电力设备与新能源行业深度报告：AIDC供电三重挑战下，SST率军突围

AIDC供电三重挑战下，SST率军突围 分析师：贺朝晖S0910525030003周涛S0910523050001 2026年1月18日 核心观点 u全球智算中心快速发展，能耗需求爆发式增长。截至2025年7月，全国智算总规模达78万Pfops，位居世界第二。同时，算力扩张导致能耗激增：2024-2030年数据中心用电量将达4051亿~5301亿千瓦时，其中2025年AIDC能耗预计为777亿千瓦时，电力约束日益严峻。 u供电体系面临三重困境，产业升级压力大。1）供电稳定性：现有供电体系难以适应智算中心负载波动（波动率高达50%），且柴发备电受环评趋严、排放问题与容量限制等制约。2）成本控制：运营成本中，电费占57%，远超折旧、房租及人工费等，成为绝对主导项。3）碳排放管理：政策要求新建数据中心绿电占比超80%，但当前仍有63%的数据中心PUE在1.2以上。此外，国内企业技术较弱，国际企业主导核心专利与市场，国内企业成本压力大。 u多元能源与柔性调度助力算电协同。为突破电力约束，需构建“光伏+风电+储能+核能”多元能源网络。同时，通过动态调节GPU频率、跨数据中心任务迁移等方式挖掘算力灵活性，并推广液冷、余热利用（如ORC发电）等技术降低PUE，提升能效。 u供电架构逐步进阶，SST有望成为终极解决方案。供电架构从UPS向高压直流（HVDC）、巴拿马电源及固态变压器（SST）升级。根据台达，SST方案的系统效率可以达到98.5%，单功率柜输出功率达1MW，占地面积大幅减小，完美适配新一代智算中心需求，有望成为终极解决方案。据测算，2030年国内AIDC新增装机量达17.7GW，SST市场空间约132.7亿元，2024-2030年复合增长率64.9%。 u投资建议：建议关注：1）SST技术龙头：四方股份、中国西电、金盘科技、特变电工；2）800V HVDC系统：中恒电气、科华数据、禾望电气；3）AI服务器电源：麦格米特、欧陆通、爱科赛博；4）固态断路器：泰永长征、良信股份。此外，关注新特电气、新风光、盛弘股份、双杰电气等潜在标的，以及布局功率半导体与上游材料的云路股份、三安光电、英诺赛科等。 u风险提示：技术迭代风险、政策变动风险、市场竞争加剧风险。 目录 智算中心成核心算力载体，能耗需求爆发式增长 AIDC三重挑战：生存、经营与发展的全维度制约 以算电协同为核心，多维度突破约束 技术路线分化与生态协同，引领可持续发展 投资建议 风险提示 1.1智算中心建设加速，主导算力基础设施转型 u全球范围内，人工智能正在重塑经济与产业格局，成为推动全球数据中心扩张的核心动力。而数据中心电力需求增速正迅速赶超传统工业，成为能源系统转型不可忽视的关键变量。 u数据中心能耗巨大。未来，政策上将从能耗总量和强度双控，向碳排放转变。特别是在枢纽节点，“源-网-荷-储”项目的整体统筹规划，绿色数据中心，零碳园区的新技术应用将不断演进。 u2025数博会最新数据显示，截至2025年7月底，全国智算总规模78万Pfops，位居世界第二。预计2025年底，数字经济增加值有望达到49万亿元左右，占GDP比重将达到35%左右。数字经济核心产业增加值占GDP比重,将提前完成“十四五”规划目标。 1.2算力扩张驱动能耗激增，电力约束凸显行业瓶颈 u据数据中心大会暨展览会数据，从用电总量看，数据中心用电增长显著。狭义口径（仅IT设备）下，2024-2030年用电总量将达4051亿千瓦时，年复合增长率16.1%；广义口径（含数据传输网络）则达5301亿千瓦时，占全社会用电量3.1%，贡献用电增量11.4%。其中，AI数据中心（AIDC）成为能耗焦点，2025年AIDC能耗将达777亿千瓦时，单机柜功率密度从20-50kW向100kW以上跃升，算力扩张对电力的需求呈爆发式增长。 u电力约束方面，区域布局优化的“东数西算”工程也面临挑战。