(1)涡轮增压器简介
涡轮增压器是现有技术下唯一能使发动机在“工作效率不变”的情况下增加“输出功率”的机械装置。涡轮增压器利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮就压缩空气进入气缸,空气经过压缩后,相同体积下,空气质量增大使得氧气更多,不会消耗发动机额外功率同时可以提升燃烧过程的总效率,从而提高发动机的功率和扭矩,降低汽车废气中颗粒、碳、一氧化碳等有害物质含量,提高热效率,降低汽车油耗率。
涡轮增压器制造工艺要求较高,对大气温度、排气背压比较敏感,因此需要使用耐高温材料制造,并且需要通过复杂的匹配、试验才能投入使用。涡轮增压器技术的应用将有效控制汽车尾气的排放,从而达到各国提升的排放标准和百公里油耗水平的要求。
根据工作原理不同,涡轮增压发动机主要有废气旁通阀涡轮增压器、可变截面涡轮增压器、电子涡轮增压器以及两级可调涡轮增压系统。其中可变截面涡轮增压器更具有节能减排特性,其原理是通过调节涡轮的转速,使得增压器在发动机处于不同的转速工况下可以保证最佳的增压效率,提高增压器的低速介入性能和对发动机转速的响应性,使燃烧更为充分,并有效提高增压器的可靠性,减少排放。
涡轮增压器主要应用于汽车、工程机械、农业机械、船舶、航空等领域的发动机内。汽车行业是涡轮增压器最大的需求产业,汽车行业对于“环保、节能减排”的重视推动了涡轮增压器行业的发展。
(2)全球涡轮增压器市场发展概况
①涡轮增压器配置率逐年提高
随着全球汽车产业的不断发展,汽车产销量及汽车保有量持续增长,并由此加剧了能源紧张和节能环保问题。全球汽车产业转型升级势在必行,节能减排成为产业升级的重要方向之一,汽车生产和消费的主要国家和地区都制定了严格的指导政策及考核时间表。
随着排放法规的日趋严格,世界各国在发展汽车工业的同时,形成了降低燃油消耗、减少温室气体排放的共识,世界各国积极采取措施推动汽车节能技术发展,提升汽车燃油效率,其中轻量化、涡轮增压、气门控制、启停系统等技术均成为重要的发展方向,而涡轮增压器配置可以使得在不牺牲车辆性能的情况下缩小发动机尺寸,提高燃油效率并减少有害气体和车辆颗粒物的排放。
美国、欧洲等成熟汽车市场以及中国、印度等高增长地区越来越多的应用涡轮增压器。根据 PW 咨询机构的报告《Global Turbocharger Market Analysis》,全球约有 81.56%的涡轮增压器用于汽车领域。
涡轮增压技术已成为目前公认的降低内燃机油耗和减少废气排放有效的技术措施之一,可广泛应用于除纯电动汽车(BEV)之外的所有车型。
涡轮增压器主要通过提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,能显著提升燃油经济性和降低尾气排放,在车辆动力总成系统上使用涡轮增压器和电动增压技术,是达到更严格排放标准的最具成本效益的解决方案之一。
乘联会发布数据显示,2024 年 1-6 月的新能源车份额达到 16.8%,其中纯电动车的占比达到 11%,而插电混动是达到 5.8%的汽车比例,而混合动力占到6.3%,油电混动的占比提升。
2023 年度报告及 IHS、KGP 和动力系统研究公司(“PSR”)的数据显示,全球涡轮增压器总产量从 2022 年的约 4,600 万台增至 2023 年的 5,000 万台。
2023 年涡轮增压器市场规模约为 110 亿美元,涡轮增压器行业的中短期增长主要是由混合动力汽车渗透率的预期增长和商用车销量缓慢增长推动的,标准普尔 S&P 预计,全球混合动力汽车产量将从 2023 年的约 1,700 万辆增长到 2027年的 2,700 万辆,复合年增长率为 12%。总体来看,涡轮增压器行业尚存在较大的市场空间。
②全球涡轮增压器竞争的市场格局
