1、 证券研究报告证券研究报告行业深度研究行业深度研究 电磁电磁产业链系列报告之产业链系列报告之一一 新型舰船推进发展方向， 综合电推进新型舰船推进发展方向， 综合电推进 入行业增长期入行业增长期 一、船舶电力推进基本概念一、船舶电力推进基本概念 船舶推进方式是指船舶从原动机到螺旋桨的功率传输方式，船舶推进方式是指船舶从原动机到螺旋桨的功率传输方式， 可分为机械推进和电力推进两大类。可分为机械推进和电力推进两大类。 电力推进根据不同维度可分 为多种类型。根据电力推进方式占比可分为混合电力推进和全电 力推进，根据电动机的布局位置可分为吊舱式和非吊舱式，根据 推进负载与非推进负载的电力管理和分配方式可
2、分为综合电力 推进等。 对于民船和军船而言，电力推进技术的共同优越性有十点： 一是增加有效载荷；二是降低振动；三是提高灵活性；四是增强 可靠性； 五是提高机动性； 六是减少维护保养量； 七是节省燃油； 八是提高自动化程度；九是延长设备寿命；十是技术升级。对于 海军舰船而言，电力推进还具有增加隐身性、提高生存能力、增 加武器功率、提高对电磁设备的适配性的优点。但是由于经济性 较低、全功率运营效率较低的劣势，目前电力推进没有在三大主 流民用商船上广泛应用。 二、二、新型舰船主要发展方向，特种民用船舶渗透率较高新型舰船主要发展方向，特种民用船舶渗透率较高 综合电力推进是新型舰船主要推进发展方向综合电
3、力推进是新型舰船主要推进发展方向。在军船领域， 电力推进系统最早主要应用于潜水艇，随后逐步向小型水面舰艇 发展， 2000 年以后开始逐步应用于驱逐舰、 航母等大型水面舰艇。 美国、英国、法国等海军强国在电力推进技术上走在前列，新型 舰船大多采用电力推进。 目前中船重工目前中船重工 712712 所已完全掌握船舶电力推进系统及核心所已完全掌握船舶电力推进系统及核心 设备的关键技术和研制能力，具备了中压、低压系列化产品的研设备的关键技术和研制能力，具备了中压、低压系列化产品的研 制及供货能力。制及供货能力。随着我国国产产品技术水平的进一步提高，将有 望逐步应用于驱逐舰、护卫舰等大型水面舰艇。 民
4、品领域， 电力推进应用率逐步提高， 整个市场呈扩张趋势。民品领域， 电力推进应用率逐步提高， 整个市场呈扩张趋势。 从 2010 年-2019 年完工船舶各类推进方式占比图中可以看出， 采 用电力推进的完工船舶占比从 2010 年的 3.74%上升到 2019 年的 4.96%，其中，2017、2018 年船舶电力推进占比均超过 7%，2019 年有所下降主要因为整体船舶市场处于低谷，特别是油价持续低 迷，海工船舶等主要应用电力推进船型订单量较少。采用电力混 合推进方式的船舶占比也有较大提升， 从 2010 年的 0.33%提高到 2019 年的 0.73%。 维持维持 增持增持 黎韬扬黎韬扬
5、 执业证书编号：S01 发布日期： 2020 年 04 月 21 日 市场表现市场表现 相关研究报告相关研究报告 -46% -26% -6% 14% 34% 2017/7/32018/7/32019/7/3 船舶制造上证指数 船舶制造船舶制造 行业深度研究报告 船舶制造船舶制造 请参阅最后一页的重要声明 从建造国家来看， 欧洲完工的船舶采用电力推进的比例较高。从建造国家来看， 欧洲完工的船舶采用电力推进的比例较高。 一方面由于欧洲生产的船型主要为豪华邮轮、 海工船以及特殊船型，这些船型较为适合应用电力推进系统，另一方面也因为全球主要的电力推进系统
6、生产厂 商均在欧洲，技术和产业链较为成熟。2019 年中国完工的船舶电力推进占比仅为 3.94%，但从绝对量来讲，由 于基数较大，中国完工的电力推进船舶数量全球最高，占全球完工电力推进船舶的 23.36%。 三、三、全球市场集中度提升，三大厂商占据半壁江山全球市场集中度提升，三大厂商占据半壁江山 市场向龙头集中， 三大欧洲厂商全球市市场向龙头集中， 三大欧洲厂商全球市场占比接近场占比接近 50%。 目前主要的厂商有 ABB （瑞士） 、 劳斯莱斯(英国)、 肖特尔（德国） 、瓦锡兰（芬兰） 、斯迪舶（芬兰） 、斯卡纳伏尔达（挪威） 、川崎重工（日本） 、Nakashima（日 本）等。ABB、
