公用事业及环保产业行业研究：数据中心绿电需求有多大？如何匹配供电？

本周（2.24-2.28）上证综指下跌1.72%，创业板指下跌4.87%。碳中和板块下跌1.52%，环保板块下跌0.54%，煤炭板块下跌0.72%。公用事业板块下跌1.12%。 全国新建数据中心或将拉动每年1020亿千瓦时增量用电需求，存量+增量合计或将拉动增量绿电消费991亿千瓦时（若以新能源平均利用小时数1500h测算，对应新增装机需求66GW，占24年新能源实际新增装机的18%）。 数据中心分为三个层级，定位不同，时延要求不同。类比新能源开发的“大基地开发”、“省内集中式开发”、“分布式开发”三类模式，有差异化定位。从行动计划来看，国家枢纽节点是国家对数据中心绿电消费做要求的主要抓手，在可再生能源资源富集地区的枢纽上集中式风光基地大有可为；省内与边缘数据中心体量原则上是11.25MW以下的中小型数据中心，与区位临近的垃圾焚烧发电、分布式风光项目合作机会更大。从电源清洁性、供电成本、供电容量、利用小时数四个视角横向比较清洁电力与数据中心的匹配度（详见正文）。 建议关注：拓展数据中心运营业务的新能源运营商；风光-算力协同所涉及的新能源功率预测、虚拟电厂服务商； 分布式风/光运营商；位于负荷中心的垃圾焚烧发电运营商。 2月22日，华能北方公司10个新能源项目集中开复工，总规模720万千瓦。这10个项目包括金桥和林火力发电灵活性改造配套消纳新能源48万千瓦风电项目、苏计沙地200万千瓦光伏治沙基地项目等，是华能北方公司近年来新能源开工规模最大的一次。 2月24日，蒙西电力市场改革迎来开门红，内蒙古自治区能源局、国家能源局华北监管局、内蒙古自治区发展改革委联合印发了《关于蒙西电力现货市场由试运行转入正式运行的通知》，正式宣布蒙西电力现货市场在经过32个月的连续结算试运行后，于2月24日转入正式运行，成为我国第5个转入正式运行的电力现货市场。蒙西电力现货市场转入正式运行是今年我国电力市场改革的第一个亮点。 2月26日，中央电视台新闻联播播出《更稳更绿更高效新型电力系统加快建设》，报道国网湖南电力公司新型电力系统建设成效，聚焦我国电力领域首个人工智能调度员的应用实践，这一创新成果为构建“清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能”的新型电力系统提供强有力技术支撑。 火电板块：我们建议关注发电资产主要布局在电力供需偏紧、发电侧竞争格局较好地区的火电企业，如皖能电力、浙能电力。水电板块：建议关注水电运营商龙头长江电力。核电板块：建议关注核电龙头企业中国核电。新能源板块：建议关注新能源运营商龙头龙源电力（H）。 电力板块：新增装机容量不及预期；下游需求景气度不高、用电需求降低导致利用小时数不及预期；电力市场化进度不及预期；煤价维持高位影响火电企业盈利；补贴退坡影响新能源发电企业盈利等。 环保板块：环境治理政策释放不及预期等。 本周（2.24-2.28）上证综指下跌1.72%，创业板指下跌4.87%。碳中和板块下跌1.52%，环保板块下跌0.54%，煤炭板块下跌0.72%。公用事业板块下跌1.12%。从公用事业子板块涨跌幅情况来看，各板块有涨有跌：其他能源发电上涨19.96%，涨幅最大。 核力发电下跌4.75%，电能综合服务下跌1.27%，热力服务上涨1.30%，水力发电下跌1.71%，光伏发电下跌0.51%，燃气Ⅲ上涨1.42%，风力发电下跌1.42%，火力发电上涨0.52%。从环保子板块涨跌幅情况来看，各板块表现如下：固废治理上涨0.79%，涨幅最大。大气治理下跌5.90%，环保设备Ⅲ下跌2.41%，水务及水治理下跌0.08%，综合环境治理下跌1.68%。 图表1：本周板块涨跌幅 图表2：本周环保行业细分板块涨跌幅 图表3：本周公用行业细分板块涨跌幅 公用事业涨跌幅前五个股：涨幅前五个股——长青集团、联美控股、凯添燃气、韶能股份、新奥股份；跌幅前五个股——晓程科技、兆新股份、聆达股份、广安爱众、中国核电。 