小婷理财
26-05-13 19:16 微博认证:娱乐博主

近日,国家发改委等四部门联合发布《关于促进人工智能与能源双向赋能的行动方案》。

这份政策文件的落地,标志着AI+能源正式进入顶层规划布局阶段,同时明确了算电融合的发展方向,并设定清晰发展目标:2027年实现新能源与算力设施互动能力大幅提升;2030年AI算力清洁能源供给水平跻身全球先进行列。

从产业与技术层面来看,AIDC电力呈现多元技术路线并行发展格局。海外维谛、施耐德、伊顿等企业,已在中压UPS、固态变压器、高压直流等新品领域提前布局。国内则呈现多技术路线同步推进、头部企业加速落地的发展态势,整体朝着中压直供、固态变压器、巴拿马电源等高效供电架构转型。

电力供给短缺已逐渐成为人工智能产业发展的主要制约因素。随着顶层政策落地推进,AIDC电力产业链需求迎来集中释放,有望带动电力设备、电网建设、光储配套等整条产业链景气度上行。

本文将重点解析AIDC电力核心技术路线、行业竞争格局以及未来产业发展趋势。

01 算电协同发展概况

算电协同的推进由多重核心因素驱动,算力需求爆发、能源结构转型、政策顶层引领、资源时空错配等,共同构成算电协同落地的核心支撑条件。

高盛此前分析指出,AI服务器集群耗电增速,已远超传统电网扩容建设节奏,电力供应或将成为人工智能时代最大发展瓶颈。

算力需求呈指数级增长,直接推高数据中心整体用电规模;电力供需东西部地域与时段错配,进一步加大电网调度调节压力;双碳战略目标倒逼算力设施向绿色低碳转型,叠加国家“东数西算”等顶层规划落地,算电协同已升级为国家级新基建重点战略方向。

据Semianalysis机构预测,全球数据中心核心IT电力需求,将从2023年的49GW增至2026年的96GW,其中AI数据中心用电规模将达到约40GW,预测口径较EIA更为乐观。

未来数年,数据中心电力容量增速将持续提升,年复合增长率将从原有12%-15%加快至25%。

全球数据中心电力需求量预测

(资料来源:Semianalysis)

高耗能应用场景特征凸显:算法模型训练启动瞬间,电力负荷可达日常运行的10倍,对电网平稳运行形成不小挑战;实时推理场景中,自动驾驶每小时耗电量高达2000度,单次AI问答能耗等同于常规灯具十分钟用电量;大模型训练领域,GPT-4拥有1.8万亿参数,能耗规模进一步大幅攀升。

工商业、工业领域用电量增速分别达到2.6%、2.1%,是全社会用电增量的主要贡献来源。
(资料来源:EIA)

02 AI电力行业发展趋势

短期(1-3年)

燃气轮机、储能系统、固态变压器等新技术,成为电力缺口快速补给的核心力量。

燃气轮机具备响应速度快、能源转换效率高的优势,冷启动至满负荷运行仅需数分钟,远快于燃煤电厂数小时的启动周期,是短期电力补缺的重要支撑。

储能技术可有效缓解数据中心供电压力,同时加快新能源并网消纳。美国《通胀削减法案》落地后,光储项目度电成本降至0.033美元,较传统火电成本降低40%。

AIDC新兴技术同步迭代:英伟达此前发布800V电源架构白皮书,提升单机能耗承载与电压等级,为800V供电、固态变压器等新技术普及指明发展方向。

中长期(5-10年)

核电及小型模块化反应堆(SMR)建设提速,为算力产业提供稳定基础负荷电源。

核电兼具稳定、清洁、高效等特质,能够持续提供可靠基荷电力,满足大规模算力设施用电需求。

小型模块化反应堆SMR拥有建设周期短、布局灵活等突出优势,未来将在能源供给结构中占据重要地位。

电网升级与智能化改造,是未来能源体系建设的核心方向之一。
依托AI算法优化电力调度,可实现源网荷储一体化协同运作,更好适配可再生能源大规模并网与分布式能源发展需求。

