美国机械：数据中心发电：现场和备用电源的TAM规模有多大？卡特彼勒和康明斯有何不同？

数据中心电源：现场的备用TAM有多大，CAT和CMI有什么不同？ 本笔记估算现场和备用数据中心发电的TAM，并比较卡特彼勒与康明斯的战略定位。我们参考了我们的专有数据中心发电模型（可在Excel中获取）以及与电气承包商和OEM的业内讨论。 查德·迪拉德+1 917 344 8469 chad.dillard@bernsteinsg.com 全球数据中心电源整体市场（现场&备用）到2028年可能会翻一番，达到100亿美元如果容量以15%的复合年增长率增长，数据中心容量将从90GW增长到140GW。该场景还假设现场资本支出/MW为790K美元，备用电源为350K美元，冗余率为1.2倍，以及服务和配电机会为OE销售额的2倍和1.2倍。 米格尔·马克斯，CFA+1 917 344 8432 miguel.marques@bernsteinsg.com 专家销售 宋伟+1 917 344 8401 steve.song@bernsteinsg.com 数据中心正在重新思考其电力计划，推动从并网发电到现场发电的混合模式转变。这些变化表明到2028年，现场发电的TAM将达到36亿美元和3吉瓦。目前，很少有数据中心使用现场发电，但到2027-28年，它可能占新容量的20-25%，到本世纪末达到40%。这主要是一种美国现象。数据中心运营商优先考虑上市时间，而接入电网的时间已经延长——互联队列长达5年，大型涡轮机的交付时间为4-5年，大型电厂的建设需要5-10年。相比之下，大型天然气发动机和小型涡轮机（现场发电的核心）的交付时间为2年。 转向现场发电对CAT来说是长期利好，但对CMI来说是结构性利空。现场发电倾向于使用大规模天然气往复式或中小规模天然气涡轮机（<100MW），并且如果数据中心由电网供电，则对备用柴油发电机依赖度较低。卡特彼勒拥有支持这些需求的产品系列，而CMI则没有，因为他们主要是一家柴油发电机OEM，天然气能力有限。假设每个MW的数据中心需要1.25倍的冗余，那么到2028年，120亿美金和3吉瓦的柴油备用TAM市场可能被蚕食。 服务角度扩展了OEM进入数据中心的范围。拥有分销渠道使 CMI 的总潜在市场从仅设备每年 10 亿美元增至到 2028 年每年 20 亿美元——除了大型发动机外，CMI 还通过其分销渠道销售工厂配套设备（每 1 美元的设备销售创造 80 美分的分销销售）。转向现场发电创造了新的售后市场机会为卡特彼勒——这些发动机 24/7 运行，消耗比备用发电机组更多的备件——该应用的服务强度是全新设备价值的 2 倍，为卡特彼勒增加 20 亿美元。 从根本上说，CAT 比 CMI 处境更好，因为数据中心对 EPS 的影响是 CMI 的 2 倍。数据中心电力机会可能到2028年为CAT每股收益带来13%的增长，其中现场和备用分别贡献10%和3%。对于CMI，到2028年可能为每股收益带来5%的增长，所有增长均来自备用。 从估值角度来看，CMI的分销机会未被充分认识。我们应用SOTP框架到CAT & CMI：现场P/E为47倍，备用为30倍，而对于RemainCos，CAT为22倍，CMI为19倍。底线是，我们相信数据中心对CAT的乐观情绪已反映在股价中，而CMI可能有约10%的上行动力，主要来自分销。 伯恩斯坦行情表 投资影响 我们仍然在市场上表现良好卡特彼勒（TP $502）和康明斯(385元)。我们相信，相比于CMI，CAT的处境更好，因为数据中心对每股收益EPS的影响是CMI的两倍。到2028年，数据中心电力机遇可能使CAT的EPS增长13%，其中现场供电和备用供电分别贡献10%和3%。对于CMI，到2028年，这可能使EPS增长5%，全部增长来自备用供电。 