西部数据中心虽在算力布局中占比提升，但存在绿电消纳压力，西部枢纽需配套储能/H₂技术解决风光出力波动性，保障数据中心24小时稳定供电，增加了电力供应的复杂性。同时，绿电直供依赖输配电网改造，且液冷等节能技术初始投资较高，在政策执行与成本平衡上存在困难，需财税/绿色金融支持（如设备更新专项资金），进一步凸显电力约束对行业发展的制约。 1.3行业趋势：数据中心单机柜功率密度升级 u算力增长速度远远慢于算力需求的增长速度，算力裂谷越来越大。根据华为《AIDC白皮书》，预计到2028年，模型参数将达到数百万亿~数千万亿，如此大规模的模型训练需要算力规模和能力的进一步突破。 uAIDC算力密度增长带来功率密度的急剧攀升，给供电、散热及布局等带来极大挑战，正在重塑数据中心能源基础设施。随着数据中心用电量的飙升，尤其是当单个数据中心用电量跃升至200MW乃至500MW以上时，城市现有电力基础设施的瓶颈日益凸显。如OpenAI的“星际之门”项目，预计就会产生高达数千兆瓦的电力需求。 目录 智算中心成核心算力载体，能耗需求爆发式增长 AIDC三重挑战：生存、经营与发展的全维度制约 以算电协同为核心，多维度突破约束 技术路线分化与生态协同，引领可持续发展 投资建议 风险提示 2.1数据中心能源管理，面临三重挑战 数据中心的用电量呈现出爆炸式增长，这使得算力的尽头直指电力供应。面对庞大用电需求，数据中心的能源管理陷入三重困境，经调研企业认定的困境按其普遍程度排列如下： u供电稳定性（93%）：供电稳定性是亟待解决的难题，持续稳定的电力供应是保障数据中心正常运行的关键，任何一次电力中断都可能导致数据丢失、业务停滞等严重后果。供电稳定性挑战源于三重叠加因素：智算中心负载波动应对能力、可再生能源接入稳定性和柴发备电供应及环评问题； u成本控制（85%）：数据中心运营成本中，电费占比高达57%。不断攀升的用电成本给数据中心的运营带来了沉重负担，数据中心管理者必须在满足用电需求的同时有效控制成本。 u碳排放管理（77%）：2024年7月《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》，明确提出推动数据中心绿色低碳发展，加快节能降碳改造和用能设备更新。在全球对环境保护日益重视的背景下，数据中心的碳排放管理也备受关注，数据中心需要降低碳排放，实现绿色可持续发展。 资料来源：中国信通院《电力与算力协同发展蓝皮书》，碳能汇，算电协同——数据中心的能源挑战与应对，华金证券研究所 2.1供电体系适配不足，难以承载高密算力波动 现有供电体系无法满足智算中心功率波动性强的需求。 u智算中心本身负载波动对能源供应的稳定性和可靠性要求高。负载突增突减，智算AI集群计算与集群通讯模式导致智算中心功率不再是稳定负载，集群小时级波动率是云计算的10倍，高达50%。 u根据国家发改委《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》：到2025年底，算力电力双向协同机制初步形成，国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%。大量可再生能源（如风电和光伏）受天气、季节影响会带来能源供应的不稳定性，进而导致电压和频率波动。 u据调研，虽然目前97%的企业仍以柴发为主要备电方式，但是56%的企业认为柴发备电面临“环评趋严，排放问题（如污染物和二氧化碳排放）、噪音污染等问题突出”，46%的企业认为“变压器容量受限，导致柴发发电量有限”，担心燃料存储和泄露风险的企业也达28%。用于增强供电稳定性的柴发备电前景不被看好。 2.2能源成本占比过高，拖累产业盈利水平 u数据显示，从2022年到2026年，全球数据中心电力消耗将从460太瓦时（TWh）增长至近1000太瓦时（TWh），随着算力需求持续增长，AIDC规模会不断扩大，对电源管理产品在数量和性能上的需求都会稳步上升。在机柜里，GPU、CPU功耗从不足1kW提升到1kW，甚至超过2kW；而整个机柜的功耗，从60kW提升至150kW。