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文檔簡介

|冷卻塔行業多場景共振,數據中心場景打開成長空間——冷卻塔專題報告2

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6核心觀點

?冷卻塔需求穩步增長

,技術路線逐步演進升級。冷卻塔是能源與工業系統的關鍵散熱設施,市場需求具備穩定性。廣泛應用于火電、石化、冶金、核電和數據中心等環節,確保生產裝置穩定運行。全球冷卻塔市場規模穩步提升。2024年規模約42.7億美元,預計2033年達74.6億美元,年復合增長率6.39%,增長來自傳統市場改造和新興場景擴張。??產業鏈結構完善,上中下游分工明確。行業上游涵蓋機電設備、鋼鐵材料、化工材料及其他配件;中游為冷卻塔制造商;下游需求遍布石油化工、能源電力、鋼鐵冶金等重工業,以及食品輕工、紡織工業、空調制冷等民用或商業領域。技術路線以濕式為主,節水趨勢下新方案加快滲透。

濕式塔效率最高但水耗大;干式塔節水但效率不足;干濕結合塔在效率和節水之間平衡,耗水量僅為傳統濕式的20%左右,未來滲透率將提升。

?傳統行業穩定支撐

,新興應用快速增量。主要場景:火電、石化、冶金與核電提供穩定需求。

火電方面,2024年全國裝機14.44億千瓦,占比44%,改造與升級推動冷卻塔需求;石化方面,煉油能力達9.56億噸/年,大型基地需上百臺冷卻塔,環保壓力推動閉式塔應用;冶金方面,噸鋼耗水量高,閉式塔替代濕式塔趨勢明顯。?

?新興場景:數據中心:算力擴張、液冷普及,冷卻塔為終端散熱環節不可或缺。核電:冷卻塔為高效運行的關鍵散熱保障。數據中心算力擴張加速,液冷方案強化冷卻塔作用。數據中心能耗攀升,PUE相關政策推動綠色發展,冷卻系統是能效優化核心。全球算力快速增長,PUE成為數據中心能效核心指標,政策推動冷卻系統向高效、綠色方向發展。冷卻系統能耗占比40%左右,2030年部署在企業內的邊緣計算節點將接近1000萬個

,散熱壓力持續上升。?液冷逐步成為主流,冷卻塔在系統中價值提升。

液冷比風冷更高效節能,一次和二次側高效熱交換驅動液冷數據中心PUE下降與能效優化;其中冷卻塔是數據中心液冷冷卻系統的核心設施。市場規??焖贁U張。

QYResearch測算,2024年全球數據中心冷卻塔市場為34.7億美元,預計2031年達67.8億美元,年復合增長率10.9%。

?核電建設向內陸拓展,核聚變研發催生冷卻需求。核電向內陸延伸,冷卻塔技術升級。內陸核電建設推動冷卻塔向節水、低噪、生態友好方向升級,廣東廉江項目采用超大型高位集水海水冷卻塔。??聚變安全清潔可控,能量釋放規模巨大。核聚變具有燃料豐富、廢物半衰期短、安全性高等優勢,單次反應釋放能量為化學反應百萬至千萬倍。中科院與中核兩大體系推動中國核聚變發展,國內聚變產業化加速。

BEST總裝預計2027建成并在全球范圍首次演示聚變能發電;

CFEDR定位從實驗驗證轉向工程示范,實現功率大于1000兆瓦;“星火一號”項目預計2030年建成并實現100兆瓦持續電力并網。核聚變能源市場擴張帶動冷卻塔空間。2024年融資規模達71億美元,呈明顯加速態勢,2018-2024年新增公司數量超過此前總和,行業快速擴張。冷卻塔為冷卻系統的重要組成部分,市場空間有望快速增加。

?相關標的海鷗股份是國內冷卻塔龍頭企業,新興場景打開成長空間。研發體系完善且技術積累深厚,已通過FM認證;產品性能卓越滿足多元需求,成熟業務體系支撐全球客戶服務。數據中心、核電及未來核聚變冷卻塔需求打開新空間,存在向高端市場滲透的潛力。其他相關標的:冰輪環境:提供溫控系統方案,核島制冷機經驗豐富,氦氣壓縮機入選能源首臺套;高瀾股份:擁有完整數據中心液冷產品矩陣,參與國家“人造太陽”EAST項目;克萊

特:在手訂單5.77億元,數據中心離心風機唯一入選國家節能目錄,核電訂單1.41億元;華電科工:建成國內首座鋼結構冷卻塔,新簽4.04億元格爾木項目;?

