能源研究：数据中心头部市场项目外溢，潜力市场或将受益

中东资金或将进一步涌入美国数据中心行业。美国与阿联酋、沙特和卡塔尔分别谈成投资协议，数据中心兼顾科技和基础设施属性，是适合主权财富基金的投资选项，未来中东主权财富基金或将加大对美数据中心投资规模。 数据中心的分布具有极强的聚集效应，美国数据中心用电量将保持较高增速。据Data Center Map数据，美国数据中心数量占全球的37.48%，美国的数据中心集中在弗吉尼亚、得州、加州等地，美国前5大州数量占全美的43.82%。 据Lawrence Berkeley National Laboratory预测，2028年美国数据中心用电量将增至325-580TWh，2023-2028年美国数据中心用电量5年CAGR范围为13.05%-26.93%。 美国前两大数据中心市场的电力瓶颈受到关注。数据中心作为高能耗行业，过度集中建设将对当地电力供电能力形成过大压力。弗吉尼亚是全球最大数据中心市场，该地数据中心数量将持续增长。据弗吉尼亚联合立法审计和审查委员会预测，若不限制数据中心建设，到2050年，弗吉尼亚总电力需求将达到442TWh，其中数据中心用电量占58.82%，2025-2050年总用电量CAGR为4.07%，即使装机量保持增长，2050年的电力外购需求仍将达到183TWh，占总用电量的41.40%，意味着当地的电力供应缺口将继续扩大。弗吉尼亚数据中心用电高增速预期也导致整个PJM电力市场情况供电不容乐观，该市场电网规划储备裕度或将在2030年前降至警戒范围以下。得州是美国第二大数据中心市场，在目前的发电项目规划和电力需求预测下，得州的电力资源充足性将恶化，规划储备裕度或将从2027年开始变为负值。得州公用事业委员会已向科技公司表示，若希望尽快接入电网，那么需要自备一些电力。 由于头部市场资源逐渐受限，新数据中心项目或更多考虑潜力市场。若未来数据中心新建项目继续集中在传统发达市场，可能会面临延期风险，也不能排除地方限制数据中心用电或减少对该行业的支持，因此具备合适条件的颈部市场或可承接部分从发达市场溢出的项目。我们根据数据中心选址时需考虑的因素寻找潜力市场，认为俄亥俄、伊利诺伊、佐治亚、北卡罗来纳和宾州是美国具有潜力的数据中心市场。具体的筛选条件包括：1）具有较大市场空间，2）经营成本可控，3）自然灾害风险较低，4）网络、电力基础设施可满足需求，5）具有一定数据中心市场基础。据aterio统计，以上地区目前的计划项目较多，预计将迎来高速发展 数据中心刺激电力公司扩大投资。自2006年后美国用电量增速极低，数据中心发展将推动用电量加速增长，为此美国电力公司扩大了资本开支，我们统计的13家公司电力相关资本开支将从2024年的849.38亿美元增长17.32%至2025年的996.51亿美元，多家公司认为数据中心刺激其扩大投资。EXC、FE、SO、TLN在上述发展潜力较大的州内收入占比较高，是区域内重要的发电、输配电公司，也明确了数据中心带来的影响，佐证了以上市场的发展前景。 AI发展不及预期的风险，数据中心支持政策变动的风险，电力基础设施建设不及预期的风险，算力需求不及预期的风险。 中东资金或将扩大对美数据中心投资 中东资金或将进一步涌入美国数据中心行业。特朗普访问中东期间，与阿联酋、沙特和卡塔尔分别谈成投资协议，这些投资协议的具体项目尚未全部确定，部分项目明确涉及对美数据中心投资。近年中东主权财富基金开始涉足科技行业，数据中心兼顾科技和基础设施属性，吸引了主权财富基金的关注。我们认为，未来在美国和中东的投资协议内或将公布更多数据中心项目，为行业提供更多资金。 图表1：中东主权财富基金进入数据中心行业 数据中心分布高度集中，用电量高速增长 数据中心的规模正在迅速扩大。AI模型的训练和推理、云计算、数据分析等需要消耗大量计算资源，催生了对数据中心井喷式的需求，不论是单个数据中心的规模还是全球数据中心整体规模，均将迅速扩大。