7、劳斯莱斯和肖特尔凭借技术优势在电推市场中的份额一直保持领先地位，2019 年电推系统市场 中劳斯莱斯的份额为 28%，肖特尔占 10%，ABB 占 10%，合计占到全球市场 50%。 国内船舶电推市场份额波动较大。国内船舶电推市场份额波动较大。从 2014-2017 年，国外企业在中国电推市场份额逐步下降，但是近两年 国外厂商市场份额有所提升。一方面国内整体船舶市场处于低谷，电力推进完工船舶数量下降，造成市场份额 波动加剧。二是中国完工的电推船订单主要来自国外船东，选择国内电推品牌较少。从国内竞争格局来看，目 前国内的电推制造企业较为集中，主要厂商为中国动力和湘电股份，其中中国动力旗下长海电推
8、依托 712 所的 技术优势提供电力推进整体系统（除原动机） ，湘电股份主要提供推进系统中的直流电机等配套产品。 四四、投资逻辑和推荐标的、投资逻辑和推荐标的 通过对电力推进产业和市场分析，我们认为，电力推进系统在军船领域应用前景较好，通过对电力推进产业和市场分析，我们认为，电力推进系统在军船领域应用前景较好，2020 年以后将进入年以后将进入 快速发展期，产业集中度高，技术壁垒强。快速发展期，产业集中度高，技术壁垒强。建议关注*ST 湘电等。*ST 湘电为电磁相关先进技术龙头，剥离亏 损资产后公司将聚焦船舶综合电力及电磁发射两类核心技术。通过此次资本运作，公司剥离主要亏损资产，有 效止住出血
9、点，大幅提高公司盈利能力。同时引入兴湘集团改善公司股本结构，降低公司资产负债率，降低公 司运营风险。未来公司将以船舶综合电力及电磁发射两类核心技术为发展重点，同时向民用船舶电力推进、卫 星发射、轨道交通、海上风电等民用拓展。公司在相关业务上拥有独特的技术优势，我们看好公司未来发展方公司在相关业务上拥有独特的技术优势，我们看好公司未来发展方 向，预计公司向，预计公司 20202020 年能够实现扭亏为盈，年能够实现扭亏为盈，实现摘帽，实现摘帽，考虑到电磁行业的巨大发展空间和公司的考虑到电磁行业的巨大发展空间和公司的竞争优势，维竞争优势，维 持持增持增持评级。评级。 nMsNqQmQmRsMnPm
10、NwOrQsR8O8Q7NmOnNmOnNiNqQnRfQsQsQ8OoOxPxNmQtRxNtQtQ 1 行业深度研究报告 船舶制造船舶制造 请参阅最后一页的重要声明 目录目录 一、船舶电推为军用舰船主要发展方向 . 1 1.1 船舶电力推进系统基本概念 . 1 1.2 船舶电力推进系统特点及应用船型 . 4 1.3 船舶电力推进系统构成 . 5 二、新型舰船主要发展方向，特种民用船舶渗透率较高 . 7 2.1 综合电力推进是新型舰船主要推进发展方向 . 7 2.2 中国成为电力推进民用船舶市场最大的国家之一 . 9 三、全球市场集中度提升，三大厂商占据半壁江山. 13 四、投资逻辑和推荐标
11、的 . 15 五、风险提示 . 16 1 行业深度研究报告 船舶制造船舶制造 请参阅最后一页的重要声明 一、一、船舶电推为军用舰船主要发展方向船舶电推为军用舰船主要发展方向 1.1 船舶电力推进系统基本概念船舶电力推进系统基本概念 船舶推进方式是指船舶从原动机到螺旋桨的功率传输方式，可分为机械推进和电力推进两大类。船舶推进方式是指船舶从原动机到螺旋桨的功率传输方式，可分为机械推进和电力推进两大类。电力推进 系统的主要优点在于占用空间小、操作灵活、推进功率和服务功率可自由转换，因此在海军舰船、豪华邮轮、 海工船等特种船型应用较广，但由于其经济性较差，并没有在大型船舶上广泛应用。值得注意的是，不论