風險提示:

冷卻塔產業發展不及預期的風險;數據中心項目推進不及預期的風險;

測算數據與實際數據存在偏差的風險;

相關標的業績不及預期;研報使用的信息存在更新不及時風險。2冷卻塔下游場景眾多,需求穩步增長12目傳統行業穩定支撐,新興應用打開市場空間錄3

數據中心算力擴張加速,液冷方案強化冷卻塔作用C

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S4核電建設向內陸拓展,核聚變研發催生冷卻需求5

相關標的冷卻塔1.1

冷卻塔需求橫跨工業與民用場景,主要應用開式塔

冷卻塔是一種通過冷卻劑流(通常是水流)冷卻到較低溫度將廢熱排斥到大氣中的裝置??梢岳盟c空氣流動接觸后進行冷熱交換產生蒸汽,蒸汽揮發帶走熱量來散去工業上或制冷空調中產生的余熱來降低水溫的蒸發散熱裝置,以保證系統的正常運行?;蛘邇H依靠空氣將工作流體冷卻到接近干球空氣溫度使用散熱器。按照應用場景可以分為工業冷卻塔和民用冷卻塔。民用塔一般為大型中央空調的循環水冷卻裝置。工業塔是現代工業企業循環冷卻系統的重要裝備,用于工業冷卻水的冷卻。

冷卻塔按塔內空氣與循環冷卻水的接觸與否,分為開式塔與閉式塔。開式塔是目前應用最廣、類型最多的一種冷卻系統。開式冷卻塔是通過水與空氣的直接接觸,同時由風機帶動冷卻塔內氣流流動,從而達到蒸發冷卻的目的。循環水移走工藝介質或換熱設備所散發的熱量后成為熱水,熱水進入冷卻塔后和空氣直接接觸,大部分熱水得到冷卻后,再循環使用。閉式冷卻塔一般無填料,核心部件為盤管,需冷卻介質在管內流動,與環境空氣在塔內進行間壁換熱。圖1:冷卻塔分類圖2:冷卻塔及其內部填料結構:智研咨詢,中泰證券研究所:《冷卻塔冷卻技術的應用與優化》,中泰證券研究所4冷卻塔市場空間1.2

冷卻塔需求穩步增長,需求、政策與技術創新共驅冷卻塔市場增長

冷卻塔需求穩步增長,以6.39%的年復合增長率增長。據

Grand

View

Research

數據,2024

年全球冷卻塔市場規模估算約

42.724

億美元,預測至

2033

年將達到

74.591

億美元,2024-2033期間年復合增長率達約

6.39%,冷卻塔市場具有中速增長趨勢。此外,在蒸發冷卻塔子市場中,GMI

預測其

2024–2032

年復合年增長率在

4.6%

左右,也顯示傳統濕式冷卻依然具有持續市場空間。未來若數據中心、核電、聚變等新興場景的大規模開花,這一基礎增長率有可能被推高。

需求、政策與技術創新共驅冷卻塔市場增長。在工業生產、商業設施與電力行業持續擴張的背景下,冷卻塔市場呈現穩定增長態勢。能源產出提升與制造工藝升級不斷強化對高效散熱解決方案的需求,成為核心驅動力。與此同時,節水與熱排放管理相關政策加速了先進冷卻技術的應用普及。技術端則通過智能監控、低維護材料等手段提升運行效率和可靠性,使冷卻塔逐步成為綠色化、可持續基礎設施升級的重要環節。圖3:2024-2033年冷卻塔市場規模(億美元)8070605040302010020242025E2026E2027E2028E2029E2030E2031E2032E2033E:grand

viewresearch,中泰證券研究所5市場格局1.3

全球市場由跨國巨頭主導,國內企業逐步突圍

全球冷卻塔市場長期由跨國巨頭占據主導。美國斯必克(SPX)

、巴爾的摩空氣冷卻系統(BAC)、益美高(Evapco)等國際巨頭在冷卻塔市場形成壟斷。

國產化窗口期加速打開,國內企業在冷卻塔市場競爭格局中逐步突圍。我國冷卻塔市場起步階段外資占據主導,美國SPX、BAC、日本斯頻德等國際廠商通過在華建廠和本地化服務迅速占領高端市場,形成長期技術與品牌優勢。然而,在全球經濟放緩、國際關系緊張的背景下,行業進入“國產化”戰略窗口期,海鷗股份、元亨科技等代表性本土廠商憑借成本、產能與快速響應優勢加快成長,逐步打破外資壟斷,形成較為突出的市場地位。在中低端市場,行業集中度仍低,廠商眾多,競爭激烈,但隨著下游客戶對產品效率、穩定性和服務質量的要求不斷提高,未來集中度有望提升,本土龍頭也具備向高端滲透的潛力。圖表4:我國冷卻塔行業主要產商分布地圖:

智研咨詢,中泰證券研究所6產業鏈1.4

上游材料與部件決定成本,中游設備制造實現產業價值

冷卻塔行業的穩定發展依賴于上游原材料與核心部件供應鏈的有力支撐。

行業上游涵蓋機電設備(如風機、水泵)、鋼鐵材料(構成塔體)、化工材料(如填料、水處理藥劑)及其他配件。這些基礎原材料和關鍵設備的品質、價格及供應穩定性,直接決定了中游冷卻塔制造商的生產成本、技術水平和產品性能。