源网荷储一体化作为算电协同的核心支撑技术,聚焦算力中心应用场景,整合新能源电源、电网输送、用电负荷、多类型储能(电化学、抽水蓄能、氢储能)四大板块资源,实现能源高效利用与全局优化配置,助力算电协同低碳调度、稳定运行。

从全球产业格局来看,欧美各国通过政策扶持本土电力设备制造业,但产能恢复进度缓慢,大量订单逐步向国内企业转移。

我国依托特高压、储能、绿电产业的完备优势,在AI电力保障赛道抢占先发优势。

AI数据中心用电需求持续激增,将全面带动电源电网设备、燃气轮机、AIDC配电设备、光储系统等全产业链环节需求增长。

03 电网设备赛道

当前北美AI用电缺口扩大、中东大规模电源电网工程建设提速,双重利好共振,持续拉动我国电网设备出口需求。

智能调度、特高压、柔性输电、储能变流器四大细分赛道,迎来全面放量增长周期。

国内企业行业参与度持续提升,输变电行业长期发展前景向好,内需扩容叠加海外出海,持续带动传统电力设备行业景气度兑现。同时,AI算力爆发催生新型电力设备增量需求,行业迎来双重景气周期。

电力系统可实现源网荷储高效联动、用电负荷柔性调节以及绿电规模化消纳。
(资料来源:行行查)

目前电网投资重心,已从单一输电环节,转向输电、配电、用电及数字化改造全链条布局。

特高压领域规划明确,“十四五”末期将新增建成3-4条直流线路,柔性直流输电技术应用占比提升至60%。同时特高压与算力专线捆绑布局成为新趋势,中东、东南亚等海外特高压项目,成为国内企业出海第二增长曲线。

特高压输电通道可充分发挥发电、用电的时空特性与资源禀赋差异,最大化释放大电网资源优化配置能力,灵活调剂省市间电力余缺。同时强化“点对网”电厂富余清洁能源消纳能力,提升西电东送通道利用效率,保障西部新能源消纳与东部地区电力稳定供应。

现阶段电网高压订单充足,特高压项目储备体量可观。该领域核心代表企业包括特变电工、平高电气、许继电气、中国西电等。

特变电工:成功中标攀西-天府南特高压工程,该项目是四川省“十四五”能源规划重点工程,主要承接攀西地区新增水电及新能源外送任务,同时保障川南用电负荷中心电力供给。

平高电气:特高压组合电器GIS中标份额连续三年稳居行业首位,市场占比维持36%-44%。2025年前两批国网集中招标中,750kV组合电器招标量达146个,公司中标占比约45%。此外累计参与28条特高压交流、27条特高压直流工程建设,在川渝1000千伏特高压交流项目中,为甘孜站、成都东站提供17个间隔的1100千伏GIS设备。

许继电气:国内柔性直流输电技术领军企业,深度参与金上-湖北、陇东-山东等重点工程,±800kV/5000MW级柔直换流阀实现技术突破。

中国西电:业内唯一具备输变电一次设备成套供应能力的企业,柔直换流阀、换流变产品市场份额稳居行业前列。

广信科技:国内特高压绝缘材料龙头,实现全电压等级覆盖,无胶超厚绝缘板突破30mm量产瓶颈,有效解决设备散热与耐压难题。

神马电力:变电站复合绝缘子产品在北美市场占有率约50%,计划2027年美国生产基地投产,进一步提升海外供货能力。

特高压产业链及核心厂商分布

输配电环节

输配电领域代表企业有思源电气、金盘科技、华明装备、伊戈尔、海兴电力、宏发股份、三星医疗、特锐德等。

思源电气:业务覆盖输配电设备、储能系统、汽车电子三大板块,打造电网核心设备与新能源储能双重业务布局。产品涵盖绝缘组合电器、断路器、互感器等核心品类,技术及设备应用于秦山核电站、北京奥运工程等国家级重点项目。