12、机械 推进还是电力推进，其原动机没有改变，还是以柴油机、燃气轮机或者蒸汽轮机作为船舶的主功率源。 表1：船舶船舶推进方式分类和优劣势推进方式分类和优劣势 船舶推进方式船舶推进方式 优势优势 劣势劣势 适用船型适用船型 机械推进方式机械推进方式 全功率运行时效率更高 大型商船上的应用经济性较高 噪声和振动大 能量损耗较大 船内可用空间较小 调速范围小、灵活性差 大型民用军用船舶 电力推进方式电力推进方式 增加有效载荷，为武器提供更大功率 占用空间小 服务功率和推进功率可灵活转换 振动较低，节省燃油 灵活性、可靠性、机动性、隐秘性更大 维护保养量减少 自动化程度较高，设备寿命更长 全功率运行时效率
13、较低 经济性差 技术风险较高 潜艇、部分海军舰船 特种船型如海工船等 豪华邮轮 资料来源： 船舶电力推进、电力电子和海洋能源 ，中信建投研究发展部 机械推进方式是当前大型船舶中最常见的推进方式，其推进系统和电力系统为两套分开的系统。机械推进方式是当前大型船舶中最常见的推进方式，其推进系统和电力系统为两套分开的系统。当今大多 数商业和军用船舶都是采用机械推进方式，发动机的每分钟高转速通过一个刚性轴传递到减速齿轮，将转速降 低到与螺旋桨相适宜的水平，再通过另一个刚性轴将来自于减速装置的低转速传递给螺旋桨。带有多个螺旋桨 的船舶会配置多个发动机、减速装置和刚性轴。机械推进中推进系统和电力系统是分开的
14、，用于船舶服务负荷 的电功率由专用的发电机提供。 图2：机械推进系统示意图机械推进系统示意图 图3：机械推进系统中的机械与机械推进系统中的机械与电力系统电力系统 资料来源： 船舶电力推进、电力电子和海洋能源 ，中信建投研究 发展部 资料来源： 船舶电力推进、电力电子和海洋能源 ，中信建投研究 发展部 电力推进根据不同维度可分为多种类型。电力推进根据不同维度可分为多种类型。根据电力推进占比可分为混合电力推进和全电力推进，根据电动 机的布局位置可分为吊舱式和非吊舱式，根据推进负载与非推进负载的电力管理和分配方式可分为综合电力推 进等。 2 行业深度研究报告 船舶制造船舶制造 请参阅最后一页的重要声
15、明 表2：电力推进方式分类电力推进方式分类 分类方式分类方式 电力推进方式电力推进方式 介绍介绍 优劣势优劣势 电力比例 混合电力推进 方式 在以大功率机械直接推动为主的动力 系统中加入小功率电力推进。 优势优势：多芯电缆保证传输推进功率 劣势劣势：功率不可用于非推进的用途 全电力船舶 将所有使用液压动力或压缩空气动力 的负载都转换为电力驱动。 统一分配电力，电力使用率高 电动机布置 吊舱式电力推 进方式 推进电动机位于船体外的水中，与螺 旋桨直接连接，可以沿着垂直轴进行 360 度旋转给出任何方向上的推进力， 不再需要舵、船尾横向推进器或者船 体内的长轴系 优势优势： 保持 360 度机动性
16、 全方向上提供更好的满推力操纵能力 内部布局灵活，节省发动机与推进机械的空间 减少了维护保养和维修工作量 省掉了许多辅助系统 电力分配方式 综合电力推进 方式 将发电机和发动机产生的电力通过电 缆送到一个配电盘，供船舶推进负荷 和非推进负荷使用。配电盘可以时刻 改变两个系统间的功率分配以满足船 舶在推进与非推进上的需求 优势：优势： 船舶非推进功率和推进功率间灵活切换 提供较高的冗余度、生存性和可重构性 可以节省燃油，燃油效率高 所需的维护保养量和备件较少 资料来源： 船舶电力推进、电力电子和海洋能源 ，中信建投研究发展部 混合电力推进：混合电力推进：混合电力推进方式是在以大功率机械直接推动为
17、主的推进系统中加入小功率电力推进。混合电力推进方式是在以大功率机械直接推动为主的推进系统中加入小功率电力推进。这 种方式中涡轮直接以高转速驱动发电机，将电功率通过电缆朝着船尾部传递给电动机驱动装置，该驱动装置可 以改变船舶推进电动机的电压和频率，使电动机得以低速运行，以低转速驱动螺旋桨。船舱底部装配多个发动 机、电动机驱动装置及多芯电缆，船舶服务负荷由分开的专用发电机供电。通常，船舶总功率的 75%85%用于 船舶推进，在电力推进中这部分功率容量仅限使用于船舶推进，不可用于非推进的用途。 吊舱式电力推进：吊舱式电力推进：吊舱式电力推进与非吊舱式电力推进的区别在于电动机的布置位置。吊舱式电力推进