中游冷卻塔制造企業的市場競爭力體現在下游應用領域的滲透能力上。冷卻塔的下游需求遍布石油化工、能源電力、鋼鐵冶金等重工業,以及食品輕工、紡織工業、空調制冷等民用或商業領域。這種廣泛的應用場景意味著市場需求多元化且韌性較強。對于中游的海鷗股份、聯豐、科鋒等企業而言,其技術研發、產品定制化能力以及市場開拓的成效,直接取決于能否精準滿足這些下游行業在節能、環保、可靠性等方面的苛刻要求。圖5:冷卻塔產業鏈:智研咨詢,中泰證券研究所7技術路線1.5

濕式與干式各有優劣,干濕式有望成為新興場景重要選擇

濕式與干式冷卻塔因散熱原理不同,在效率、耗水及成本上各有優劣,其應用取決于水資源與環保要求。濕式冷卻塔通過水與空氣直接接觸蒸發散熱,效率高但耗水量大,并可能引起水霧和腐蝕問題;其冷卻極限為空氣濕球溫度。干式冷卻塔則通過換熱器進行顯熱交換,基本無水量消耗,適合缺水地區,但冷卻效率較低,且初始投資高昂,造價可達濕式塔的4至6倍。濕式冷卻塔應用廣泛,而干式冷卻塔適用于特定缺水或環保嚴苛的場景。

干濕式冷卻塔在節能環保與水資源約束背景下加速滲透,未來有望成為新興場景的重要選擇。該類型冷卻塔將干式與濕式相結合:干區采用空冷器或翅片管進行顯熱散熱,濕區利用淋水填料強化蒸發散熱,實現雙重換熱。通過空氣調節裝置靈活控制氣流分配,不僅提升了整體冷卻效率,還可在冬季減少濕區進氣量以降低結霧風險。同時,空氣混流裝置能將干區與濕區的熱濕空氣均勻摻混,使出口空氣溫濕度一致,有效避免可見霧氣團,兼顧節水與運行穩定性。其耗水量僅為傳統濕式冷卻塔的約

20%,在水資源緊缺或對環保要求更高的場景具有廣闊應用前景。圖6:冷卻塔示意圖干式冷卻塔濕式冷卻塔干濕式冷卻塔8:中國特種設備安全與節能促進會,《濕式冷卻塔消霧節水技術及其評價方法綜述》,中泰證券研究所冷卻塔下游場景眾多,需求穩步增長1目錄傳統行業穩定支撐,新興應用打開市場空間23數據中心算力擴張加速,液冷方案強化冷卻塔作用C

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核電建設向內陸拓展,核聚變研發催生冷卻需求5

相關標的下游應用場景多樣2.1冷卻塔市場下游應用場景多樣,傳統行業需求與新興場景協同增長

冷卻塔的應用下游可分為主要場景和新興場景兩大類。主要場景包括石化、冶金等傳統工業和以火電為代表的電力行業,這些領域對循環水冷卻幾乎是剛性需求,構成了冷卻塔市場的穩固基底。即便新增裝機增速放緩,替換、節能改造及運維需求仍能支撐整體市場規模。

新興場景則以數據中心和核電為代表。對于能耗巨大的數據中心而言,通過利用自然冷源實現自然冷卻可以降低整體能耗。目前,冷卻塔供冷廣泛應用在數據中心,且已經取得了顯著成效。發展內陸核電是我國核電發展的方向,而內陸核電必然采用冷卻塔。整體來看,冷卻塔市場呈現“傳統場景穩定、替換持續+新興場景快速增量”的格局,為行業投資提供了清晰的增量邏輯和多元化機會。圖7:冷卻塔市場下游應用場景:中泰證券研究所10主要場景2.2

火電行業:電力需求支撐冷卻塔剛需,更新改造帶來增量

火電廠高效運行依賴冷卻塔,其是保障發電系統的關鍵散熱裝置。冷卻塔是火電廠電力生產過程中的核心設施,通過水與空氣的流動接觸進行冷熱交換,利用蒸汽揮發帶走熱量,實現蒸發散熱、對流傳熱和輻射傳熱,有效散去工業生產中產生的余熱,確保電廠系統持續穩定運行。國家能源局數據顯示,2024年全國火電裝機容量達14.44億千瓦,新增裝機5314萬千瓦,同比增長3.8%,占全國總裝機容量的44.14%。這一龐大的存量與增量市場,為冷卻塔行業創造持續市場空間。

電力結構發生變化,冷卻塔改造優化帶來增量。十四五期間,我國電力結構發生較大變化,為最大限度消納光伏、風電等新能源產生的電力,火電機組占比逐年下降,截至

2024年上半年,火電機組占全國總發電裝機容量已降低至45.76%。為了適應當下局面,火電機組節能降耗迫在眉睫,通過在冷端做文章能起到良好的節能改造效果。對濕冷機組的冷卻塔進行優化改造,可有效提升冷卻塔換熱效率,投入產出比較高。從而進一步促進冷卻塔市場擴張。圖表8:2024年底中國發電裝機容量圖表9:改造后冷卻塔性能曲線圖裝機容量(萬千瓦)同比增長16000050%45%40%35%30%25%20%15%10%5%1400001200001000008000060000400002000000%火電太陽能發電風電水電核電:國家能源局,中泰證券研究所:《火電機組濕式冷卻塔節能提效研究》,中泰證券研究所11主要場景2.2

