摘要：数据中心资本开支增长带动灾备电源（柴发）需求高增，海外发动机企业扩产缓慢，国内机组具备价格弹性，对国产发动机厂商而言也迎来较好的国产替代机会。灾备电源为数据中心所必需，2024年市场空间超50亿元。当数据中心断电时，UPS进行短时间快速电力供应，灾备电源同时启动，可进行长时间持续的电力供应。目前数据中心灾备电源均采用柴油发电机组，其他技术如燃气机组、储能系统、PEM燃料电池均因经济性、燃料可得性等问题短期难以替代。本文围绕灾备电源的必要性、数据中心柴发机组市场空间测算、柴油发电机短期无法被替代的原因、海外发动机紧缺与国产替代机遇、风险因素五个层面展开，分析2024年至2028年市场空间的增长路径，以及国产发动机与机组企业在供需紧缺格局下的弹性来源。
一、灾备电源为数据中心必要组成部分
1. 数据中心电源架构与灾备电源
灾备电源是数据中心最后一道用电保障，为数据中心所必需。数据中心普遍采用双电网供电系统，而当两路市电都断电时，UPS逆变器把蓄电池储存的直流电能转化为交流电输出给IT负载，进行短时间快速电力供应。与此同时，灾备电源（目前主要为柴油发电机组）启动，在其顺利启动后，由柴油发电机组进行持续的电力供应。
（1）双电网供电系统：数据中心普遍采用双电网供电系统，当两路市电都断电时，进入备用电源切换流程。
（2）UPS的短时快速供应：UPS逆变器把蓄电池储存的直流电能转化为交流电输出给IT负载，进行短时间快速电力供应。
（3）灾备电源的持续供应：灾备电源启动，在其顺利启动后，由柴油发电机组进行持续的电力供应。
2. 灾备电源的最后一道保障定位
灾备电源是数据中心最后一道用电保障，为数据中心所必需。在市电和UPS都无法维持供电的情况下，灾备电源是保障IT负载持续运行的最后手段。
（1）最后一道用电保障：灾备电源是数据中心最后一道用电保障。
（2）数据中心所必需：灾备电源为数据中心所必需，不是可选配置。
图1 天津联通数据中心项目和康明斯合作的柴油发电机组典范案例
二、24年国内数据中心柴发机组市场空间或超55亿元
1. 2MW/台的典型配置与售价
目前数据中心领域普遍采用2MW/台的柴油发电机组，单台售价约200-220万元。我们测算2024年中国数据中心领域用柴油发电机组市场空间或超55亿元，2025年有望达83亿元，同比增长49%，24-28年CAGR达27%。
（1）2MW/台的典型配置：目前数据中心领域普遍采用2MW/台的柴油发电机组。
（2）200-220万元的单台售价：单台售价约200-220万元。
（3）2024年市场空间超55亿元：2024年中国数据中心领域用柴油发电机组市场空间或超55亿元。
2. 市场空间的增长路径
2025年有望达83亿元，同比增长49%，24-28年CAGR达27%。
（1）2025年83亿元：2025年市场空间有望达83亿元。
（2）同比增长49%：2025年同比增长49%。
（3）24-28年CAGR达27%：2024年至2028年复合年增长率达27%。
图2 灾备电源柴油发电机组市场空间测算
三、柴油发电机短期无法被替代
柴油发电机污染较重，部分企业提出替代柴油发电机作为数据中心灾备电源，如天然气发电机组、锂电池储能系统和质子交换膜（PEM）燃料电池。目前来看，柴油发电机作为数据中心灾备电源较难被替代。
1. 燃气机组
在初始投资、占地面积、启动时间方面比Tier4柴油发电机略差，液化天然气现场储罐的尺寸相比柴油更大，且通常不会在现场储存，而是需要管道连接，影响燃料可得性。