18、与非吊舱式电力推进的区别在于电动机的布置位置。吊舱式电动机位于 船体外的水中，以相同的方式与螺旋桨直接连接，可以沿着其垂直轴进行 360 度旋转以给出任何方向上的推进 力。主要的优势在于以下几点：一是由于不再需要舵、船尾横向推进器或者船体内的长轴系，船舶各部件的布 局变得非常灵活，节省发动机与推进机械的空间，为船舶整体结构带来了最大的益处，也节约了成本；二是可 在全方向上提供更好的满推力操纵能力；三是由于没有传统意义上的螺旋桨轴，螺旋桨可以安装在船尾下面的 水流中，因此具有更高的水动力效率和机械效率；四是减少对拖船的需求；五是由于吊舱可以快速地拆除与维 修，减少了维护保养和维修工作量。 3 行
19、业深度研究报告 船舶制造船舶制造 请参阅最后一页的重要声明 图4：非吊舱式电力推进非吊舱式电力推进 图5：吊舱式电力推进吊舱式电力推进 资料来源： 船舶电力推进、电力电子和海洋能源 ，中信建投研究 发展部 资料来源： 船舶电力推进、电力电子和海洋能源 ，中信建投研究 发展部 图6：吊舱式推进器吊舱式推进器 图7：吊舱式推进器吊舱式推进器 资料来源：ABB，中信建投研究发展部 资料来源：ABB，中信建投研究发展部 综合电力推进方式：与传统电力推进方式相比，综合电力推进系统的推进电力和非推进电力由同一个配电综合电力推进方式：与传统电力推进方式相比，综合电力推进系统的推进电力和非推进电力由同一个配电
20、 盘统一调度配送。盘统一调度配送。采用综合电力推进的船舶将发电机和发动机产生的电力通过电缆送到一个配电盘，供船舶推 进负荷和非推进负荷使用。配电盘可以时刻改变两个系统间的功率分配以满足船舶在推进与非推进上的需求。 这样在船舶高速运行时，电力可以即刻由推进系统转向需要高脉冲功率的武器系统，且不会带来船速的陡然下 降。综合电力推进的优势有以下方面：一是船舶服务功率和推进功率间灵活切换，可提供较高的冗余度、生存 性和可重构性；二是可以节省燃油，提高燃油效率，因为这种方式可以将船舶总负荷集中在较少的几台几乎满 载、高效运行的原动机上；三是由于每台涡轮机和发电机的累计运行时间较短，所需的维护保养量和备件
21、也较 少。 4 行业深度研究报告 船舶制造船舶制造 请参阅最后一页的重要声明 图8：综合电力推进系统综合电力推进系统 图9：非综合电力推进系统非综合电力推进系统 资料来源： 船舶电力推进、电力电子和海洋能源 资料来源： 船舶电力推进、电力电子和海洋能源 1.2 船舶电力推进系统特点及应用船型船舶电力推进系统特点及应用船型 由于电力推进技术具备明显优势，广泛适用于各类军船，也适用于各种大型客轮（豪华邮轮、渡轮） 、特殊 货轮（特别是 LNG 船、化学品船等） 、海洋工程船（破冰船、铺缆船、挖泥船、测量船等） 、海洋石油、天然气 开采装备以及油气运输船等。对于民船和军船而言对于民船和军船而言，电力
22、推进技术的共同优越性有十点：一是增加，电力推进技术的共同优越性有十点：一是增加有效载荷；有效载荷； 二是二是降低降低振动；三是振动；三是提高提高灵活性；四是灵活性；四是增强增强可靠性；五是可靠性；五是提高提高机动性；六是机动性；六是减少减少维护保养量；七是节省燃油；维护保养量；七是节省燃油； 八是八是提高提高自动化程度；九是自动化程度；九是延长延长设备寿命；十是技术升级。设备寿命；十是技术升级。 表3：电力推进技术的主要优势电力推进技术的主要优势 优势优势 具体内容具体内容 有效载荷增加 电力推进系统去掉了机械驱动方式所需的长轴系， 船舶空间得到释放可以用来搭载更多的乘客、 携带更多 的武器或
23、传感器。 振动较低 来自于螺旋桨机械装置的较低振动与噪声令船舶运行得更安静。 灵活性增加 不再受机械轴系所限制， 发电机和连接到推进电动机的电缆可以安放在对船舶最有利的任何地方。 若船舶 遭到破坏，来自发电机的电力分配会迅速地被重新配置以保证重要系统的连续电力供应。 可靠性更高 功率可以通过冗余电缆进行传输，以一个小附加费用去运行更高可靠性所需的多个冗余电缆是可能实现 的。 机动性更大 电动机转速的无级调速令船速可以连续地变化，因此操纵和航行操作就非常的灵活，很适用于破冰船、渡 轮、拖轮、海洋考察船、铺缆船等需要频繁改变转速和转向的船舶。 维护保养量减少 用于发动机减速的减速齿轮由可调速的电动