细节 到 2028 年，全球数据中心发电量（运行+备用）可能翻一番 假设全球新数据中心容量从2025年的93吉瓦增长到2028年的141吉瓦，复合年均增长率为15%，那么2026-2028年间，发电（现场+备用）的总潜在市场规模的累积值可能达到250亿美元。此展望包含以下假设：1)现场和备用发电成本分别为790k美元和350k美元/兆瓦（建造云数据中心的总资本成本/兆瓦的8%和3%，以及人工智能数据中心的4%和2%）；2)现场发电渗透率到2027年达到20%，此后逐渐增加，受到电网和OEM产能限制的加剧；和3)在站和备用均为 1.2-1.25 倍冗余系数。全部在年发电TAM从 2025 年的 50 亿美元翻倍到 2028 年的 100 亿美元。 现场发电可能在2027年为所有新的美国数据中心提供25-30%的电力 数据中心开发者和运营商越来越倾向于将现场发电，也称为计量点后（BTM）电力，作为主要电源，而不是连接电网。我们最近的市场调研显示，越来越多的现有项目选择这条路径，并且现场发电可能占2027-28年建设中的新数据中心容量的20-25%，并在本十年末增长到30-40%。目前，这一趋势更是一种美国现象，而不是全球现象，并且更侧重于天然气发电机，而不是可再生能源，考虑到对稳定电力流的需求和目前电池存储技术的相对不成熟。促使这种心态转变的主要因素是超大规模计算器优先考虑上市时间。根据地理位置，获取传统电网电力需要太长时间：艰巨的输电线路许可要求意味着互联队列可能长达7年，公用事业规模涡轮机的交付时间为4-5年，开发一个绿地天然气发电厂可能需要5-10年。因此，中小规模发电选项（涡轮机和往复式发动机）的1-2年交付时间，使这项技术成为有吸引力的选项。此外，公用事业规模涡轮机制造商（通用电气能源、三菱、西门子能源）不愿增加他们承诺的容量之外的生产能力（通用电气能源将在2025年第二季度积压达到60GW水平的65-70%增长之前不会增加更多产能）。到2025年，美国新增数据中心容量预计将达到5GW，其中几乎全部将连接电网。到2028年，新增容量可能达到8GW，其中3GW将拥有现场发电（假设渗透率约为30%），到2030年，现场供电的数据中心容量可能达到5GW（占总容量的40%）。 第 5 号证据：根据我们的渠道核查，越来越多正在建设的美国数据中心将实现本地发电：2025年占比可忽略不计，2027-28年的项目中占比为25-30%，未来十年初可能达到30-40% 并非所有发电投资组合都是平等的：康明斯之失，正是猫之得 本地/分布式燃气方案颠覆了传统数据中心的电力支出。采用传统电网连接时，数据中心依赖本地公共设施基础设施来满足其基础负载（通常以总容量的60-70%持续运行），并且需要在现场配备备用容量，该备用容量必须等于或大于满载电力。例如，一个100兆瓦的数据中心需要125-150兆瓦的备用发电。如果使用能产生3兆瓦可靠电力的卡特彼勒3516E柴油发电机组，一个100兆瓦的站点可能需要高达50台。通过采用卡特彼勒的Solar Turbines进行的本地分布式燃气方案，例如，备用电力的概念几乎被消除。相反，同一个100兆瓦的数据中心使用卡特彼勒Titan 350s（每台可产生高达38兆瓦）来满足基础负载，并使用备用机组作为主要电力系统中的冗余部件——不是独立的备用发电机。总共，数据中心将使用3-4台用于基础负载电力，并再配备一台以确保另一个涡轮机故障时电力持续，而无需依赖外部公共电网或紧急发电机组。 这会蚕食备用发电机组对卡特彼勒和康明斯等OEM的需求，备用发电机组最常用的是柴油，康明斯的份额更为主导（美国柴油市场约30%的份额，而天然气为10-15%）。然而，卡特彼勒通过太阳能涡轮机，在更广泛发电市场中拥有独特的竞争优势，将其产品组合扩展至工业燃气轮机。这使卡特彼勒能够服务于大型、高度专业化的市场，这些市场康明斯在其备用电源存在之外无法触及。因此，虽然备用发电市场被蚕食，但卡特彼勒能够通过现场发电来弥补失去的需求，我们估计每兆瓦卡特彼勒能产生更高的收入，并且能够把握一个更赚钱的服务机会，这个机会在其涡轮机生命周期内很可能比设备机会多一倍。 