能源行業(yè)專題研究：氣電核電雙擎驅(qū)動(dòng)，破解數(shù)據(jù)中心供電瓶頸.pdf

能源行業(yè)專題研究：氣電核電雙擎驅(qū)動(dòng)，破解數(shù)據(jù)中心供電瓶頸。數(shù)據(jù)中心催生對(duì)穩(wěn)定電力的需求。云計(jì)算、AI等技術(shù)發(fā)展帶動(dòng)全球數(shù)據(jù)中心規(guī)模迅速擴(kuò)大，催生用電需求。根據(jù)我們的測(cè)算，到2035年，謹(jǐn)慎、中性、 樂觀情形下全球數(shù)據(jù)中心耗電量將增至 1544.38/2321.05/3911.11TWh，與 2023 年的 414TWh 相比 CAGR 分別為 11.60%/15.45%/20.58%。

數(shù)據(jù)中心自備電力或?qū)⒅饾u成為主流。數(shù)據(jù)中心的“清潔化”和“大型化”要求更多地自備電站，同時(shí)數(shù)據(jù)中心選址 存在“聚集效應(yīng)”，可將電力需求有效轉(zhuǎn)化為裝機(jī)需求。由于單個(gè)數(shù)據(jù)中心的規(guī)模擴(kuò)大，功耗超過100MW的數(shù)據(jù)中 心變得常見，由電網(wǎng)供電將對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生過大負(fù)擔(dān)，尤其是在數(shù)據(jù)中心聚集的地區(qū)，因此自備電力或?qū)⒅饾u成為主流。 國(guó)際數(shù)據(jù)中心巨頭均有宏大的減排目標(biāo)，“清潔化”趨勢(shì)要求數(shù)據(jù)中心減少對(duì)電網(wǎng)中混合電力的購(gòu)買，更多地自備清 潔電力。由于數(shù)據(jù)中心建設(shè)常常聚集在某些區(qū)域，數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)張導(dǎo)致這些區(qū)域的電力逐漸吃緊，因此新的數(shù)據(jù)中心 用電需求有望有效轉(zhuǎn)化為裝機(jī)需求。

穩(wěn)定電力是數(shù)據(jù)中心供電的基石，首推氣電和核電。我們通過模擬驗(yàn)證了穩(wěn)定電力在數(shù)據(jù)中心供電中的重要性，若只 通過光伏為數(shù)據(jù)中心供電，擴(kuò)大配套新能源電站額定功率的效果較差，即使配備的光伏電站額定功率達(dá)到數(shù)據(jù)中心功 耗的 4 倍，也會(huì)因儲(chǔ)能規(guī)模不足而不得不在夜間從電網(wǎng)購(gòu)電。配備一定規(guī)模的穩(wěn)定電力后，數(shù)據(jù)中心可迅速擺脫對(duì) 電網(wǎng)的依賴，這是單獨(dú)依靠光伏和常規(guī)儲(chǔ)能難以實(shí)現(xiàn)的，氣電和核電的發(fā)電穩(wěn)定、選址靈活特性使其適合為數(shù)據(jù)中心 供電。

氣電成為破解數(shù)據(jù)中心供電瓶頸的關(guān)鍵

數(shù)據(jù)中心對(duì)電網(wǎng)的沖擊需要用氣電化解。氣電在數(shù)據(jù)中心供電領(lǐng)域的最大優(yōu)勢(shì)在于建設(shè)周期短和供電穩(wěn)定，近年美國(guó) 新投產(chǎn)的大功率氣電站大多可在3年內(nèi)投產(chǎn)，供電在部分市場(chǎng)已成為迫在眉睫的問題，需要先對(duì)碳排放問題妥協(xié)，使 用氣電緩解壓力，長(zhǎng)期來看需要通過CCUS來減少氣電排放。

PPA 或?qū)⑻岣邭怆姙閿?shù)據(jù)中心供電比例。未來新數(shù)據(jù)中心簽訂PPA的比例或?qū)⑦_(dá)到較高水平，同時(shí)PPA中氣電的比 例也有望提高。在我們的中性假設(shè)下，2035年，全球數(shù)據(jù)中心對(duì)氣電的需求分別為812.94TWh，占2023 年氣電總 發(fā)電量的12.43%；對(duì)天然氣的需求分別為5.59億立方米/天，占2023年天然氣總需求的4.88%；若為數(shù)據(jù)中心建設(shè) 的氣電站均為基荷電站，以65%的容量因子計(jì)算，對(duì)氣電新裝機(jī)規(guī)模的需求分別為15.74GW，占 2023年氣電新裝機(jī) 規(guī)模的27.96%。

數(shù)據(jù)中心清潔化發(fā)展助力核電復(fù)興

核電是已大規(guī)模應(yīng)用的穩(wěn)定清潔電力。隨著數(shù)據(jù)中心“清潔化”趨勢(shì)延續(xù)，核電作為為數(shù)不多的清潔穩(wěn)定供電方案將 越發(fā)受到重視。核電發(fā)展中的主要阻礙在于政策、公眾接受度和建設(shè)中面臨的風(fēng)險(xiǎn)，目前歐美政策對(duì)核電尤其是SMR （小型模塊化反應(yīng)堆）轉(zhuǎn)向支持，公眾對(duì)核電接受度回升，SMR 的小型化也有助于控制建設(shè)中的延誤和成本超支風(fēng) 險(xiǎn)，減少投資者的擔(dān)憂。

核電或?qū)⒃?030年后為數(shù)據(jù)中心提供更多電力。核電支持?jǐn)?shù)據(jù)中心有兩種模式，分別是重啟已停運(yùn)的核電站和建設(shè) 新核電站。2023-2024年海外數(shù)據(jù)中心公司公布了較多與核電的合作協(xié)議，合作模式聚焦于SMR建設(shè)。目前全球僅 少量SMR已投產(chǎn)，大多還處于在建或規(guī)劃階段，預(yù)計(jì)2030年后可看到更大規(guī)模的商業(yè)化。