24、机所取代， 用于功率传输的轴由电缆所取代， 去掉了通常在机 械推进中的主要维护保养工作。而且当装配有吊舱式推进装置时，也无须在周围其他设备上施工，因此更 进一步减少了维护保养与维修工作量。 节省燃油 由于船舶大部分时间是低速航行，只有较少的发动机以满功率状态运行，其结果就是能量效率更高，燃料 消耗就更少。而且由于吊舱推进装置改进了其流体动力效率，燃料消耗进一步减小了 5%15%。 自动化程度较高 电力推进系统可以设计成高度自动化、自我监控的系统，因此与机械推进系统相比，其运行所需的维护保 养量和船员就较少。 设备寿命更长 电动机在无级变速时的平稳机械特性令驱动电动机轴与联轴器间的间隙更小，电动
25、机的热力瞬变也更小， 其最终结果是全部所含设备的工作寿命更长。 技术升级 电力推进允许用将来更有效的发电技术(包括如燃料电池等直接能源转换设备)来替换目前所用的柴油机、 燃气轮机或蒸汽轮机等原动机，可以节约燃料与运行成本，利于满足不断发展的环境法规。 资料来源： 船舶电力推进、电力电子和海洋能源 ，中信建投研究发展部 由于经济性较低、全功率运营效率较低的劣势，目前电力推进没有在三大主流民用商船上广泛应用。由于经济性较低、全功率运营效率较低的劣势，目前电力推进没有在三大主流民用商船上广泛应用。一是 初始投资成本较高，经济性较差；二是对于一直运行在全额定航速上的船舶而言，例如货船和邮轮，其整体能
26、量效率较低。将机械能转换成电能及再将电能转换成机械能的过程中存在能量损耗，因此，电力推进系统在全 功率运行时的效率比机械推进系统要低。民用商船全功率运行时间占比较大，因此目前的技术不太适用于民用 商船，而海军舰船只有一小部分工作时间是全功率运行，通常大约有 80%的工作时间是用于半速航行，大概消 耗 1/8 的额定推进功率甚至更少，而在非全功率运行时，电力推进效率要高于机械推进，因此军舰应用电力推 5 行业深度研究报告 船舶制造船舶制造 请参阅最后一页的重要声明 进技术较多。因此，对以恒因此，对以恒定航速做长途运输的商业船舶而言定航速做长途运输的商业船舶而言，目前电力推进没有多少优越性，但是随
27、着科技目前电力推进没有多少优越性，但是随着科技 和市场动态的发展，电力推进也有逐渐向民用商船普及的趋势。和市场动态的发展，电力推进也有逐渐向民用商船普及的趋势。 对于海军舰船而言，电力对于海军舰船而言，电力推进还具有增加隐身性、提高生存能力、增加推进还具有增加隐身性、提高生存能力、增加武器功率、提高对电磁设备的适配武器功率、提高对电磁设备的适配 性的优点。性的优点。 表4：电力推进技术对于海军舰船的优越性电力推进技术对于海军舰船的优越性 优越性优越性 具体优势具体优势 增加隐身性 电力推进的船舶比机械推进更安静，更不易被发觉。吊舱式推进装置减少了水面船舶的尾 流特征， 更进一步减小了远处空中传
28、感器的可侦测能力， 改善了尾流循迹鱼雷的击中概率。 提高生存能力 电力推进方式允许推进系统的各组件广泛地分散在船舶上， 因此就不太可能由一个单一武 器摧毁整个推进系统。 增加了武器功率、提高对电磁设备的适配性 综合电力推进可以让大量功率为非推进负载所用，如功能强大的雷达和声呐、激光武器、 高功率微波武器、电磁轨道炮、电热炮、电磁弹射装置等。 资料来源： 船舶电力推进、电力电子和海洋能源 ，中信建投研究发展部 与机械推进方式相比，综合电力推进方式更适合电磁弹射。与机械推进方式相比，综合电力推进方式更适合电磁弹射。因为电磁弹射耗电量巨大，对电力储备、瞬间 高功率电能释放要求较高。据测算，电磁弹射一