华明装备:占据中低压分接开关绝大部分市场份额,也是国内唯一掌握特高压分接开关核心技术的企业,打破海外垄断。全球变压器分接开关市场排名第二,仅次于德国MR,2025年全球市占率约35%。

海兴电力:智能电表产品在拉美市场占有率超25%,在巴西、墨西哥等国家具备较高品牌认可度;三星医疗2025年接连中标波兰、匈牙利、巴西等多国智能电表项目;特锐德墨西哥工厂2025年产能稳步爬坡,规划年产值2.5亿元,重点辐射北美市场。

04 AIDC供电前沿新技术

伴随AI数据中心高速发展,新一代供电技术成为产业刚需。
高压直流800V、固态变压器SST等技术加速落地,为AIDC提供高效、稳定、低损耗的全新供电解决方案。

台达已发布数据中心供电架构演进示意图。
(资料来源:台达,NVIDIA GTC)

HVDC高压直流供电

北美市场中,Meta、微软、谷歌、亚马逊等科技巨头,依托开放计算项目推动DC400V/800V行业标准落地,联合上下游企业研发适配方案,计划2026年下半年在自建数据中心规模化应用。

英伟达携手台达、英飞凌等企业制定DC800V供电架构标准,目标2027年实现高功率机柜全覆盖供电。英伟达800V方案核心潜在供应商包括维谛、伊顿、施耐德、麦格米特等。其中麦格米特570KW机柜级高压直流供电设备,已通过英伟达GPU300/NVL288机柜认证。

国内高压直流市场主要由传统电力电源企业主导,中恒电气、中达电通、维谛三家合计市占率超90%。

伊戈尔、宏发股份、欧陆通均已布局800V高压直流领域。伊戈尔重点研发数据中心专用移相变压器、干式变压器,适配高压直流架构需求;宏发股份聚焦AIDC高压直流继电器,是该供电架构的核心元器件;欧陆通数据中心电源产品线齐全,全面覆盖800W以下、800-2000W、2000W以上全功率区间。

英伟达800V高压直流架构

(资料来源:英伟达GTC)

中压UPS

中压UPS指输入输出电压在1kV~35kV区间的不间断电源系统,是衔接电网与AI数据中心负荷的关键电能质量保障设备。

该技术并非高压直流的过渡方案,而是在中压侧集成旁路与电抗隔离器,搭配构网型PCS系统,无需频繁交直流转换,运行效率优于传统UPS。

其核心优势在于实现储能与备电一体化,不仅可应对突发停电故障,更能精准治理电能质量问题,保障GPU集群在电网波动工况下不间断稳定运行。

中压UPS产业链上游核心为电芯、功率半导体、磁性元件;中游包含UPS系统集成商(价值占比约40%)、中压变压器及固态变压器厂商;下游主要面向AI数据中心、智算中心等应用场景。

海外产业界已重点加码中压UPS赛道,国内企业也有望加速跟进布局。

行业格局方面,维谛、伊顿为全球头部企业,施耐德、ABB等同步布局。国内科华数据、科士达、中恒电气、盛弘股份、麦格米特、伊戈尔等多家企业,已切入产业链细分环节。

SST固态变压器

SST全称固态变压器,区别于传统电磁式变压器,是以功率半导体器件替代传统铁芯绕组的电力电子变压器。

可直接将10kV或13.8kV高压交流电,转换为±400V或800V直流电。对比传统UPS架构,省去高压交流转低压交流、再转直流、逆变交流多重转换环节;相较于高压直流方案,可省去前端变压器降压步骤,大幅简化供电链路、降低损耗。

英伟达早前发布的行业白皮书,已明确将中压整流器与固态变压器SST,列为下一代AI基础设施的核心主流供电方案。

发布于 四川