（1）初始投资、占地面积、启动时间的劣势：燃气机组在初始投资、占地面积、启动时间方面比Tier4柴油发电机略差。
（2）液化天然气储罐的尺寸问题：液化天然气现场储罐的尺寸相比柴油更大，且通常不会在现场储存。
（3）管道连接影响燃料可得性：液化天然气需要管道连接，影响燃料可得性。
2. 锂电池储能系统
在初始投资、运维支出、占地面积上远高于柴油发电机，其更适用于运行时间少于4小时的应用场景。
（1）初始投资、运维支出、占地面积的劣势：锂电池储能系统在初始投资、运维支出、占地面积上远高于柴油发电机。
（2）适用于运行时间少于4小时：锂电池储能系统更适用于运行时间少于4小时的应用场景。
3. PEM燃料电池
短期初始投资和燃料成本高于柴油发电机，但其成本在快速下行，然而其高昂的维护成本、较大的占地面积和有限的绿氢供应和输氢基础设施可能会影响其应用。
（1）短期初始投资和燃料成本较高：PEM燃料电池短期初始投资和燃料成本高于柴油发电机。
（2）成本快速下行：PEM燃料电池成本在快速下行。
（3）维护成本、占地面积和绿氢供应的制约：高昂的维护成本、较大的占地面积和有限的绿氢供应和输氢基础设施可能会影响其应用。
四、海外发动机紧缺，国产企业迎机遇
1. 柴油发动机为柴发机组中的核心部件
柴油发动机为柴发机组中的核心部件，成本占比超60%，数据中心领域对发动机的技术性能及可靠性要求较高，市场长期被海外企业所占据，国产份额仅约10%。
（1）成本占比超60%：柴油发动机为柴发机组中的核心部件，成本占比超60%。
（2）技术要求高：数据中心领域对发动机的技术性能及可靠性要求较高。
（3）国产份额仅约10%：市场长期被海外企业所占据，国产份额仅约10%。
2. 海外企业扩产难度大、时间长
海外企业扩产难度大/时间长，短期内仅有康明斯、MTU在25年年底有部分新增产能，且海外市场价格和盈利远高于国内市场，导致海外发动机企业对国内市场供给增量较为有限，行业供需紧缺或持续至26年。
（1）扩产难度大、时间长：海外企业扩产难度大/时间长。
（2）短期内仅有康明斯、MTU有新增产能：短期内仅有康明斯、MTU在25年年底有部分新增产能。
（3）海外市场优先于国内市场：海外市场价格和盈利远高于国内市场，导致海外发动机企业对国内市场供给增量较为有限。
（4）供需紧缺持续至26年：行业供需紧缺或持续至26年。
3. 对发动机企业的机遇
对发动机企业而言，海外供应紧缺，需求旺盛下国产品牌加速渗透，25年新增需求或大部分被国产品牌获得，具备较高份额提升机会。
（1）国产品牌加速渗透：海外供应紧缺，需求旺盛下国产品牌加速渗透。
（2）25年新增需求大部分被国产品牌获得：25年新增需求或大部分被国产品牌获得。
（3）份额提升机会：国产品牌具备较高份额提升机会。
4. 对发电机组企业的机遇
对发电机组企业而言，部分机组企业可锁定海外发动机产能，供需紧缺下其机组价格具备较高弹性；同时机组企业可采购国产发动机，国产渗透加速，具备量上较高弹性。
（1）锁定海外发动机产能的价格弹性：部分机组企业可锁定海外发动机产能，供需紧缺下其机组价格具备较高弹性。
（2）采购国产发动机的量上弹性：机组企业可采购国产发动机，国产渗透加速，具备量上较高弹性。
五、风险
1. 数据中心建设需求不及预期
（1）AI算力投资节奏放缓的风险
数据中心建设需求与AI算力投资节奏高度相关。如果AI大模型训练和推理的商业化进程慢于预期，或算力投资回报周期拉长，数据中心运营商可能推迟或缩减新建项目，直接导致柴发机组采购需求下降。北美超大规模云厂商和国内互联网企业的资本开支计划是观察这一风险的关键指标，一旦出现资本开支指引下调，柴发需求的增长斜率将随之放缓。