石化行業:循環冷卻支撐煉化需求穩定,產能擴張帶動冷卻塔需求

循環冷卻水系統是石油煉制行業穩定運行的核心支撐,其通過高效的資源循環利用顯著提升了生產可持續性。冷卻塔作為循環水系統的關鍵組成部分,直接關系到水資源節約、設備穩定和污染控制。例如,采用循環水系統后,煉廠新鮮水取用量可減少60%-80%,同時設備故障率降低30%-40%,維修周期延長1-2年,確保了蒸餾塔等關鍵設備溫度控制在適宜范圍(如從100℃以上降至40℃),從而保障了產能的連續輸出和環境污染的減少。

持續增長的煉化產能與成品油需求為冷卻塔系統帶來了廣闊的市場空間。我國龐大的煉化基數和對國內能源的保障需求依然強勁,原油一次加工能力已從2023年的9.25億噸/年增長至2024年的9.56億噸/年,增長了3.33%。這一增長得益于多個大型煉化一體化項目的落地,如裕龍石化、鎮海煉化一體化基地二期項目等。我國千萬噸級以上煉廠規模龐大且遍布全國,國有與民營并存,推動循環水處理系統需求持續增長,為冷卻塔提供了廣闊的市場空間。圖10:石油石化行業循環冷卻水系統示意圖:島津在線監測,中泰證券研究所12主要場景2.2

冶金行業:冷卻塔護航冶金工藝,節水與定制化驅動市場擴容

冷卻塔是冶金工業循環水系統的核心環節,為高溫生產工藝提供不可或缺的降溫保障。核心作用體現在對高爐、轉爐、連鑄及軋鋼等關鍵設備的高效冷卻,防止設備過熱損壞并維持介質恒溫,從而確保產品質量與生產安全。例如,生產1噸鋼約需消耗20-50噸水,冷卻塔通過循環利用極大減少了水資源浪費,而閉式冷卻塔更以其封閉設計有效解決了傳統開式系統易結垢、堵塞和雜質侵入的行業痛點,實現了“不結垢、無蒸發、維修便捷”的穩定運行,成為高爐冷卻等環節的升級標配。

在綠色轉型與產能優化背景下,冷卻塔技術持續向高效節水與定制化方向演進,市場空間與系統需求同步擴容。從趨勢看,隨著冶金行業對節能環保要求的提升,閉式冷卻塔因其節水率高、防污染性能強、運行成本低等特點,正逐步替代開式系統,成為行業升級的重要方向;空間分析上看,冷卻塔的應用已覆蓋從煉鐵(高爐爐體)、煉鋼(電爐氧槍)到軋鋼(連鑄機二冷區)及輔助系統(空壓機、制氧站)的全流程,且隨著冶金產能的持續釋放與設備冷卻需求的精細化,適配不同場景(如耐腐蝕、大流量、防堵塞)的冷卻塔系統擁有廣闊的市場前景,元亨科技企業產品在武鋼、五鑫銅業等眾多冶金項目中的廣泛應用體現了這一點。圖表11:元亨科技冷卻塔13:中冶有色技術平臺,中泰證券研究所新興場景2.3

數據中心:算力擴張帶動冷卻需求,節能與液冷趨勢推動冷卻塔應用

數據中心算力持續擴張,帶動冷卻需求。數據中心算力正以前所未有的速度持續擴張,直接帶動了對高效冷卻系統的強勁需求。全球AI算力預計到2030年將增長近390倍,增速遠超摩爾定律。與此同時,AI芯片功耗正快速提升,CPU設計功耗已達300W,GPU達500W,而NVIDIA最新AI芯片B200的TDP已超過1000W,Intel下一代AI加速卡功耗更將達到1500W。隨著單機柜平均功率在2025年有望達到25kW,算力密度的急劇增加使得散熱需求持續擴張,帶來了冷卻需求的規模性擴大,為冷卻系統創造了廣闊的市場空間。

節能與液冷趨勢推動冷卻塔應用。在“雙碳”宏觀形勢下,政府部門對數據中心

PUE(電能利用效率)監管日益趨嚴,且算力的快速增長和芯片的性能提升將帶來高密數據中心的規模出現,常規風冷模式已無法滿足服務器散熱需要,液冷技術迎來廣闊的發展機遇及市場空間。因此,在數據中心PUE政策持續趨嚴與液冷技術加速滲透的雙重驅動下,冷卻塔作為實現高效散熱的必需環節,其市場發展空間極為廣闊。圖表12:數據中心浸沒式液冷解決方案14:CHINA-DC,中泰證券研究所新興場景2.3

