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国金证券指出,数据中心的“大型化”对电网供电的压力倍增,需要数据中心自备电站以缓解这种压力,这种需求不涉及电力的清洁化,核心只在于“自备电站”;“清洁化”需求目前主要来自于国际数据中心巨头,要求数据中心进一步减少对电网中混合电力的采购,通过自备更多清洁电力以满足需求,核心在于“自备清洁电站”。数据中心的聚集效应导致局部地区负荷过高,从而促进用电需求向装机需求的有效转化。
1)数据中心催生对稳定电力的需求
云计算、AI等技术发展带动全球数据中心规模迅速扩大,催生用电需求。根据测算,到2035年,谨慎、中性、乐观情形下全球数据中心耗电量将增至1544.38/2321.05/3911.11TWh,与2023年的414TWh相比CAGR分别为11.60%/15.45%/20.58%。
数据中心自备电力或将逐渐成为主流。数据中心的“清洁化”和“大型化”要求更多地自备电站,同时数据中心选址存在“聚集效应”,可将电力需求有效转化为装机需求。由于单个数据中心的规模扩大,功耗超过100MW的数据中心变得常见,由电网供电将对电网产生过大负担,尤其是在数据中心聚集的地区,因此自备电力或将逐渐成为主流。
国际数据中心巨头均有宏大的减排目标,“清洁化”趋势要求数据中心减少对电网中混合电力的购买,更多地自备清洁电力。由于数据中心建设常常聚集在某些区域,数据中心的扩张导致这些区域的电力逐渐吃紧,因此新的数据中心用电需求有望有效转化为装机需求。
2)稳定电力是数据中心供电的基石,首选气电和核电
通过模拟验证了稳定电力在数据中心供电中的重要性,若只通过光伏为数据中心供电,扩大配套新能源电站额定功率的效果较差,即使配备的光伏电站额定功率达到数据中心功耗的4倍,也会因储能规模不足而不得不在夜间从电网购电。配备一定规模的稳定电力后,数据中心可迅速摆脱对电网的依赖,这是单独依靠光伏和常规储能难以实现的,气电和核电的发电稳定、选址灵活特性使其适合为数据中心供电。
①气电成为破解数据中心供电瓶颈的关键
数据中心对电网的冲击需要用气电化解。气电在数据中心供电领域的最大优势在于建设周期短和供电稳定,近年美国新投产的大功率气电站大多可在3年内投产,供电在部分市场已成为迫在眉睫的问题,需要先对碳排放问题妥协,使用气电缓解压力,长期来看需要通过CCUS来减少气电排放。
PPA或将提高气电为数据中心供电比例。未来新数据中心签订PPA的比例或将达到较高水平,同时PPA中气电的比例也有望提高。在中性假设下,2035年,全球数据中心对气电的需求分别为812.94TWh,占2023年气电总发电量的12.43%;对天然气的需求分别为5.59亿立方米/天,占2023年天然气总需求的4.88%;若为数据中心建设的气电站均为基荷电站,以65%的容量因子计算,对气电新装机规模的需求分别为15.74GW,占2023年气电新装机规模的27.96%。
②数据中心清洁化发展助力核电复兴
核电是已大规模应用的稳定清洁电力。随着数据中心“清洁化”趋势延续,核电作为为数不多的清洁稳定供电方案将越发受到重视。核电发展中的主要阻碍在于政策、公众接受度和建设中面临的风险,目前欧美政策对核电尤其是SMR(小型模块化反应堆)转向支持,公众对核电接受度回升,SMR的小型化也有助于控制建设中的延误和成本超支风险,减少投资者的担忧。
核电或将在2030年后为数据中心提供更多电力。核电支持数据中心有两种模式,分别是重启已停运的核电站和建设新核电站。2023-2024年海外数据中心公司公布了较多与核电的合作协议,合作模式聚焦于SMR建设。目前全球仅少量SMR已投产,大多还处于在建或规划阶段,预计2030年后可看到更大规模的商业化。
气电产业链的投资价值主要聚焦于以下几个方面:
设备制造:国内燃气轮机关注【东方电气】、【哈尔滨电气】和【上海电气】
天然气采购:2023年国内天然气对外依存度在40%以上,随着气电装机规模的提升,天然气进口气量有望进一步提升。由于LNG接收站是我国接收
进口LNG资源的重要中转站,进口需求的提升有望直接利好持有LNG接收站资产的企业,关注【新奥股份】、【九丰能源】、【新天绿色能源】等
气电厂运营:上海及广东区域的天然气发电厂盈利稳定性较强,关注【深圳燃气】、【上海电力】、【申能股份】等。
核电产业链关注:
传统核电设备:中核科技(核电阀门)、江苏神通(核电阀门)、佳电股份(核电电机、主泵)、海陆重工(堆内构件)、科新机电(压力容器)、景业智能(核工业机器人)等。
核聚变产业链:联创光电(高温超导磁体)、国光电气(偏滤器、包层第一壁、泵阀等)、西部超导(低温超导带材、磁体)、永鼎股份(高温超导带材)、精达股份(高温超导带材)。
研报来源:国金证券,刘道明,执业S1130520020004,能源行业专题研究:气电核电双擎驱动,破解数据中心供电瓶颈,2025年01月13日
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