如果电力是人工智能的瓶颈，中国会胜出吗？
上个月，中国的电力需求超过了10万亿千瓦时，其增长幅度可能远高于许多人的预期。去年，中国的年电力需求达到了约100万亿千瓦时（是美国的2.5倍），在人工智能、电动汽车、空调、高科技制造业自动化和化石燃料电气化的推动下，到2030年将达到135万亿千瓦时，到2050年将达到250万亿千瓦时。我们预计，到2030年的复合年增长率为5.6%，到2050年的长期增长率为3.2%，超过国内生产总值的增长。到2050年，电力将占终端能源消费的>50%。 尼尔・贝弗里奇博士+852 2123 2648neil.beveridge@bernsteinsg.com 布莱恩・何，特许金融分析师{CFA}+852 2123 2615brian.ho@bernsteinsg.com 中国在提供额外电力供应方面具有无可比拟的优势，每年能够新增超过500吉瓦的电力。去年，中国新增电力装机容量超过400吉瓦，占全球新增电力装机总量的70%。中国拥有全球80%的太阳能光伏产量和三分之二的风力涡轮机产能，能够比其他任何国家更快地扩大可再生能源发电规模。去年，中国的核电装机容量增长也占到全球的80%，其使用的是低成本的先进反应堆。 张恒亮+852 2123 2629hengliang.zhang@bernsteinsg.com 按照目前的装机速度，到2050年，中国太阳能和风能发电量可能会增长10倍，达到1.8万太瓦时。2025年，中国将新增超过500吉瓦的太阳能和风能装机容量。这足以提供超过500太瓦时的电力，占中国总电力需求的5%。预计到2050年，太阳能和风能将占发电量的70%。要实现这一目标，无需大幅增加太阳能和风能装机量，只需按目前的速度持续到2050年即可。 中国将需要更多的电池。随着可再生能源渗透率的提高，电网稳定性将变得更加重要。根据我们以电池为20%可再生能源提供备用的经验法则，假设储能时长为4小时，中国将需要3300吉瓦（约1.2万吉瓦时，即12太瓦时）的储能系统装机容量。这比目前的水平增长了30倍。 电网扩容对于使需求与可再生能源电力供应的增长相匹配也至关重要。中国大部分太阳能和风能资源位于中西部地区，这将需要大幅增加对电网及电网相关设备的投资，特别是逆变器、变压器和高压电缆。去年，电网基础设施投资达到6000亿元人民币，同比增长15%。 核能作为煤炭基荷电源的替代方案，似乎也处于有利地位，去年的投资额增长了42%，达到1420亿元人民币。随着中国计划逐步淘汰燃煤基荷电源以减少碳排放，我们认为核能在中国将发挥重要作用，尽管其规模与太阳能和风能不同。鉴于扩大规模存在挑战，核能发电量在发电结构中的占比可能仍将低于10%。 随着中国推动经济电气化，煤炭和石油显然成了输家。随着太阳能和风能的发展，燃煤发电将被挤出市场（2025年上半年，燃煤发电量下降了2.5%）。同样，由于电动汽车的发展导致汽油和柴油需求下降，中国的石油消费量可能在2030年前达到峰值。天然气的前景似乎更为乐观，我们预计天然气需求将持续增长至2040年。所有这些带来的积极影响是，中国的排放量即将达到峰值，比原计划提前了5年。 伯恩斯坦股票代码表 投资影响 人工智能、电动汽车和空调的兴起只是中国电力需求激增的部分原因，上个月中国电力需求首次超过1000太瓦时。我们预计，未来5年，中国的电力需求增长将显著超过GDP增长，到本十年末将达到13500吉瓦时。展望更长远的未来，到2050年，电力需求将增至25000太瓦时，几乎相当于目前全球的电力需求。虽然电力供应增长可能会成为实现这些目标的潜在瓶颈，但中国在增加电力供应方面具有独特的优势。中国占全球太阳能光伏制造产能的80%，并且建设的核电站数量比世界其他地区的总和还要多。今年中国有望新增超过500吉瓦的太阳能和风能发电装机容量，没有其他国家能新增如此多的电力供应。到2050年，我们预计电力将占中国最终能源需求的55%以上（目前为29%）。