这意味着AI服务器对于电力供应有着极高要求，需要采用恰当的方式去提高效率。 uAI服务器对电源管理产品提出了更严苛的技术要求。比如，整机架功率迈入兆瓦级，PSU单机功率突破10kW；二次电源频率升至MHz，功率密度超5kW/in³；高压直流、固态变压器、垂直供电等新型架构得到采用。目前一台典型的AI服务器机架，功耗可以达到150kW。但据预测，将来其功耗可以达到800kW，甚至1000kW。 u数据中心耗电量巨大，运营成本中，电费占57%，远超折旧（25%）、房租（8%）及人工费（4%）等，成为绝对主导项。因此在如何满足高算力需求的同时，控制能源成本、降本增效成为数据中心行业管理者的关切所在。 2.3碳减排压力传导，倒逼产业模式升级 u国家多项将“能源数字化适配”纳入城市数字底座建设范畴，人工智能数据中心（AIDC）作为数字城市的算力核心，其高能耗、高稳定性需求与储能技术深度绑定，绿色转型为AIDC储能提供了战略定位。2025年以来，多部门政策形成“组合拳”。绿电消纳要求：《关于促进可再生能源绿色电力证书市场高质量发展的意见》明确，国家枢纽节点新建AIDC到2030年绿电消费比例不低于80%，鼓励通过储能提升可再生能源消纳能力。绿色数据中心标准：《2025年度国家绿色数据中心推荐工作通知》要求数据中心可再生能源利用率达标，并将储能、氢能技术纳入加分项。城市能源转型：《数字化绿色化协同转型工作要点》提出，推动AIDC等数字设施“零碳发展”，储能成为配套标配。 u当前仍有63%的数据中心PUE在1.2以上，高PUE带来沉重的运营成本负担、阻碍业务发展和碳排放增加，与政策法规引导和企业ESG管理需求不符。以谷歌、微软为代表的全球互联网公司已提出碳中和时间表，中国数据中心企业中已有至少12家提出了碳中和目标。据统计56%的企业表示会受到来自政策法规和企业ESG管理的碳排放管理压力。 目录 智算中心成核心算力载体，能耗需求爆发式增长 AIDC三重挑战：生存、经营与发展的全维度制约 以算电协同为核心，多维度突破约束 技术路线分化与生态协同，引领可持续发展 投资建议 风险提示 3.1构建多元互补能源网络，破解供给约束 在理想状态下，算电协同要求上层、中层和底层各个要素之间达到完美的协调，以实现资源的最优配置和系统的高效运行。但当前算电协同仍面临诸多挑战，当前的算电协同项目主要有两种模式。 u多元化的能源供给，即引入光伏、风电、储能、核能等新型能源形式，在保障用电稳定性的前提下，尽可能消纳绿电，减少碳排放，引入光伏、风电等新能源，优化能源生产与分配，提升供电的灵活性和稳定性。通过降低来自电网的能源成本或以低于电网电源的成本来生产能源来进一步降低数据中心的能源成本。56%的数据中心已使用新能源，最常见的方式是通过部署分布式新能源（40%）。 u算力需求侧的灵活性挖掘。通过预测算力需求及功耗，具体包括挖掘IT负载灵活性、并对非IT负载开展节能优化，使算力资源高效利用，且主动参与电力供需平衡，助力算电协同效能提升。 3.1构建多元互补能源网络，破解供给约束 u当前，数据中心从电力供给侧参与算电协同的模式仍处于探索阶段，各方正积极寻求更高效、稳定的能源解决方案。在这一背景下，以下三种模式，根据数据中心的算力需求、场地条件、能源资源禀赋等特点为前提，以其各自独有的优势正在受到关注。数据中心作为能源和电力关键用户还必须具备能源快速调度与管理、协同电网、稳定系统运行和优化能碳费用管理等能力，这就需要数据中心具备智能化感知与系统管理能力，借助数字化系统的智能预测和优化技术，提升整体能源管理效能。 3.2建立柔性调度体系，提升资源配置效率 u电力供给侧的创新为算电协同奠定了基础。此外，算力需求侧主导的算电协同，目前正在得到广泛重视。通过充分挖掘数据中心算力系统中蕴含的负荷灵活性，包括IT负载的灵活性挖掘和非IT负载的能效优化，以此来实现能源效率与电力成本的优化。 u算力需求具有灵活性，在数据中心内部，通过对IT服务器GPU工作频率进行动态调