从全球市场来看,涡轮增压器市场已形成寡头竞争局面,据中研产业研究院《2023-2028 年中国涡轮增压器行业供需分析及发展前景研究报告》分析,全球涡轮增压器市场基本被盖瑞特(Garrett)、博格华纳(BorgWarner)、三菱重工(MHI)、大陆集团(Continental)、石川岛(IHI)、康明斯(Cummins)等巨头寡头垄断,共占全球涡轮增压器市场的九成以上。其中博格华纳涡轮增压器出货量占据全球约 29%的市场份额,为全球第一大涡轮增压器制造商。
上述国际涡轮增压器制造商为降低采购成本,普遍采取“全球化采购”的采购策略,且采购订单主要面向已经通过其认证的合格供应商,因此,下游涡轮增压器制造商规模化发展将有力推动上游增压器零部件企业的规模化发展。
(3)国内涡轮增压器行业概况
①“节能减排”的基本国策是促进涡轮增压器发展的重要因素
我国提出的“碳中和”目标对汽车排放标准亦日趋严格,节能减排已经成为汽车行业发展的主旋律,促使汽车零部件行业不断进行技术革新;根据《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》报告,2035 年总体乘用车油耗控制目标为2.0L/100km。在此背景下,节能减排发展趋势将长期利好轻量化技术和涡轮增压技术等相关技术发展,催生相关产品市场的新需求。
涡轮增压器可以应用于燃油车、新能源混动汽车、氢燃料电池车上,装有涡轮增压器的汽车具有燃油效率高、低排放的优势,根据中国汽车工程协会数据及盖世汽车资讯网数据,2023 年国内涡轮增压器在传统能源乘用车的渗透率已达到 70.5%,而欧洲由于更为严格的法规要求,渗透率已经达到 78.7%,美国目前的渗透率较低仅为 30%左右。同时受到我国“节能减排”政策的推动,未来涡轮增压器在汽车中的渗透率将进一步提升。据盖世汽车研究院预测,到 2025 年,内燃机车型的涡轮增压器渗透率将达到 71.3%,混动车型的涡轮增压器搭载率则将达到 87.9%。
②国际涡轮增压器制造商在国内市场中占据主导地位
在全球经济一体化的背景下,为降低生产成本,国际涡轮增压器制造商采取全球化生产战略,在欧洲、亚太、北美等地区设立生产基地。涡轮增压器主要零部件的生产工艺和检测要求较为严格,行业进入壁垒高。
思瀚产业研究院《2024-2029年中国涡轮增压器行业竞争格局及发展前景研究分析报告》分析:我国涡轮增压器制造企业主要分三类梯队:第一梯队是技术与市场优势明显的寡头外资企业,如盖瑞特(Garrett)、博格华纳(BorgWarner)、三菱重工(MHI)、大陆集团(Continental)、石川岛(IHI)、康明斯(Cummins)等,通过在中国建立独资或合资企业,参与中国主机配套市场和售后服务市场的竞争,占据主导地位。
第二梯队是国内大型国有或民营企业,主要有丰沃集团、西菱动力、威孚集团、湖南天雁、康跃科技、无锡威易发精密等,他们通过研发和再创新,打造自主品牌参与主机配套市场和售后服务市场竞争。第三梯队是一些民营企业,他们的数目较多,规模不大,通过模仿上述企业的产品,主要参与配件市场竞争。
根据思瀚咨询发布的《2024-2029年中国涡轮增压器行业竞争格局及发展前景研究分析报告》中说明,我国本土涡轮增压器制造企业在关键零部件的生产技术和检测装备上与国际巨头存在差距,其产能规模、研发实力、管理水平制约了我国涡轮增压器行业的发展。目前丰沃集团、康跃科技、湖南天雁、潍坊富源、奕森科技等国内品牌企业,也正在努力提升自己的研发实力,产品有一定的竞争力。
更多行业研究分析请参考思瀚产业研究院《2024-2029年中国涡轮增压器行业竞争格局及发展前景研究分析报告》官网,同时思瀚产业研究院亦提供行研报告、可研报告(立项审批备案、银行贷款、投资决策、集团上会)、产业规划、园区规划、商业计划书(股权融资、招商合资、内部决策)、专项调研、建筑设计、境外投资报告等相关咨询服务方案