29、架 30 多吨重的舰载机，大约需要输出 3000-4000KW 的功率， 采用机械推进方式很难满足电力需求。采用综合电力推进系统可以增加电站容量，而且能量转化效率很高，为 常规动力航母使用电磁弹射提供了条件，因此综合电力推进方式更适合电磁弹射。 船舶电力推进船舶电力推进能够支持能够支持高能武器的上舰高能武器的上舰。综合电力推进可以让大量功率为非推进负载所用，而目前机械推 进 80%左右的功率需要推进舰船航行，发电功率达不到高能武器上舰的需求。高功率微波武器、电磁炮、自由 电子激光武器所需功率将更高，短时间内需要大量电能供应的装备，对电能分配要求很高，而全电动力推进系 统就是为它们量身定制的，而
30、像无轴系泵喷推进和磁流体推进等未来潜艇发展的高新技术也都离不开全电动力 推进。 1.3 船舶电力推进系统船舶电力推进系统构成构成 目前目前电力推进方式中最有发展前景的是综合电力推进系统，电力推进方式中最有发展前景的是综合电力推进系统， 综合电力推进系统所需功率范围为 50-100MW， 主要系统包括供电系统、推进系统和监控系统三个分系统，主要的装置包括原动机，发电机，推进功率分配系 统，推进电动机驱动装置，推进电动机，螺旋桨，非推进功率分配系统。从价值量来看，不含原动机的船舶价 值量约为全船的 15%左右，整套系统套价值量在千万到亿不等。 军船和民船的电力推进系统架构有一定区别，进军用船舶对控
31、制和监测功能要求更为严格。首先，集中式 监控要求能够实现对在舰船上分区布置的配电板、电源、电力转换模块以及相关互联网络的远程控制与监测。 其次，在因为发生战斗损伤或者电站事故导致一个区域内的综合电力系统与其他系统隔离时，系统必须能够从 区域控制站进行分布式控制，以便实现操作者对一个区域内的综合电力系统设备的操作。最后，分布式控制器 还必须能够自主的自动化动作，以便重新配置电站和确保在与监控控制系统失去通信联系时，综合电力系统能 够继续运行。 6 行业深度研究报告 船舶制造船舶制造 请参阅最后一页的重要声明 表5：综合电推系统的主要子系统综合电推系统的主要子系统 子系统名称子系统名称 介绍介绍
32、原动机 商业船舶原动机通常选用柴油机；美国海军水面战斗舰，原动机通常选用燃气轮机或蒸汽轮机 发电机 将高速原动机的所有机械功率转换为电功率 推进功率分配系统 将电功率分配给推进电动机和其他推进设备 推进电动机驱动装置 改变电源的频率和电压以满足船舶推进电动机所需，使其在各种操作阶段以一个期望的转速运转 推进电动机 将来自于电动机驱动装置的电功率转换为适合船舶螺旋桨的低转速的机械功率 螺旋桨 运转在低转速上，推动船舶在水中航行 非推进功率分配系统 将剩下的电功率分配给船上各种非推进的电负荷，包括附加的电动机驱动装置、电缆及开关柜 资料来源： 船舶电力推进、电力电子和海洋能源 ，中信建投研究发展部
33、 7 行业深度研究报告 船舶制造船舶制造 请参阅最后一页的重要声明 二、二、新型舰船主要发展方向，特种民用船舶新型舰船主要发展方向，特种民用船舶渗透率较高渗透率较高 2.1 综合综合电力推进是新型舰船主要电力推进是新型舰船主要推进推进发展方向发展方向 在军船领域，电力推进系统最早主要应用于潜水艇，随后逐步向小型水面舰艇发展，在军船领域，电力推进系统最早主要应用于潜水艇，随后逐步向小型水面舰艇发展，2000 年以后开始逐步年以后开始逐步 应用于驱逐舰、航母等大型水面舰艇。应用于驱逐舰、航母等大型水面舰艇。美国、英国、法国等海军强国在电力推进技术上走在前列，新型舰船大 多采用电力推进。 美国美国电
34、力推进技术广泛应用在潜艇、补给舰、驱逐舰和航空母舰上。电力推进技术广泛应用在潜艇、补给舰、驱逐舰和航空母舰上。目前采用电力推进的船舶（包括已经 建成和正在建造的）主要有 33 艘潜艇、13 艘补给舰、3 艘驱逐舰以及 3 艘航空母舰。美国采用电力推进系统现 役核潜艇共 21 艘，包括弗吉尼亚级攻击潜艇、海狼级攻击核潜艇，以及未来 12 艘哥伦比亚级核潜艇；美国于 2007 年开始建造的朱姆沃尔特级驱逐舰采用综合电力系统，该型号舰船计划建造 3 艘，首舰朱姆沃尔特号 2016 年 10 月正式服役，二号舰麦克蒙苏尔和三号舰林登约翰逊号正在建造；2008 年服役的“刘易斯和克拉克”级 弹药补给舰也