总之，我们估计美国本地数据中心需求将蚕食4-5吉瓦的备用需求，占备用市场机会的9%，并消除了累计200亿美元的全球备用市场总体规模机会，其中康明斯受到最严重冲击。另一方面，美国本地发电机会为卡特彼勒在2028年创造40亿美元的增量市场总体规模机会，其中包含设备销售和服务，成为10亿美元的增量收入机会。对于卡特彼勒而言，仅本地发电即可在2028年使每股收益增量增加0.56美元。 服务角度扩展了康明斯和卡特彼勒的数据中心覆盖范围 每家公司对服务的处理方式都不同。康明斯拥有自己的分销渠道，而卡特彼勒将分销外包给其独立的经销商网络。一旦康明斯售出一台备用发电机，其分销业务就遵循工厂的平衡，这可能包括燃料系统、排气、电气集成、安装和调试。每1美元的电力系统销售额拉动80美分的分销销售额，因此康明斯的数据中心可触达市场在这两个运营部门之间分为55%/45%。因此，分销机会到2028年可能达到11亿美元。换句话说，由于分销业务，康明斯的数据中心机会是原来的两倍。卡特彼勒在现场部署电力时，将能够锁定可观的售后备件流，而康明斯在这方面有限制，因为它只专注于备用电源，备用电源没有显著的备件流。用于主电源应用的卡特彼勒发电机将全天候运行，这意味着备件消耗率将很高。通用电气（GE Vernova）和西门子能源等主电源原始设备制造商（OEM）每1美元的原始设备销售额产生2美元的售后/服务收入。假设卡特彼勒具有类似的比率，那么服务带来的数据中心现场电力机会可能增加20亿美元的收入。 第14号证据：备用电源对数据中心而言可能为康明斯带来23亿美元的业务，其中分销部分占11亿美元 附件13：拥有分销拨款，Cummins 每创造 1 美元电力系统业务营收，即可获得 80c 的收入 从根本上说，CAT 比 CMI 更具优势：数据中心带来的每股收益影响将是 2 倍 在我们覆盖范围内，卡特彼勒和康明斯的机会最大。对于卡特彼勒，在其现场和备用存在之间，其数据中心收入将从23亿美元增长410亿美元至62亿美元，增长额为410亿美元。根据我们的假设，服务比设备销售高2倍，因此这一增长额由设备和服务的收入平分。我们预计这将使每股收益增加2.34美元，代表从当前到2028年的41%复合年增长率，并意味着相对于2025年预期的13%的增长。康明斯的机会仅限于备用电源，因为其没有工业燃气轮机产品，但预计将驱动收入增加5亿美元。由于康明斯拥有自己的分销渠道，而卡特彼勒将分销外包给其独立的经销商网络，因此康明斯每销售1美元的备用发电机就能获得0.8美元的增加额（这包括其他组件，如燃油系统、排气系统、电气集成、安装和调试）。到2028年，这将使康明斯的每股收益增加1.14美元，代表32%的复合年增长率，并意味着相对于2025年预期的5%的增长。 第十八项证据：从表面上看，卡特彼勒和康明斯对数据中心市场的（2025年）销售额具有相似的敞口 现场电源：治标不治本 数据中心开发者和运营商将现场发电视为临时解决方案。与电网连接相比，现场的经济学性较差（成本/kwh更高）且排放量更高。一旦电网连接可用（可能需要3-5年后），数据中心可能会转换。由于这一现实，数据中心开发者和运营商正采用模块化方式处理现场发电——许多小型发电机，功率范围从3MW到30MW。这种方案实现了高度移动性——一旦数据中心接入电网，现场发电设施即可搬迁至下一个没有电网连接的新数据中心，或转为备用电源角色。如果现场发电使用涡轮机而非往复式发动机，这种路径可能性更大。备用电源倾向于使用往复式发动机，因为它们在断电时响应速度更快（几秒即可启动），而非涡轮机需要几分钟。 表面上，该决策似乎很简单——市场应通过折现现金流法(DCF)评估现场发电产生的现金流，而不是将其资本化。然而，现实情况是，由于熟练工匠劳动力和资本限制，电网将不断追赶由数据中心驱动的电力需求，因此我们认为将其资本化更为合适。 证据21：如果一个数据中心在获得电网连接后将其现场电源转移到