太阳能和风能的发展速度最快，到2050年，随着中国成为最大的电力国家，太阳能和风能将占总电力供应的70%。虽然可再生能源发电的增长令人瞩目，但鉴于中国已经拥有较高的风能装机容量，中国无需大幅提高风力发电装置的年安装率，这对专注于国内市场的制造商有一定影响。为了支持太阳能和风能的发展，中国将需要更多的电池和与电网相关的基础设施，这就是为什么宁德时代（CATL）仍然是首选投资对象。我们还预计，作为燃煤发电在基荷电力中的替代品，核能发电将强劲增长，去年该领域的投资增长了42%。对于石油和煤炭行业来说，中国向电力转型没有任何积极影响。在我们所研究的中国清洁能源企业中，我们给予宁德时代（CATL）“跑赢大盘”评级，给予阳光电源（Sungrow）“与市场表现持平”评级。 估值比较表 详情 中国是全球最大的电力消费国，每年用电量超过9000太瓦时，是美国用电量的两倍多。2024年，电力在中国能源结构中的占比为29%，远高于21%的全球平均水平。尽管中国对电力的依赖程度已经很高，但近年来这种依赖程度进一步加深。中国今年有望新增超过500吉瓦的太阳能和风能发电装机容量，没有其他国家能新增如此多的电力供应。 我们预计，到2030年，电力总消费量将达到1.35万太瓦时，到2050年将达到2.5万太瓦时，届时电气化率将分别升至35%和55%（见图3）。除了经济增长之外，新的电力需求来源也在推动这一增长。这些来源包括数据中心、交通电气化，以及太阳能电池板、电池和电动汽车生产等新兴制造业。生成式人工智能的兴起给电力供应带来了更大压力，因为人工智能模型的训练和推理都是能源密集型过程。例如，2023年，爱尔兰数据中心的耗电量超过了该国所有城市家庭的耗电量总和。相比之下，目前在中国，居民用电需求占总用电量的15%，而数据中心仅占2%。 电力需求的另一个重要驱动因素是能源转型，其中包括电动汽车充电、可再生能源制造、电动汽车制造以及高耗能行业脱碳等方面的需求。作为全球最大的电动汽车市场，中国面临着一个疑问，即电网是否会成为电动汽车进一步普及的瓶颈，特别是在电动汽车的销售渗透率超过50%且保有量渗透率接近10%的情况下。 在过去15年里，中国的用电量增长在五年时间跨度内持续加速。从2011年到2025年年初至今，中国用电量的复合年增长率为6.3%，而在过去五年中，这一增长率提高到了6.9%。根据中国国家能源局发布的7月全社会用电量数据，全社会用电量达到1.02万亿千瓦时，同比增长8.6%。这一数字较十年前翻了一番，相当于东盟国家的年用电量。多轮高温天气（居民用电量达到2040亿千瓦时，同比增长18.0%）与工业生产复苏共同推动了用电量的快速增长。 电力消耗与经济发展水平密切相关，发展中国家的电力使用增长率明显高于发达国家。除此之外，我们坚信，目前新兴需求，如数据中心的扩张、新能源汽车的普及以及可再生能源发电的增长，将推动电力消耗进一步上升。 中国的电力密集度不断提高 在过去五年（2020‑2025年）中，中国的电力消费量以6.2%的复合年增长率增长，超过了国内生产总值（GDP）4.9%的复合年增长率和整体能源消费量4.1%的复合年增长率。尽管中国的GDP增长在过去十年中有所放缓，但电力消费增长与GDP增长的比率——电力乘数显著扩大，从2016年的0.8升至2024年的近1.4。 2012年至2017年间，电力消费的增长速度慢于GDP。这一趋势主要由两个因素推动。首先，中国正在进行产业结构调整，第二产业（工业）的复合年增长率为6.6%，比同期第三产业（服务业）的增长率低1.8个百分点。然而，在过去五年中，这一差距已缩小至仅0.6个百分点。其次，2015年左右，钢铁、建材、粗钢、水泥和玻璃等电力密集型制造业的增长放缓，因为政府为制造企业设定了更严格的能源消耗目标，并实施了淘汰落后产能的政策。自2018年以来，电力消费增长一直超过GDP增长。在过去五年中，GDP年均增长4.9%，而电力消费以6.1%的复合年增长率增长，约为GDP增长率的1.3倍。