35、采用了电力推进系统；美国最新一代航母福特级也将全面采用电推系统，预计建造 3 艘。 表6：电推系统在美国军品电推系统在美国军品中的应用中的应用 型号型号 服役年份服役年份 艘数艘数 主尺寸主尺寸 吨位吨位 动力系统动力系统 造价造价 福特级航母福特级航母 - 3 337.11m x76.81m x 76.2m 112000t 2A1B系列未知功率输出的 核反应堆驱动 4 轴 120 亿美元 朱姆沃尔特级朱姆沃尔特级 驱逐舰驱逐舰 2016 3 182.88m x 24.69m x 8.53m 14564t 2 X劳斯莱斯船用30吨涡轮， 2应急柴油发电机 33 亿美元 “刘易斯和克拉克”“刘易
36、斯和克拉克” 级弹药补给舰级弹药补给舰 2008 13 210.01m x 32.31m x 9.14m 23852t BW 柴油发电机，1 个弓形 推进器，1 个螺旋桨 4.4 亿美元 弗吉尼亚级弗吉尼亚级 攻击潜艇攻击潜艇 2018 18 114.96m x10.36m x9.75m 7800t 1 X通用电气S9G核反应堆供 电 1 轴 23 亿美元 哥伦比亚级哥伦比亚级 攻击核潜艇攻击核潜艇 计划 12 171m x13.1m 20810t 1 X 通用电气 S9G 型反应堆 124 亿美元 海狼级攻击核潜艇海狼级攻击核潜艇 2005 3 107.59m x 12.19m x 10.9
37、7m 8600t 1 x S6W PWR 核反应堆， 1 x 推进式潜水电机， 1 x Pumpjet 推进器 资料来源：央视新闻，中信建投研究发展部 8 行业深度研究报告 船舶制造船舶制造 请参阅最后一页的重要声明 图10：福特级航空母舰福特级航空母舰 图11：朱姆沃尔特级驱逐舰朱姆沃尔特级驱逐舰 资料来源：瞭望智库，中信建投研究发展部 资料来源：现代舰船，中信建投研究发展部 英国电力推进系统从登陆舰逐步英国电力推进系统从登陆舰逐步应用应用到航母。到航母。 “海神之子”级船坞登陆舰是英国海军首款采用综合电力推进 系统的水面舰艇，该级舰仅建造两艘，第一艘于 1998 年开工，2003 年服役；
38、第二艘于 2000 年开工，2004 年交 付，2009 年，英国 45 型驱逐舰服役，是英国海军进入新世纪之后建造的一种新型导弹驱逐舰，采用综合电力 推进系统，搭载两台 Rolls Royce WR-21 燃气轮机，最大输出功率高达 40 兆瓦；随后电力推进技术也应用到航 空母舰上，2017 年，英国伊丽莎白女王级航母采用综合电推系统。 表7：电推系统在英国军品电推系统在英国军品的应用的应用 型号型号 服役年份服役年份 艘数艘数 主尺寸主尺寸 吨位吨位 动力系统动力系统 造价造价 伊丽莎白女王级伊丽莎白女王级 航母航母 2017 3 280m x 73m x 9.9m 64000t 2罗罗
39、MT-30 燃气轮机，2 11MW 16 缸柴油机，2 9MW 12 缸柴油机，4 座 20Mwe 级发电机 62 亿英镑 45 型驱逐舰型驱逐舰 2009 6 152.4m x 21.2m x 5.7m 7350t 2WR-21 IRC 燃气涡轮机组， 22MW 级柴油辅助发电机， 2Converteam 推进用电动机 64.6 亿英镑 海神之子级海神之子级 船坞登陆舰船坞登陆舰 2003 2 176m x 28.9m x 6.6m 13000t 双柴双柴吊舱式全电推进， 2I6V32E，24R32E，2低 速电动机，1首推进器 2.5 亿英镑 资料来源：舰船知识，中信建投研究发展部 日本采
40、用的舰船电力推进技术为 CODLAG（电力推进和燃气轮机并车使用联合） ，在低功率下，柴油机/燃 气轮机发电机组输出功率供船上用电和电力推进，在高速航行状态下，燃气轮机并车运行可提供更大的推进功 率。朝日级导弹驱逐舰是日本海上自卫队的一种通用型导弹驱逐舰，是海上自卫队首艘采用复合燃气涡轮电力 推进系统（CODLAG）的舰艇，此动力装置在低速航行或巡航时采用柴油发电机电力推进。除此之外，2020 年 3 月 19 日正式服役的摩耶级驱除舰也采用的燃电燃气联合型动力系统。 9 行业深度研究报告 船舶制造船舶制造 请参阅最后一页的重要声明 表8：电推系统在日本军品电推系统在日本军品中的应用中的应用