环保涨跌幅前五个股：涨幅前五个股——上海洗霸、青达环保、旺能环境、恒合股份、福龙马；跌幅前五个股——盈峰环境、超越科技、深水海纳、钱江水利、清研环境 煤炭涨跌幅前五个股：涨幅前五个股——金能科技、ST大洲、大有能源、兖矿能源、云维股份；跌幅前五个股——安源煤业、美锦能源、宝泰隆、陕西煤业、晋控煤业。 图表4：本周公用行业涨幅前五个股 图表5：本周公用行业跌幅前五个股 图表6：本周环保行业涨幅前五个股 图表7：本周环保行业跌幅前五个股 图表8：本周煤炭行业涨幅前五个股 图表9：本周煤炭行业跌幅前五个股 碳中和上、中、下游板块PE估值情况：截至2025年2月28日，沪深300估值为11.24倍（ TTM 整体法，剔除负值），中游-光伏设备、中游-风电设备、中游-电池设备、中游-电网设备、中游-储能设备板块PE估值分别为19.95、26.72、27.96、23.93、24.81，上游能源金属板块PE估值为19.43，下游光伏运营板块、风电运营板块PE估值分别为19.52、16.88；对应沪深300的估值溢价率分别为0.75、1.35、1.46、1.10、1.18、0.71、0.72、0.48 图表10：碳中和上、中、下游板块PE估值情况 图表11：碳中和上、中、下游板块风险溢价情况（风险溢价=板块PE估值/沪深300指数-1） 绿色数据中心建设迫在眉睫，从能耗控制与绿电消费占比两个维度均已对数据中心采用绿色电力提出了要求。根据发改委的发文，绿电直连（含隔墙售电、自发自用）、绿电交易、绿证交易或在目前均可作为可再生能源消费（或称绿电消费）的认定方式。 能耗控制视角： 11M22 《关于进一步做好新增可再生能源消费不纳入能源消费总量控制有关工作的通知》明确了通过使用可再生能源为能耗控制目标减负，数据中心作为新基建预计将在各地带动一轮投资热潮，而作为新型高耗能，势必带来能耗压力。我们认为通过匹配可再生能源，将有助于获取开发指标。 绿电消费视角： 7M24 《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》明确了将新建及改扩建数据中心可再生能源利用目标和方案作为节能审查重要内容，逐年提升新建数据中心项目可再生能源利用率。鼓励数据中心通过参与绿电绿证交易等方式提高可再生能源利用率。鼓励有关地区探索开展数据中心绿电直供。到2025年底，国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%。 数据中心分为三个层级，定位不同，时延要求不同。类比新能源开发的“大基地开发”、“省内集中式开发”、“分布式开发”三类模式，有差异化定位。从行动计划来看，国家枢纽节点是国家对数据中心绿电消费做要求的主要抓手，在可再生能源资源富集地区的枢纽上集中式风光基地大有可为；省内与边缘数据中心体量原则上是11.25MW以下的中小型数据中心，与区位临近的垃圾焚烧发电、分布式风光项目合作机会更大。 图表12：不同级别数据中心比较 数据中心耗电量巨大，对绿电需求拉动作用将显现。 根据中国信息通信研究院披露的22/23年在运数据中心参数、算力增速，结合《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》对新增国家枢纽数据中心的运行要求，我们做如下假设： （1）2.5KW标准机架算力=0.0284 pFLOPS；PUE=1.48；上架率=66%； （2）数据中心利用小时数=7580h； （3）国家枢纽新增算力年增速35%，国家枢纽新增算力占全国的60%；单机架算力、PUE、上架率、利用小时数维持当前水平（已可满足规划要求）； （4）国家枢纽存量数据中心绿电消费比例逐年递增10%；增量绿电消费比例80%。 结论：全国新建数据中心或将拉动每年1020亿千瓦时增量用电需求，存量+增量合计或将拉动增量绿电消费991亿千瓦时（若以新能源平均利用小时数1500h测算，对应新增装机需求66GW，占24年新能源实际新增装机的18%）。 