这种加速增长主要由第三产业（服务业）推动。值得注意的是，自2023年以来，第二产业的电力消费也呈现出较强的增长态势，这可能得益于可再生能源和高端产品制造业的快速发展。 我们预计功率乘数将从过去五年的1.3提高到未来五年的1.4。预计这一增长将推动电力需求年增长率达到5.6%，相当于每年约644太瓦时，而前五年的增长率为6.2%，即每年568太瓦时。 在过去的24年里，中国的人均电力消费量以8.5%的复合年增长率增长，而人口仅以0.4%的复合年增长率温和增长。综合来看，这些因素导致电力总消费量总体增长了约 8.9%。展望未来26年，预计人口增长将放缓至‑0.4%的负复合年增长率，而人均电力消费量预计将继续以3.7%的复合年增长率上升。尽管仅人口增长并不能完全解释用电量的上升，但我们预计中国的人均用电量将保持上升趋势。到2050年，人均消费量预计将从目前的7兆瓦时增加到约18兆瓦时。这延续了过去25年的大幅增长态势，在此期间，人均消费量从1兆瓦时攀升至7兆瓦时。 图表9：过去24年，人均电力消耗以8.5%的复合年增长率增长，而人口以0.4%的复合年增长率增长，导致电力消耗增长了9%。在接下来的26年里，人口增长率将放缓至‑0.4%的复合年增长率，我们预计人均电力消耗将以4.1%的复合年增长率增长 各国的人均用电量差异显著，这受到工业活动、购买力和能源效率等因素的影响。例如，冰岛的用电量极高，反映出其能源密集型产业和供暖需求。相反，像中国、印度和美国这样的大型经济体，目前的人均用电量低于许多拥有先进能效标准的发达国家。到2050年，中国的人均用电量预计将达到约20,000千瓦时（20兆瓦时），接近挪威和卡塔尔等国家目前的水平。 各细分领域的能源结构 从终端能源消费的角度来看，作为全球最大的制造业中心，中国的工业能源需求约占能源消费总量（总计21,189太瓦时）的60‑70%。其次是居民部门，约占12%（3,790太瓦时），交通运输部门约占10%（2,983太瓦时）。 从能源投入结构来看，交通运输领域的电气化率最低，仅为7%。尽管如此，我们预计中国的这一比例将大幅上升，目前电动汽车的销售渗透率已超过50%，车队渗透率接近10%。相比之下，工业领域的电气化占其能源需求的约26%。虽然电力对工业来说往往成本更高、效率更低，但随着中国制造业向高端生产、可再生能源和电动汽车制造升级（所有这些都需要更多的电力消耗），以及电力密集型行业追求脱碳，电气化水平有很大的提升潜力。 自2017年以来，中国各行业的电气化率已达到关键转折点。虽然工业部门的电气化率曾一度接近全国平均水平，但商业（包括电动汽车充电和换电）、数据中心和居民用电等领域近年来的增长推动了整体电气化曲线上升。 电力消费的新增长引擎 在中国，第一、二、三产业的电力需求增长始终快于GDP增长。本节旨在找出推动这种增量增长的关键行业，并评估其影响程度。 中国承诺在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对电力需求至少有两方面重大影响。其一，与电动汽车、锂离子电池（LiB）、太阳能电池板及其组件相关的制造活动将导致工业用电量上升。其二，随着路上行驶的电动汽车数量增加，电动汽车充电的电力需求也将增长。此外，人工智能的发展重新燃起了人们对数据中心扩张及其能耗的预期。除数据中心外，作为全球最大的制造业中心，中国正在向计算机、通信和其他电子设备制造等高附加值行业升级其产业基础，与其他传统制造业相比，这些行业的电气化程度也更高。 对中国电力消耗的详细分析显示，工业用电占主导地位，用电量达6259太瓦时，占总量的60%‑70%。我们将这一工业用电需求分为三个部分：高耗能制造业（这是脱碳工作的重点）、新兴制造业（特点是高增长和高电气化率）以及其他行业。除工业用电外，居民用电占16%，商业用电占6%，交通用电占2%，数据中心用电占2%。 我们对中国的总电力需求保持
