【四海读报】20251224：电力设备行业专题报告：算力革命

算力革命与能源革命共振 美国缺电背景下的电力投资机遇

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1. 一段话总结

算力革命与能源革命共振下，美国因AI算力投资激增（OpenAI计划2033年部署250GW算力）面临严重电力缺口，2030年最高用电负荷预计突破1000GW，电源缺口达89-182GW，发电侧以气电、核电为主力，储能、SOFC为应急补充，电网投资同步加码（2025-2027年预计达378亿、427亿、434亿美元）；国内方面，中美科技竞争推动AI算力投资超预期，中性/乐观情景下AIDC与充电桩将拉动十五五用电量复合增速提升1.1-1.5pct，电力供需或重回紧张周期，同时800VDC架构成为AIDC电源演化趋势，固态变压器（SST）为长期解决方案，国内外电力设备企业迎来出口与国内投资双重机遇。

2. 思维导图

3. 详细总结

一、核心背景：算力驱动电力需求爆发

1. 美国算力投资激增：

   • OpenAI将2033年算力投资上调至250GW，当前仅2GW，8年新增负荷超美国当前最高用电负荷（820GW）的1/4。
   • 2030年美国最高用电负荷预计达1000GW，2024-2030年CAGR=3.4%，电力供需从紧平衡转向紧缺。

2. 国内算力投资跟进：

   • 中美科技竞争下，《“十五五”规划》强调AI算力供给，2030年我国算力规模预计突破5000EFLOPS，AIDC年耗电量将达6000亿千瓦时。
   • 中性/乐观情景下，2030年AIDC总功率达120GW/168GW，年耗电量7213亿/1万亿千瓦时。

二、美国电力缺口与解决方案

1. 电源侧缺口测算（2030年）：

   情景	最高用电负荷	电源缺口（GW）
   考虑机组退役	1000GW	182
   不考虑机组退役	1000GW	89
   乐观负荷（1100GW）	考虑机组退役	299

2. 电源侧解决方案：

   • 气电：最适配负荷特性，GEV 2024年新增订单20.2GW（同比+113%），2025Q1-Q3订单19.6GW（同比+39%）。
   • 核电：2050年目标400GW（当前100GW），AI企业加速部署SMR（谷歌、亚马逊均有合作项目）。
   • 应急补充：储能（需36GW以平抑AIDC 30%负荷波动）、SOFC（Bloom Energy产能从1GW扩至2GW，获甲骨文、英特尔订单）。

3. 电网侧投资加码：

   • 投资规模：2024年突破300亿美元，2025-2027年预计达378亿、427亿、434亿美元。
   • 国内出口机遇：2022-2024年中国变压器对美出口同比+65%、+25%、+44%，2025Q1-Q3同比+33%；对非美地区出口2025Q1-Q3同比+41%。

三、AIDC电源设备技术演化

1. 核心痛点：GPU功耗提升导致机柜功率激增、空间紧张、负荷波动加大。

2. 技术路线：

   • 过渡方案：415V交流+整流器/储能，实现800VDC供电。
   • 终极方案：固态变压器（SST），直接将中压交流转换为800VDC，功率提升157%，节省设备体积与成本。
   • 标准化推进：英伟达牵头推动800VDC产品标准化，加速SST商业化。

四、国内电力市场影响与投资机遇

1. 用电需求拉动：

   用电类型	中性情景（2030年）	乐观情景（2030年）
   AIDC耗电量增量	6213亿千瓦时	9090亿千瓦时
   充电桩耗电量增量	2260亿千瓦时	2260亿千瓦时
   用电量增速拉动	1.1pct	1.5pct

2. 电力投资需求：

   • 电源侧：中性情景下，十五五需年均新增88GW煤电（同比+29%）；若要碳达峰，风电/光伏年均装机需上调至140/240GW。
   • 电网侧：配网设备价格或2026年初触底回升，头部企业受益于集中度提升。

五、核心投资方向

4. 关键问题

问题1：美国电力缺口的核心成因与主要解决方案是什么？各方案的优势与落地节奏如何？

答案：核心成因是AI算力投资激增（OpenAI 250GW规划）导致电力需求大幅上调，而电源/电网建设滞后，2030年缺口达89-182GW。主要解决方案及特点如下：① 气电：优势是建设周期短（1-2年）、成本低，适配AIDC长时运行需求，落地节奏快（GEV 2024年订单翻倍），是2030年前主力；② 核电：优势是稳定性强、零碳，长期目标明确（2050年400GW），但建设周期长（5-6年），短期贡献有限，SMR（小型模块化核电）受AI企业青睐（谷歌、亚马逊合作）；③ 储能：优势是响应快，可平抑AIDC负荷波动（需36GW），是配套刚需；④ SOFC：优势是部署周期短、综合效率超85%，获ITC补贴，Bloom Energy产能扩至2GW，作为应急补充。

问题2：国内AIDC投资对电力供需的影响如何？不同情景下对电力投资的具体要求是什么？

答案：国内AIDC投资将显著拉动电力需求，推动供需重回紧张周期：中性情景下，AIDC+充电桩拉动十五五用电量复合增速提升1.1pct，2030年合计新增耗电8472亿千瓦时；乐观情景下拉动1.5pct，新增耗电11350亿千瓦时。对电力投资的要求：① 中性情景（维持现有新能源装机）：需年均新增88GW煤电（同比+29%），否则煤电发电量上升，或无法完成碳达峰；② 中性情景（兼顾碳达峰）：风电/光伏年均装机需上调至140/240GW，储能、电网需同步加大投资以保障消纳；③ 乐观情景：需年均新增104GW煤电（同比+53%），或风电/光伏年均装机上调至170/244GW，电力设备需求大幅增长。

问题3：AIDC电源设备的技术演化趋势是什么？固态变压器（SST）的核心优势与国内相关受益企业有哪些？

答案：AIDC电源设备核心演化趋势是从415V交流架构向800VDC架构升级，长期终极方案为固态变压器（SST）。SST的核心优势：① 功率密度高：相同线径下功率较415V交流提升157%；② 结构简化：省去UPS、整流器等设备，降低体积与成本；③ 适配性强：直接实现中压交流-800VDC转换，契合AIDC高功率、省空间需求。国内受益企业：① 电力电子优势企业：四方股份、金盘科技（具备电力电子与变压器技术）；② 数据中心相关企业：新特电气、伊戈尔（有项目经验，可快速切入）；③ 上游配套：云路股份、京泉华（SST核心材料/部件供应商）。