燃气轮机短缺如今成为AI面临的最大制约
要点速览
- •GE Vernova表示其燃气轮机交付排期已延至2031年,并预计在2026年底前持续接受该年度的预订。
- •高盛预计美国数据中心电力需求将在2027年达到66吉瓦,数据中心占夏季峰值需求的比例将升至8.5%。
- •PJM 7月14日的容量拍卖以每兆瓦日325美元的上限价格出清,但系统仍比其可靠性要求低6,831兆瓦。
- •GE Vernova、西门子能源和三菱重工均报告了庞大的燃气轮机积压订单,第二季度全球燃气轮机订单达到创纪录的38吉瓦。
- •文章指出,燃气轮机交付周期延长和价格上涨的驱动因素是铸件、劳动力和工厂档期制约,而非天然气价格。

今天向GE Vernova订购一台重型燃气轮机,要到2031年才能交付。这是该公司在7月22日财报电话会议上确认的实际生产排期,也是过去两年公布的每一项AI数据中心电力规划背后的事实——而这一事实被提及的频率远低于这些规划本身。
高盛在5月给出了需求侧的硬数据:美国数据中心电力需求将从2025年的31吉瓦增至今年的41吉瓦,并在2027年达到66吉瓦。同比新增装机从去年实际完成的8.5吉瓦加速至2026年计划的13.6吉瓦和2027年计划的36.3吉瓦。届时,数据中心将占美国夏季总峰值需求的8.5%,高于目前的4.1%。
而用于生产这些电力的设备却遵循着完全不同的时间表,这一差距如今不仅影响项目进度,还左右着电网规划、并网队列和批发电价。
三巨头的订单已排满至2030年代
GE Vernova第二季度结束时,燃气发电设备积压订单与档期预留协议合计达到116吉瓦,高于三个月前的100吉瓦和2025年底的83吉瓦。该公司预计到12月签约总量至少达到125吉瓦。CEO Scott Strazik告诉分析师,公司正在接受2031年交付的预订,到2026年底,该年度的产能应有一半以上已签订合同。其生产计划为:本季度年化产能约20吉瓦,2028年达到24吉瓦,2030年力争向30吉瓦迈进。
西门子能源截至6月30日的财年第三季度结束时,燃气轮机积压订单为69吉瓦,当季新签订单15吉瓦、交付6吉瓦。交付周期为三年或更长。CEO Christian Bruch告诉分析师,可触达市场规模可达每年120吉瓦,其中约一半来自美国。
三菱重工8月6日公布大型框架机组积压订单为35吉瓦,高于一年前的23吉瓦。该数据涵盖三菱重工3月至6月的财年第一季度,因此比上文按日历季度统计的数字滞后约一个月。CFO Hiroshi Nishio表示,当季入账的订单计划于2028年至2030年间交付,并称公司“在项目承揽上保持选择性”。
将这三项核心数字相加得到220吉瓦——但这高估了实际情况,因为三者统计的并不是同一回事。在GE Vernova的116吉瓦中,只有53吉瓦是确定的设备积压订单;另外63吉瓦是档期预留,即尚未转化为正式订单的付费期权。西门子的69吉瓦是纯确定积压订单,未混入任何预留。三菱重工的35吉瓦仅覆盖大型框架机组,不含其航改型和中型产品线。若不加脚注,这三家厂商谁也无法解释另外两家所说的“积压订单”究竟指什么。
无论各自如何统计,三家公司在方向和规模上意见一致。第二季度全球订单达到创纪录的38吉瓦,同比增长71%,其中美国占一半。伍德麦肯兹估计,全球制造产能为每年60至70吉瓦,而订单量约为110吉瓦。
一年的AI需求即超过全行业产出
高盛给出的36.3吉瓦这一数字最为关键,因为它超过了整个燃气轮机行业在单一年份内可能交付的总量。GE Vernova每年在全球为地球上所有客户生产的全部设备总计约20吉瓦。而在已签约的吉瓦数中,本来也只有五分之一是指定用于数据中心的。其余部分流向替代煤电的公用事业公司、中东电力和海水淡化项目、工业负荷以及电网可靠性工程——这些需求早在人们谈论推理集群之前就已排上日程。
即便在GE Vernova将全部全球产出投向美国AI园区的假设情境下,也无法覆盖高盛曲线一年的增量——而且它根本做不到,因为这些档期早在数年前就已售出。
将于2027年为数据中心供电的燃气轮机是在2023年和2024年订购的。本月下单的燃气轮机大约要到2030年或2031年才能到位。介于两者之间的一切,要么早已名花有主,要么来自新建燃气电厂以外的其他来源,要么根本不会发生。
这也是供应链中最难扩产的一环。热端铸件——即位于1000度燃气通道中的叶片和静叶——仅来自少数几家专业铸造厂,而组装这些设备的焊工和机械师在十年前被裁撤后从未得到补充。即便存在档期,也没有足够的合格承包商来安装设备。新建联合循环电厂的平均交付周期已从2023年的三年半延长至目前的约五年,部分重型框架机组甚至需要七年。
PJM付出最高价仍难填缺口
7月14日的PJM容量拍卖,是目前衡量这一缺口代价的最清晰依据。
2028/2029交付年度的拍卖连续第三年以每兆瓦日325美元出清——这正是FERC批准的价格上限。拍卖采购到138,318兆瓦非强迫容量,使系统仍比PJM自身的可靠性要求低6,831兆瓦。出清的新增发电和增容改造仅为525兆瓦。
美国最大的批发电力市场按其规则允许的最高价格付费,却仍短缺近7吉瓦,换来的新增供应仅约半吉瓦。PJM自己的模型显示,若没有价格上限,该RTO的出清价将为每兆瓦日554.72美元,ComEd区域则为776.69美元。