在过去，一个功耗不到50MW的数据中心被认为是大型数据中心，而现在超过100MW的数据中心已变得常见。以目前常见的单个数据中心10万卡集群和单卡功率1.2kW计算，一个AI数据中心的功耗就可以达到120MW，部分未来的数据中心园区的功耗甚至会超过1GW。 数据中心的分布具有极强的聚集效应。在全球范围内，数据中心集中在美国，美国的数据中心又集中在少数州。据Data Center Map统计，目前全球共有9231个数据中心，其中有3474个位于美国，占全球的37.48%；美国前5大州拥有1521个数据中心，占美国的43.78%。 美国数据中心用电量将保持高增长。据Lawrence Berkeley National Laboratory测算，2023年美国数据中心用电量为176TWh，2028年将增至325-580TWh，5年CAGR为13.05%-26.94%，占全国用电量的6.7%-12.0%。 图表2：全球数据中心分布高度集中 图表3：美国数据中心用电量增速将高速增长 大量新增装机仍难满足弗吉尼亚数据中心用电需求 弗吉尼亚是全美最大数据中心市场。据Data Center Map统计，目前弗吉尼亚拥有545个数据中心，占全美的15.69%，是美国最大数据中心市场。 弗吉尼亚数据中心用电需求将大幅提升。弗吉尼亚联合立法审计和审查委员会（JLARC）评估了该州数据中心带来的电力需求，在无新建数据中心、限制一般数据中心、不限制数据中心的三种情形下 ， 到2050年 ， 弗吉尼亚电力总装机需求分别为67.34/93.11/126.39GW，2025-2050年CAGR分别为2.28%/3.61%/4.88%；总电力需求分别为182/314/442TWh，2025-2050年CAGR分别为0.91%/2.89%/4.07%；若不限制数据中心，2050年数据中心电力需求将达到260TWh，占总电力需求的58.82%，对于单一行业来说占比极高。在不限制数据中心建设的假设下，即使装机量保持高增长，2050年的电力外购需求仍将达到183TWh，占总需求的41.40%，高于2025年的30.67%，意味着弗吉尼亚自建电站不能满足增长的需求。 图表4：弗吉尼亚需要大量装机以满足数据中心需求 图表5：弗吉尼亚数据中心将消耗大量电力 2030年前PJM面临电力容量不足风险。弗吉尼亚属于PJM电力交易市场，受数据中心用电影响，PJM估计，即使在乐观的新装机假设下，电网规划储备裕度可能会在2030年前降至15%-18%的警戒范围以下，在夏季用电高峰存在供电不足的风险，若新装机规模较小，则面临的风险更大。 图表6：大量新增装机仍难避免PJM在2030年前面临供电紧张风险 当前新装机规划无法满足得州电力需求 得州是美国第二大数据中心市场。据Data CenterMap统计，目前得州拥有326个数据中心，占全美的9.38%，是美国第二大数据中心市场。 得州电网中的大型负载项目呈爆发趋势。得州电力可靠性委员会（ERCOT）管理着该州电网90%的负荷，在其大型负荷互联项目队列中，截至2024年9月，ERCOT共完成了5496MW大型负载项目的审批，待审批项目规模达到11098MW，远高于已审批项目的规模，大型负载需求增量主要来自包括数据中心在内的计算设施。 ERCOT统计了目前得州所有电力公司的电力设施信息，并且预测了2025-2029年的峰值负载，发现在目前的项目规划和需求预测下，得州的电力资源充足性（规划储备裕度）呈下降趋势，预计规划储备裕度从2027年开始进入负值区域，这种供电能力趋紧的主要原因包括供电商报告的新负载以及现有容量的退役。德克萨斯州公用事业委员会已向科技公司表示，若希望尽快接入电网，那么他们需要自备一些电力。 图表7：ERCOT大型负载项目快速增加 图表8：ERCOT预计规划储备裕度将不足 为满足重新增长的电力需求，美国电力公司扩大资本开支。