（2）数据中心项目审批与落地进度延迟的风险
数据中心项目从规划到落地涉及土地审批、能耗指标、电力接入等多个环节。如果相关审批进度延迟，或地方能耗指标收紧，项目建设周期拉长，柴发机组的采购时点将相应后移。这种延迟不改变长期需求总量，但会改变年度需求的分布节奏，对柴发企业的产能安排和收入确认产生阶段性影响。
（3）客户预算调整导致订单取消或延期的风险
数据中心建设方在项目执行过程中可能因预算调整、融资环境变化或战略优先级调整而取消或延期柴发订单。对于已锁定产能的机组企业，订单取消可能导致库存积压和产能闲置；对于发动机企业，客户结构变化可能影响排产计划的稳定性。
（4）宏观经济下行影响数据中心投资意愿的风险
宏观经济下行时，企业IT支出趋于保守，数据中心投资意愿下降。虽然AI算力需求具有一定的逆周期性，但若经济下行幅度较大、持续时间较长，数据中心建设仍可能受到拖累，进而影响柴发机组的市场需求。
2. 柴发机组价格上涨不及预期
（1）国产发动机产能释放快于预期的风险
如果国产发动机企业扩产速度快于预期，或更多企业进入数据中心柴发发动机领域，供给紧张格局可能提前缓解，机组价格上涨的持续性将受到影响。价格弹性的兑现依赖于供需紧缺的持续时间，若供给增量集中释放，价格上行空间将被压缩。
（2）机组企业竞争加剧导致价格战的风险
数据中心柴发市场的高景气可能吸引更多机组企业进入，如果行业竞争加剧，部分企业可能以价格换份额，导致机组价格涨幅低于预期。价格战不仅影响企业的盈利能力，也可能延缓行业的技术升级和质量提升。
（3）海外发动机供给恢复快于预期的风险
海外发动机企业虽然扩产难度大、时间长，但如果康明斯、MTU等企业的扩产进度快于预期，或海外市场需求阶段性放缓释放出部分产能，海外发动机对国内市场的供给增量可能超出预期，缓解供需紧缺格局，抑制机组价格上涨。
（4）下游客户接受度不足导致涨价传导受阻的风险
柴发机组价格上涨需要下游数据中心客户的接受。如果客户对价格上涨的接受度不足，或通过延长采购周期、寻找替代方案等方式应对涨价，机组企业的价格弹性将难以充分兑现。特别是在数据中心建设成本压力较大的情况下，客户对柴发涨价的容忍度可能有限。
（5）替代技术加速成熟削弱柴油机需求的风险
虽然柴油发电机短期难以被替代，但如果锂电池储能系统、PEM燃料电池等替代技术在成本、安全性、燃料可得性等方面取得超预期突破，或在特定场景中形成可行的替代方案，柴油发电机的需求增长可能受到抑制，进而影响机组价格的上行空间。
总结
数据中心资本开支增长带动灾备电源需求高增，海外发动机企业扩产缓慢，国内机组具备价格弹性，对国产发动机厂商而言也迎来较好的国产替代机会。灾备电源为数据中心所必需，2024年中国数据中心领域用柴油发电机组市场空间或超55亿元，2025年有望达83亿元，同比增长49%，24-28年CAGR达27%。柴油发电机短期无法被替代，燃气机组在初始投资、占地面积、启动时间方面略差，锂电池储能系统更适用于运行时间少于4小时的应用场景，PEM燃料电池面临维护成本、占地面积和绿氢供应的制约。柴油发动机为柴发机组中的核心部件，成本占比超60%，国产份额仅约10%。海外企业扩产难度大、时间长，短期内仅有康明斯、MTU在25年年底有部分新增产能，行业供需紧缺或持续至26年。对发动机企业而言，25年新增需求或大部分被国产品牌获得；对发电机组企业而言，锁定海外发动机产能的企业具备价格弹性，采购国产发动机的企业具备量上弹性。风险方面，需关注数据中心建设需求不及预期和柴发机组价格上涨不及预期。