PJM已提出一次性“可靠性兜底采购”(Reliability Backstop Procurement),目标约为14.9吉瓦新增容量,分为两部分:今年9月启动的双边合同和明年3月举行的按报价支付拍卖。这一举措能否填补燃气轮机制造商三年内无法触及的缺口,仍是悬而未决的问题。
燃气轮机价格几近翻倍,但原因不在天然气
价格随之上涨。BloombergNEF的数据显示,去年联合循环项目的平均成本为每千瓦2,157美元,高于2023年1,500美元以下的水平。GridLab对实际项目申报文件的审查发现,计划于2026年和2027年完工的电厂报告的成本为每千瓦1,116至1,427美元,而瞄准2030年和2031年的项目普遍报出每千瓦2,000美元或更高。伍德麦肯兹预计,到2027年底,仅燃气轮机价格就将达到每千瓦600美元,较2019年上涨195%。
燃料本身与此无关。8月中旬Henry Hub天然气现货价格约为每MMBtu 2.79美元,政府追踪机构预计2026年均价接近3.31美元——以过去五年的标准衡量,两者均属寻常。瓶颈完全出在铸件、焊工和工厂档期上,而非所燃烧的天然气。
GE Vernova正在硬件端收获回报。2026年上半年设备订单的定价较2025年第四季度订单高出20%以上。第二季度自由现金流达到51亿美元,得益于与档期预留挂钩的客户预付款带来的64亿美元营运资本收益。年初至今自由现金流已接近99亿美元,超过该公司2025年全年的总和。
GE Vernova正在为可能永远不会制造的燃气轮机获得报酬
这种预付款结构也是燃气轮机制造商在本轮周期中做出的最明智之举,而它直接源于上一轮周期的教训。
这三家制造商都经历过上一轮天然气热潮。2000年代的廉价页岩气吸引了一波商业化开发商;市场饱和、订单取消、工厂关闭、技术工人四散。整个行业在2010年代把燃气轮机当作现金牛而非增长业务,产能停滞不前,而电力需求却悄然再度攀升。
没有人想两次承受这种后遗症,因此这些设备制造商没有把工厂押注在超大规模云厂商的预测上,而是设计出一种让客户承担风险的工具。档期预留协议本质上是对未来产能的付费期权。如果数据中心建成,客户将其转为正式订单;如果没有建成,制造商留下预付款,并将该档位转售给本就供不应求的市场。
GE Vernova的资产负债表目前有一部分正是靠可能永远不需要的燃气轮机预付款融资的。这是一个相当有利的处境,也解释了相对于订单簿规模而言,产能扩张为何如此克制。
Exelon与得克萨斯州正悄然下调预测数字
这里存在一个正当的反方论点,而且其说服力越来越强。
Exelon于7月30日将其“高概率”数据中心负荷从约18吉瓦下调至约11吉瓦,降幅接近40%。其整体并网管线在一个季度内从约43吉瓦降至25吉瓦。只有约4吉瓦附带已签署的输电服务协议,并有10亿美元已缴保证金作为支撑。“我们现在会剔除投机性项目,”CFO Jeanne Jones表示,“这让我们能够主动洞察哪些需求是真实的。”
得克萨斯州走得更远。在并网申请激增至约474吉瓦(其中约90%来自数据中心,超过该州历史最高峰值负荷的五倍)之后,州长Greg Abbott于8月3日下令对ERCOT并网队列中的每个数据中心进行审计。ERCOT在数小时内暂停了其Batch Zero大负荷流程,并于8月10日正式向公用事业委员会(PUCT)申请“正当理由豁免”,以涵盖错过的分类截止期限。审计本身预计将持续数月,范围和时间安排将在PUCT于8月20日举行的公开会议上公布。BloombergNEF估计,此次暂停使近50吉瓦项目面临延误风险,约占全国管线的五分之一。纽约州则已在7月停止新的审批。
高盛自己也假设,未来两年计划投运的数据中心容量中,只有50%至60%会按时落地。
以一种视角解读,116吉瓦的订单簿是自1970年代以来最大电力建设浪潮的先导;以另一种视角解读,它是一条塞满期权的队列,这些期权对应着从未获得融资的项目,持有人是那些宁可损失预付款也不愿错过档位的开发商。
这一瓶颈将由州长而非工厂来解决
哪种解读正确几乎无关紧要,因为无论哪种情况,2027年的时间线都不会改变。
如果需求是真实的,燃气轮机的到来速度就远远不够,缺口将由能在24至36个月内交付的任何设备来填补——主要是往复式发动机。这正是卡特彼勒和瓦锡兰如今向AI园区出售主力电源的原因,也是它们自己的订单簿同样排满至2028年的原因。燃料电池在边缘地带补位。现有电厂加大出力。本应退役的燃煤机组继续运行。而目前停留在纸面上的相当一部分负荷根本不会建成。
如果需求并不真实,修正将以2028年和2029年取消档期预留的形式出现——而早在那之前,今年的容量拍卖已经为PJM覆盖的6700万人重新定价了电力。
无论哪种情况,这一瓶颈都不会在工厂车间里化解,而是在各州首府化解:奥斯汀和奥尔巴尼的州长们、为数据中心制定单独费率等级的监管机构、在开展并网研究之前就要求保证金的公用事业公司。几乎所有为AI建设热潮摇旗呐喊的人,都没有把设备产能跟上之前需求必须先萎缩多少这一点计入价格。
本文由Michael Kern为Oilprice.com撰写