我们统计了13家美国电力公司2020-2028年的资本开支数据，预计2025年美国电力公司资本开支增速将创2019年后的新高，13家公司电力相关资本开支将从2024年的849.38亿美元增长17.32%至2025年的996.51亿美元。电力公司在公告中频繁提及数据中心，预计数据中心将成为电力公司业绩的重要驱动。 图表9：美国电力公司扩大资本开支 数据中心发达地区经营的电力公司资本开支增速普遍更高。PCG、AEP、EIX和CEG在数据中心发达市场弗吉尼亚、得州和加利福尼亚开展业务，这4家公司最新资本开支指引增速较高，且普遍在2023年年报基础上进行了上调。一方面说明这些地区的电力公司或已收到较多数据中心订单，另一方面也反映出美国电力基础设施的短缺。 图表10：PCG大幅提高资本开支 图表11：AEP上调资本开支预期 图表12：EIX大幅提高资本开支 图表13：CEG大幅提高资本开支并上调预期 图表14：数据中心业务刺激电力公司扩大投资 数据中心发达市场的电力供应、土地供应逐渐开始制约新项目的建设，若继续在传统发达市场规划数据中心项目，则可能会面临延期风险，若数据中心用电占比过高从而影响居民和其他行业正常用电，不能排除地方减少对该行业的支持甚至限制数据中心，因此具备一定数据中心基础和合适条件的地区或可承接部分从发达市场溢出的项目。 我们考虑的影响数据中心选址的因素包括：1）税收优惠，2）自然灾害，3）网络基础设施，4）电力基础设施，5）土地成本，6）人口密度，7）电价。 税收优惠可节约计算机和机械设备采购成本 美国多数州为数据中心提供了减税政策。据HUSCH BLACKWELL统计，目前有36个州为数据中心提供税收减免。 销售税减免可为数据中心节约大量初始投资成本。美国销售税分为州级和地方级，两级销售税需叠加缴纳。除少数不征收销售税的州外，美国各州的州级销售税率在2.9%-7.25%范围内，地方级销售税率平均在0.03%-5.29%范围内，叠加后的综合销售税率在1.82%-9.56%。在数据中心建设成本中，计算机和机械设备的成本占比最高，据JLARC统计，在2021-2023年佛吉尼亚州数据中心投资额中，有68%用于采购计算机和机械设备。若可豁免各类设备的销售税，以各州综合销售税率中位数7%计算，可为数据中心节约4.76%的初始投资，因此税收优惠政策是数据中心选址的重要参考因素。 图表15：初始投资中设备成本占比较高 图表16：美国消费税率较高 数据中心建设需规避自然灾害高发地区 为规避自然灾害风险，数据中心更适合建设在美国东部非沿海地区。在美国常见自然灾害中，数据中心需着重考虑的灾害包括地震、山火和飓风。我们统计了三类自然灾害在各州发生的概率，将其汇总，对各州面临的自然灾害进行综合分析。根据各类灾害发生的概率，我们对各州适合建设数据中心的程度进行打分，范围为1-5分，5分表示该地区几乎无灾害风险，非常适合数据中心建设，1分则表示该地区灾害风险非常高，不适合数据中心建设。 图表17：美国西部沿海地区飓风频发 图表18：美国东部非沿海地区野火较少 图表19：美国地震集中在西部和中部部分地区 图表20：筛选自然灾害风险较低的地区 完善的网络基础设施可吸引数据中心落地 网络基础设施条件也是数据中心必须考虑的因素。一方面，网络基础设施是数据中心所需的，另一方面，网络基础设施取决于当地互联网发达程度，对数据中心来说代表着市场空间。 我们使用各州的宽带覆盖率、网速和网络延迟来衡量当地网络条件。我们对各州的网络指标分别进行排名，根据排名进行打分，5分代表排名前20%，1分代表后20%，并对三个指标的分数分别赋予40%、35%和25%的权重后综合为网络基础设施指标。 图表21：筛选具备较好网络基础设施的地区 不同地区土地成本差异较大 地价的巨大方差影响数据中心选址。据JLARC统计，2021-2023年佛吉尼亚州数据中心投资额中有6%用于购地。美国不同地区地价差异巨大，地价昂贵地区的平均地价可达