核電:冷卻塔保障核電安全運行,規?;l展帶動技術升級

冷卻塔是核電站熱力循環中的關鍵散熱設施,其高效穩定運行直接關系到整個核電站的發電效率與安全。

根據核電站工作原理,在占據主流的壓水堆和重水堆核電站中,核反應堆產生的熱量通過一回路傳遞至蒸汽發生器,進而驅動二回路的汽輪發電機組。在此過程中,做功后的蒸汽(乏汽)必須在冷凝器中重新凝結為水,而冷卻塔的核心使命就是為這一過程提供持續的冷源。

中國核電產業的規?;c高速發展,為包括冷卻塔在內的關鍵配套技術帶來了廣闊的應用場景和持續的技術升級動力。截至4月27日,我國商運核電機組已達58臺,總裝機容量超過6000萬千瓦,加之核準在建的44臺機組,總規模已躍居世界第一。如此龐大的在運和在建裝機容量,意味著對高效、可靠的冷卻系統存在著巨大且持續的需求。同時,我國已形成涵蓋“華龍一號”、“國和一號”等三代壓水堆技術,以及具有四代特征的高溫氣冷堆、模塊化小堆“玲龍一號”的多元化技術格局。圖表13:核電站原理圖:國際電力網,中泰證券研究所15冷卻塔下游場景眾多,需求穩步增長1目錄傳統行業穩定支撐,新興應用打開市場空間23數據中心算力擴張加速,液冷方案強化冷卻塔作用C

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核電建設向內陸拓展,核聚變研發催生冷卻需求5

相關標的數據中心冷卻系統3.1

數據中心功率密度激增,對散熱提出更高要求

為確保服務器在安全溫度下可靠工作,數據中心須依賴冷卻系統進行散熱。數據中心冷卻系統可以分為室外一次側和室內二次側。?

一次側系統由室外散熱設備、循環水泵、定壓補水裝置、水處理裝置和管路等部件構成,它的冷源采用機械制冷系統和自然冷卻系統,以響應二次側末端不同的溫度需求。?

二次側系統由換熱冷板、冷量分配單元和循環管路、冷源等部件構成。二次側液體回路是由冷量分配單元到機架,通過循環管路和IT設備連接,然后再通過循環管路返回冷量分配單元。

數據中心功率密度激增,對散熱提出更高要求。目前風冷是數據中心最廣泛使用的散熱方式,通過向機房輸送低溫冷空氣,降低服務器等設備運行產生的熱量。但隨著算力的快速增長和芯片的性能提升,常規風冷模式已無法滿足服務器散熱需要。液冷系統利用二次側冷卻液在機柜內吸收設備熱量,并通過CDU內的換熱器將熱量傳遞給一次側冷卻液,一次側冷卻液通過室外冷源最終將熱量釋放到大氣環境中,完成散熱。因為液體的熱傳導能力是空氣的1000倍以上,所以液冷散熱效率更高,更能滿足數據中心散熱需求。圖表14:地板下送風組織架構圖圖表15:液冷系統通用架構圖:《數據中心冷卻技術發展綜述》,中泰證券研究所:《數據中心液冷散熱技術及應用》,中泰證券研究所17液冷是未來發展趨勢3.2

算力需求擴張,PUE相關政策收緊與成本驅動液冷成為未來發展趨勢

全球數據中心規模持續擴張,算力需求十年百倍增長。根據年,全球通用計算算力將達到3.3ZFLOPS(FP32);

AI算力需求激增,2030

年將達到864

ZFLOPS(FP16)。全球數據中心產業正進入新一輪快速發展期,預測,未來三年內,全球超大型數據《智能世界2030》報告預測,2030中心數量將突破1000

個,并將保持快速增長;同時,隨著自動駕駛、

智能制造、元宇宙等應用的普及,邊緣數據中心將同步快速增長,根據第三方預測,2030年部署在企業內的邊緣計算節點將接近1000萬個。

在嚴格的PUE政策要求與持續增加的運營成本壓力雙重驅動下,液冷成為未來發展趨勢。政策層面,國家明確要求到2025年新建大型數據中心PUE需降至1.3以下,而“東數西算”樞紐節點標準更為嚴苛,東部不超過1.25、西部不超過1.2。成本因素成為推動能效提升的關鍵經濟驅動力:數據中心作為“能耗大戶”,其總用電量已占全社會用電量的3%,其中制冷系統能耗占比高達24%以上,是最大的運營成本項之一。在政策與成本的雙輪驅動下,液冷技術成為未來發展趨勢。圖表16:全球通用計算總量預測(ZFLOPS)圖表17:AI計算總量預測(ZFLOPS):《智能世界2030》,中泰證券研究所:《智能世界2030》,中泰證券研究所18液冷是未來發展趨勢3.2