41、型号型号 服役年份服役年份 艘数艘数 主尺寸主尺寸 吨位吨位 动力系统动力系统 造价造价 摩耶摩耶级驱逐舰级驱逐舰 2020 2 170m x 21m x 6.2m 8200t 燃电燃气联合型(COGLAG) 15 亿美元 朝日级导弹驱逐舰朝日级导弹驱逐舰 2018 2 151m x 18.3m 5100t 复合燃气涡轮电力推进系统 （CODLAG） 6.5 亿美元 资料来源：舰船知识等，中信建投研究发展部 法国在潜艇和两栖攻击舰上采用电力推进系统，其中西北风级两栖攻击舰是法国海军现役最新一型两栖攻 击舰，亦为法国海军两栖作战与远洋投送主力，该级舰可以运载 16 架以上 NH-90 直升机或虎
42、式武装直升机和 70 辆以上车辆其中包含 13 辆主战坦克的运载/维修空间，船上包含 900 名陆战队的运载空间。此外，凯旋级战 略核潜艇和红宝石级攻击核潜艇也采用电力推进。 表9：电推系统在法国军品电推系统在法国军品中的应用中的应用 型号型号 服役年份服役年份 艘数艘数 主尺寸主尺寸 吨位吨位 动力系统动力系统 造价造价 西北风级西北风级 两栖攻击舰两栖攻击舰 2005 3 199m x 32m x 6.3m 16500t 整合式电力推进系统(IFEP)，3 Wrtsil 16 V32 主要柴油发 电机组， 2MERMAID 电动囊 荚推进器 4.5 亿美元 凯旋级战略核潜艇凯旋级战略核潜艇
43、 1997 4 138m x 12.5m x 10.6m 12640t 全电力推进，1K-15 一体化 压水堆装置， 2 蒸汽轮机， 4 发电机，1螺旋桨电动机 40 亿欧元 红宝石级攻击核潜艇红宝石级攻击核潜艇 1979 6 73.6m x 7.6m x 6.4m 2471t 核能/电力推进，1GEC Alsthom CAS 48 压水式反应器 /9500，1 EMT-Pielstick/Jeumont Schneider 8 PA4 V 185 SM - 梭鱼级攻击核潜艇梭鱼级攻击核潜艇 计划 6 99.5m x 8.8m x 7.3m 4765t 1K-15 150 兆瓦压水堆改进 型，
44、2涡轮减速机组，110 兆瓦推进电动机 13 亿欧元 资料来源：舰船知识等，中信建投研究发展部 我国军用舰船紧跟国际发展趋势，从潜艇开始向大型水面舰艇拓展。我国军用舰船紧跟国际发展趋势，从潜艇开始向大型水面舰艇拓展。目前中船重工 712 所已完全掌握船舶 电力推进系统及核心设备的关键技术和研制能力，具备了中压、低压系列化产品的研制及供货能力。随着我国 国产产品技术水平的进一步提高，将有望逐步应用于驱逐舰、护卫舰等大型水面舰艇。 2.2 中国成为电力推进民用船舶市场最大的国家之一中国成为电力推进民用船舶市场最大的国家之一 民品领域，电力推进应用率逐步提高，整个市场呈扩张趋势。民品领域，电力推进应用率逐步提高，整个市场呈扩张趋势。从 2010 年-2019 年完工船舶各类推进方式占 比图中可以看出，采用电力推进的完工船舶占比从 2010 年的 3.74%上升到 2019 年的 4.96%，其中，2017、2018 年船舶电力推进占比均超过 7%，2019 年有所下降主要因为整体船舶市场处于低谷，特别是油价持续低迷，海 工船舶等主要应用电力推进船型订单量较少。采用电力混合推进方式的船舶占比也有较大提升，从 2010 年的 0.33%提高到 2019 年的 0.73%。 10 行业深度研究报告 船舶制造船舶制造 请参阅最后一页的重要声明 图12：2010-2019 年采用电
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