图表13：23年在运算力增长27.8% 图表14：8大国家枢纽节点数据中心装机及耗电及绿电需求预测 东部算力集群的算能协同清洁性评估结果普遍较低。绿电直连（含隔墙售电、自发自用）、绿电交易、绿证交易三类渠道将共同助力全国范围内的数据中心绿电消费目标达成。东部不具备新能源大规模开发的资源禀赋，预计垃圾焚烧发电、分布式风/光、省间绿电交易、绿证交易等手段将迎来需求增长。 图表15：算能协同清洁性评估结果可见东部算力集群的绿电消费压力较大 从电源清洁性、供电成本、供电容量、利用小时数四个视角横向比较清洁电力与数据中心的匹配度： ①从电源清洁性视角来看：绿证核发全覆盖的风/光/水电碳排较低、垃圾焚烧发电单元碳排相对较高（实际需额外考虑垃圾处理环节、尤其是焚烧相比于填埋处置方式的减排效应），暂未纳入绿证核发范围的核电碳排表现与风/光接近。跟谁政策导向看：能耗控制目标下消费风/光/水/垃圾焚烧电力占优，未来向碳排控制目标升级后，消费风/光/水/核电电力占优。 图表16：可再生能源（风/光/垃圾焚烧）与核电单位碳排情况 ②从电源供电成本视角来看：西北地区风电光伏的成本优势突出。蒙西和林格尔数据中心在算能协同评估上排名靠前，23年可再生能源消费占比约47%，其中41.4%通过绿电交易（含绿电直供）、5.6%通过自建自用实现。根据清华大学全球产业研究院的报告披露，23年和林格尔集群的用电成本约0.32元/KWh，相比蒙西一般工商业电价低0.13元/KWh，单个超大型数据中心（约16000个标准机架）年节约电费超3000w万元。 目前和林格尔数据中心集群绿色能源供给示范项目推进，内蒙华电新能源公司投建风300MW+光60MW+64.8MWh储能，计划为四个超大型数据中心提供绿电直供，降低用能成本。有关隔墙售电的制度障碍，我们认为初期试点或需依赖政府协调的方式减少非发电成本费用的支出，长期仍涉及到系统运行费、输配电费、不平衡资金等费用的支出。但总体而言，绿电直供带来的发电成本优势仍然突出，电力-算力一体化经营具备可实施性。 图表17：2023年蒙西和林格尔数据中心可再生能源消费情况 图表18：单个超大型数据中心年耗电量约2.6亿度（1.6万标准机架） 图表19：单个超大型数据中心消费可再生能源体现成本优势 ③④从容量匹配与利用小时数匹配视角来看：分布式风/光、垃圾焚烧发电与中小型为主的省级/边缘数据中心容量匹配度更高；小水电、小堆核电、集中式风/光电站更适用于超大型/大型的国家枢纽级数据中心。垃圾焚烧/核电全年运行时长最高，出力曲线平稳，适配有持续计算需要的推理类数据中心（边缘数据中心主要定位）。 图表20：不同类电厂容量匹配不同定位的数据中心 图表21：垃圾焚烧/核电与数据中心利用小时数最匹配 海外科技巨头为实现零碳目标，已大规模调用风电/光伏，但为了减轻风光出力不可控、不可预测的问题，尝试采用运算的区域调配、时移等方式主动需求响应。预计储能、基于功率预测能力的虚拟电厂将迎来需求增长。 Engie作为谷歌在德国数据中心的供电商（合同能源管理公司，或称虚拟电厂），自2020年起以24/7零碳覆盖率为指标签署了框架协议，内嵌多个当地绿电PPA协议，设计了“碳智能计算平台”，可视化呈现风/光资源包的实时发电情况、市场电价情况等，帮助优化运算任务的分配，实现在可再生能源充足的地区进行更多的运算。 谷歌设计了一套数据中心碳排放算法，通过任务时移来避免对瞬时电力负荷需求过大，在风能和太阳能最充足的时候执行次要任务，在出力不足时仅用于保障核心功能使用。 在电网高负载运行期间，通过调低服务器最大性能，形成需求侧响应，绘制出Carbon-awareLoad。 图表22：与当地能源管理公司签订绿电PPA资产包，区域间调配运算需求，实现实时绿电匹配 图表23：为实现24/7零碳目标，谷歌尝试区分可做需求侧响应的运算需求，做需求时移 综上所述，各类清洁电力将为不同类型数据中心匹配绿色电力。建议关注如下方向： （1）集中式风光匹配超大型数据中心：拓展数据中心运营业务的新能源运营商金开新能；储能产业链；风光-算力协同所