机存在环保不足问题，短期内仍难被新能源替代方案有效替代，燃气机组、锂电池储能、PEM氢燃料电池均因成本、占地及燃料供应限制受到限制。
• 柴油发动机是机组成本核心（占比60%），大缸径高速发动机市场以海外品牌为主，国产品牌占比仅10%左右，海外产能扩张受零部件供应链限制，产能释放周期长。
• 受海外发动机产能扩展缓慢影响，数据中心柴发机组供应紧张，价格弹性明显，国产发动机加速渗透正成为明确趋势。
• 国产发动机技术水平接近海外领先企业，存在品牌提升及市场渗透空间，产业格局有望重塑。
• 需要警惕的数据风险包括数据中心建设放缓和海外产能突增导致的价格和需求波动。

配套图表清晰展示了电源架构、市场空间测算、技术路线对比、市场份额及关键产品参数，强有力地支撑文本论述。综合来看，作者持较为积极的国产替代与行业增长判断，对相关产业链上下游企业未来业绩提升具有较强指导意义。[page::0,1,2,3,4,5,6,7,8]

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备注

本报告以产业链视角结合市场数据与供应链状况，科学剖析灾备电源领域的供需平衡与价格弹性，并且深入品牌竞争格局与技术参数，逻辑清晰，内容详实，适用于金融投资分析及行业洞察。

报告