算力需求擴張,PUE相關政策收緊與成本驅動液冷成為未來發展趨勢

數據中心散熱技術正經歷從風冷到液冷的關鍵轉型。隨著AI芯片功耗的持續攀升,例如英偉達GB200超級芯片已達2700W,傳統風冷方案在40–60kW/機架的功率密度下已接近散熱極限,難以滿足高密度計算設備的冷卻需求。而液冷憑借液體導熱能力遠超空氣的天然優勢,不僅能實現單芯片3-5倍的散熱效率提升,更能將數據中心PUE降至1.02-1.2的低水平。與此同時,盡管液冷初期投資較高,但其在運行階段可顯著降低40%的制冷能耗,使得全生命周期成本優勢凸顯,加速了其在高密度算力場景中的規模化滲透。谷歌、微軟和Meta等科技巨頭已率先在大型數據中心規模化部署液冷解決方案,不僅驗證了其技術可行性,也推動了產業鏈成熟與成本優化,進一步加速了液冷對風冷的替代進程。圖表18:不同制冷方式比較圖表19:冷板式液冷系統:《中國智算中心現狀及液冷技術應用展望》,中泰證券研究所:ferro

tec,中泰證券研究所19冷卻塔為液冷系統核心設施3.3

冷卻塔是數據中心液冷冷卻系統的核心設施,配置需求上升

冷卻塔作為數據中心液冷冷卻系統的核心設施,配置需求上升。冷卻塔作為液冷系統一次側的核心設施,其作用在于傳導一次側冷卻介質(如冷凍水、乙二醇溶液)的熱量,將來自二次側(CDU或液冷機柜)的熱量排散至大氣。?

無論采用間接接觸型(冷板式)還是直接接觸型(浸沒式、噴淋式)液冷方式,冷卻塔均是實現整體熱循環閉環的關鍵設備,其配置規模與重要性隨液冷滲透率顯著提升。?

在冷板液冷的高溫供回水策略下,全年自然冷源利用占比提高,冷卻塔運行時長與出力占比提升。?

當室外溫度較高時,需要機械制冷的協同運行,主要采用冷卻塔自然冷卻與蒸發冷卻等復合系統,冷卻塔仍是關鍵設施。

液冷技術在數據中心的快速普及,對冷卻塔提出了更高要求。為充分釋放液冷降耗潛力,冷卻塔需實現三方面升級:一是提升單塔換熱能力,以適應高溫供液條件與全年自由冷運行需求;二是強化系統控制與智能化集成,實現液冷、CDU與冷卻塔的動態協同;三是優化運行策略,兼顧節能與廢熱回收,推動數據中心由“被動散熱”向“主動能效管理”轉變。圖表20:冷卻塔供冷系統直接供冷系統間接供冷系統20:《數據中心冷卻系統研究及應用進展》,中泰證券研究所冷卻塔成本構成3.4

材料工藝決定基礎價格,系統配置與服務決定最終報價

基礎價格:材料與核心部件是關鍵。塔體材質是成本基石,玻璃鋼價格最低,僅為不銹鋼、鍍鋁鋅板的一半。核心部件中,冷卻盤管材質決定壽命與成本,T2

紫銅管、不銹鋼管性能優且壽命長,碳鋼管需鍍鋅以延長使用;風機葉片(不銹鋼比普通材質貴

30%-40%)、水泵品牌(如賽萊默與普通品牌價差顯著)也會拉大價格差距。

最終報價:附加服務與系統配置起主導作用。售后服務直接關聯成本,三年質保與五年質保對應不同報價;噴淋系統、稅費、運輸費用也需計入最終價格。系統類型差異更大,閉式冷卻塔因雙循環系統與全封閉設計,購置成本遠高于開式冷卻塔,通常是后者的

3-5

倍。圖表21:冷卻塔構造示意圖:造價有數,中泰證券研究所21數據中心冷卻塔空間3.5

全球冷卻塔市場穩步增長,數據中心擴張驅動需求擴張

全球數據中心冷卻塔市場已形成可觀規模,并呈現穩步增長趨勢。根據QYResearch調研數據,2024年全球數據中心用冷卻塔市場規模已達到34.71億美元,預計到2031年,該規模將攀升至67.75億美元,期間年復合增長率預計將保持在10.9%的較高水平。

市場增長的核心驅動力直接來自于全球超大規模數據中心的持續擴張與大型化趨勢。

根據SynergyResearch

Group的最新數據,到

2024

年底,超大規模提供商運營的大型數據中心數量增至

1,136個,在過去五年中翻了一番。同時,隨著新開放設施的平均容量持續攀升,運營中的超大規模數據中心的總容量在不到四年的時間內就翻了一番。全球超大規模數據中心的總體容量再次翻番將在不到四年的時間內實現。每年將有

130-140

個超大規模數據中心穩定上線。這一由全球主要云和互聯網服務公司推動的基礎設施建設浪潮,是拉動高性能、高價值冷卻塔需求最直接、最根本的動力。圖表22:2024-2031年全球數據中心用冷卻塔市場規模(億美元)8070605040302010020242025E2026E2027E2028E2029E2030E2031E:QYResearch,中泰證券研究所22冷卻塔下游場景眾多,需求穩步增長1目錄傳統行業穩定支撐,新興應用打開市場空間23數據中心算力擴張加速,液冷方案強化冷卻塔作用C

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核電建設向內陸拓展,核聚變研發催生冷卻需求5

相關標的核電建設4.1核電建設向內陸拓展,超大型海水冷卻塔實現技術升級

核電場景升級正推動冷卻塔技術向更嚴苛的水量、噪音與生態約束方向發展。隨著中國核電建設逐漸從沿海向內陸延伸,冷卻系統需應對水資源節約、噪聲控制和生態保護的更高要求。廣東廉江核電項目1號機組冷卻塔作為國內首個超大型高位集水海水冷卻塔,示范了“二次循環+高位集水”技術路徑。該技術以海水替代傳統直流冷卻的“直取直排”,通過冷卻塔實現熱量向大氣釋放,排水溫度接近自然海水(最大月溫升不足2℃),遠低于國家4℃溫排水標準,顯著降低對海洋生態的影響。這一成功實踐為未來內陸核電開發提供了可復制的環境友好解決方案,有望在沿河或水資源敏感區域推廣。

核電建設提速與冷卻技術升級在廉江核電項目中得到集中體現,超大型海水冷卻塔的順利到頂標志著我國核電冷卻系統進入新階段。該塔高218.7米、淋水面積達兩萬平方米,主體完工后全面進入塔內構件安裝。其采用的二次循環冷卻技術將排水量降至傳統直流方案的約四十分之一,噪聲比常規冷卻塔降低4–8分貝;高位集水設計使循環水泵揚程降低12.7米,年節電量達600萬度,并間接提升發電效率。同時,基于超大型冷卻塔國家重大專項的110余項專題研究,該塔可抵御最強臺風,實現了安全韌性與生態友好的協同增強,為核電大規模建設提供了技術保障。圖表23:法國

ChinonB配備薄型強制通風冷卻塔圖表24:廣東廉江核電項目1號機組冷卻塔:EDF/Marc

Mourceau,中泰證券研究所:核聞天下,中泰證券研究所24核聚變是終極能源形式4.2

可控核聚變是人類終極能源,產業化進程加速

可利用的核能除了核裂變、還有核聚變的能源形式。核能源于原子核發生變化時產生的質量損失,可利用的核能主要有核裂變、核聚變兩種釋放方式:核裂變是指重元素的原子核分裂為較輕元素的原子核并釋放出能量的過程,常用鈾-235作為反應燃料;核聚變是質量較輕元素的原子核互相聚合形成較重元素的原子核并釋放能量的過程,常用氘氚作為反應燃料。相對于核裂變,可控核聚變具有能量密度大、燃料豐富、清潔安全等顯著優勢。

核聚變能源是未來終極能源,是大國博弈的核心戰略方向。聚變能源對包括但不限于工業制造、人工智能、深空探索都意義重大??煽睾司圩兪菄液诵膽鹇?,自上而下推動產業發展。因此核聚變是中美博弈核心方向,且全球投入加速。圖表25:核裂變與核聚變對比圖表26:聚變堆主循環原理示意圖比較維度燃料核裂變核聚變主要使用鈾-235、钚-239等放射性元素,需要

主要使用氘和氚作為燃料。氘可從海水中提通過采礦和精煉獲得。取,氚可通過鋰在反應堆中與中子反應生成。氘:每升海水含約0.03克氘,全球海水中氘的總量約為40萬億噸,足夠人類使用100億年。鈾:全球已探明儲量約為792萬噸,大約能使用90年。燃料儲量氚:現成氚的唯一來自重水裂變反應堆,全球CANDU反應堆的氚產量約為每年20公斤,后續可通過鋰-6進行反應生成。氘-氚聚變為1g氦放出的熱量相當于11.2t

標準煤。能量密度

1g鈾裂變放出的熱量相當于2.6t

標準煤。產生的放射性廢料壽命相對較短,處理相對容易,但反應過程中會產生高能中子,對材料有輻照損傷。產生長壽命的放射性廢料,需要長期管理和存儲。輻射性:WorldNuclearAssociation,新浪財經,ITER,《核裂變與核聚變發電綜述》,中泰證券研究所:《我國磁約束核聚變能源的發展路徑、國際合作與未來展望》,中泰證券研究所25核聚變是終極能源形式4.2

可控核聚變是人類終極能源,產業化進程加速

核聚變技術路線百花齊放,環形與直線形裝置備受關注。環形裝置通過長脈沖環形磁場約束,使核燃料沿磁場方向螺旋運動而不接觸器壁,能夠實現穩態持續發電。代表類型有托卡馬克、仿星器等,更適合GW級集中式電廠,滿足城市或國家電網需求。全球在運、在建和規劃的聚變裝置有168個,托卡馬克及仿星器這種環形裝置是核聚變實現的主流方案,合計占比63%。

全球核聚變項目加速推進,中美領跑。中國以國家主導,主攻托卡馬克;美國以私企主導,多元化布局核聚變路線。國內托卡馬克聚變項目持續推進,迎來密集招標期。中科院系有BEST、CFEDR,中核系有中國環流三號、“星火一號”項目。BEST總裝于2025年5月啟動,預計兩年后建成并在全球范圍首次演示聚變能發電;CFEDR定位從實驗驗證轉向工程示范,實現功率大于1000兆瓦;中國環流三號(HL-3)今年國內首次實現原子核、電子雙億度運行,綜合參數躍居國際前列,挺進燃燒實驗階段;“星火一號”項目預計2030年建成并實現100兆瓦持續電力并網;中國聚變公司首次公開亮相,擬在上海建設“環流四號”高溫超導裝置。圖表27:BEST與中國環流三號:可控核聚變,中泰證券研究所26主流方案對冷卻塔需求明確4.3

冷卻塔為核聚變關鍵裝置,市場空間隨聚變擴張增長

核聚變產業迎加速發展,冷卻塔環節有望受益。近兩年全球投入力度加大,2024年融資規模達71億美元,呈明顯加速態勢,2018-2024年新增公司數量超過此前總和,核聚變產業化加速推進。核聚變路線中托卡馬克、仿星器、激光慣性約束聚變這三種聚變路線合計占全球聚變路線71%,核聚變反應產生的大量熱量,需要借助冷卻塔來實現熱量的最終排放。

冷卻塔是核聚變裝置冷卻系統中不可或缺的關鍵部件。以ITER項目為例,總投資約220億美元,其中設備費用占86%,冷卻系統占總投資約5%,冷卻塔為冷卻系統的重要組成部分。類似的DEMO商業示范堆也采用相同冷卻架構。這表明冷卻塔是核聚變堆不可或缺的基礎設施,其技術性能直接關系到聚變反應的安全性與效率。核聚變冷卻系統需求確定,越早參與供應的公司有望占據先發優勢。目前核聚變產業目前處于從0-1階段,大量實驗堆規劃拉動聚變領域冷卻系統需求。冷卻塔為冷卻系統的重要組成部分,市場空間有望快速增加。圖表28:全球聚變類型分布圖表29:ITER項目成本結構磁體真空室內部真空室建筑電源和配電加熱及電流驅動系統其他輔助系統診斷、控制和數據采集

冷卻系統激光約束5%8%6%7%28%17%仿星器17%托卡馬克46%7%8%其他29%8%14%Fusion

for

Energy,FUSDIS,中泰證券研究所:未來智庫,中泰證券研究所:27冷卻塔下游場景眾多,需求穩步增長1目錄傳統行業穩定支撐,新興應用打開市場空間23數據中心算力擴張加速,液冷方案強化冷卻塔作用C

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核電建設向內陸拓展,核聚變研發催生冷卻需求5

相關標的相關標的5.1

海鷗股份:國內領先冷卻塔廠商,收入與利潤穩步增長

海鷗股份在國內冷卻塔市場占據領先地位,營收和利潤連續增長。2024年全年實現營業收入約

16

億元,較上年增長約

16

%;歸母凈利潤為約

0.96

億元,同比增長13

%。這一增長趨勢在2025年上半年得以延續,上半年實現營業收入7.75億元,同比增長約

20

%;歸母凈利潤為0.35億元,同比增長約

25

%,盈利增速超過營收增速,反映出公司經營質量的優化。截至2025年6月30日,公司在手訂單總計33.76億元,為未來業績提供了堅實保障。

主營業務結構優化,境內境外市場同步發展。從產品結構看,常規冷卻塔是公司的收入基石,2024年收入達9.51億元,占主營業務收入近六成。節能環保型產品表現亮眼,開式消霧塔收入同比大幅增長203.57%,顯示出公司在高端、高附加值產品市場的突破。從市場區域看,公司境內外業務均衡發展,2024年境內收入

8億元,境外收入7.97億元。其中,境外業務毛利率為38.99%,高于境內業務的20.53%,凸顯了公司強大的國際競爭力和海外業務的優異盈利能力。圖表30:2020-2025H1海鷗股份營收及凈利潤圖表31:2024年海鷗股份主營業務構成傳統冷卻塔安裝調試服務降噪塔閉式冷卻塔冷卻塔配件制氫設備及配件空分配件和其他配件1.69%消霧塔冷卻塔技術改造水處理劑營業收入(百萬元)歸母凈利潤(百萬元)歸母凈利潤同比增長(%)營業收入同比增長(%)開式綜合環保塔其他業務18001600140012001000800600400200045%40%35%30%25%20%15%10%5%0.51%

0.17%0.13%2.24%2.46%1.91%4.88%6.21%9.14%59.46%11.21%0%-5%-10%2020A2021A2022A2023A2024A2025H1:iFinD,中泰證券研究所:iFinD,中泰證券研究所29相關標的5.1

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