美国缺电系列专题1：美国缺电，AIDC配储星辰大海

本报告导读： 储能设备及系统集成《储能首个国家级容量电价政策出台，经济性全国跑通可期》2026.01.31储能设备及系统集成《海博思创与宁德时代签订3年不低于200GWh的合作协议，阿特斯获海外储能大单》2025.11.13储能设备及系统集成《两部门健全容量电价机制，内蒙古储能放电补偿出台》2025.11.12 随着AIDC发展，美国缺电情形或加剧，且对美国电网有较大冲击，我们认为，AIDC配储能调峰调频且未来能新能源配储自备供电，未来带来储能高弹性。 投资要点： AIDC发展致电力缺口，美国电网压力大。2023年美国数据中心耗电量达到176TWh，占美国总电力消耗的4.4%。IEA预计到2028年电力消耗量将增至325-580太瓦时（最高值，5年CAGR为26.9%），占美国总电力需求的比例也将提升至6.7%-12%。数据中心发展导致美国电力缺口，停电风险增加。数据中心导致美国电价走高，特别是容量电价。根据Monitoring Analytics，PJM的2025年1-10月对比2024年1-10月来看，总批发电价从55.46美元/MWh上升到80.67美元/MWh，yoy+45%。数据中心排队时间长，老旧电网严重滞后。在美国，数据中心并网平均排队时间为1-3年，在北弗吉尼亚，接入可能需要长达7年。美国电网约70%的变压器已经处于“超期服役”状况。 美国缺电，AIDC配储星辰大海。800伏直流（800VDC）已成为下一代配电的最佳架构。它能够最大限度地减少计算空间中的转换和布线体积，同时将数据中心的配电损耗和端到端的总转换阶段降到最低。英伟达800V白皮书揭示储能为未来重要配置。在大模型工作时，会导致机架功率从约30%的空闲状态迅速波动到100%的功率利用率，可能会导致电网问题。我们认为，短期看，配置储能用于调峰调频，有利于减少电网的负担，同时，或有利于减少数据中心接入电网的时间。中长期看，新能源配储或成为主流的自备供电形式。对比燃气轮机和SOFC，光储经济性和交付周期均适中。光储配置周期为1-1.5年，燃气轮机配置周期要在3年以上，SOFC配置周期90-120天。经济性上，配置6h，100%的光储LCOS补贴后52美元/MWh，与燃气轮机平价，较SOFC补贴后的82美元/MWh经济性更强。 数据中心配储为储能新场景，高增量弹性。我们认为，数据中心储能最开始是像英伟达800V白皮书里面提及一样，是用做调峰等功能，减少电网压力，配置时长预计为4h，配置20%。往后，由于数据中心对电需求过大，未来占美国电量需求10%以上，燃气轮机等供应紧张且科技公司对绿电比例有要求，未来风光配储供电后，配置比例大幅提升，预计为100%，6-8h。我们预计2026-2030年数据中心配储需求分别为10.1、25.9、53.5、98.7和165.7GWh，CAGR为101%，4年累计需求为353.9GWh。 风险提示：AIDC发展不及预期、燃气轮机等竞品扩产超预期、新能源配储降本不及预期、储能政策不及预期。 目录 1.投资建议..............................................................................................32.AIDC发展耗电量大，美国电网压力大.................................................32.1.美国电力需求受AIDC拉动.............................................................32.2.美国电网老旧脆弱，数据中心排队时长长.....................................103.美国缺电，AIDC配储星辰大海..........................................................113.1.短期看：AI带来电力剧烈波动，配储调峰调频或成趋势...............113.2.中长期看：新能源配储或成为主流的自备供电形式.......................124.AIDC配储市场空间预测....................................................................155.核心标的............................................................................................155.1.阳光电源：全球光储龙头，美国市场市占率前三...........................155.2.海博思创：国内储能系统龙头，进军海外.....................................155.3.阿特斯：美国光储均布局，本土产能有稀缺性..............................165.4.西典新能：特斯拉储能CSS核心供应商........................................166.风险提示............................................................................................17 1.投资建议 AIDC发展致电力缺口，美国电网压力大。IEA预计到2028年美国数据中心耗电量将增至325-580太瓦时（最高值，5年CAGR为26.9%）。数据中心发展导致美国电力缺口，停电风险增加，且导致美国电价走高，特别是容量电价。在美国，老旧电网限制数据中心并网，数据中心并网平均排队时间为1-3年，在北弗吉尼亚，接入可能需要长达7年。美国电网约70%的变压器已经处于“超期服役”状况。 AIDC配储短期逻辑为调峰调频，支撑2026年增量需求。根据英伟达800V白皮书，未来随着数据中心功率变大，以及AIDC对比传统数据中心模型训练时，功率波动大，不配储会对电网造成影响，我们认为，未来AIDC配储用于调峰调频或成为趋势，目的在于电网稳定用电安全，同时，可能减少排队时长。配置比例或为20%，4h等。 自备电源打开更大的AIDC配储市场空间，高增可期。目前，燃气轮机、新能源配储、SOFC、核电等均为自备电源方式，对比燃气轮机和SOFC，光储经济性和交付周期均适中。光储配置周期为1-1.5年，燃气轮机配置周期要在3年以上，SOFC配置周期90-120天。经济性上，配置6h，100%的光储LCOS补贴后52美元/MWh，与燃气轮机平价，较SOFC补贴后的82美元/MWh经济性更强。在目前燃气轮机产能紧张的情况下，新能源配储做自备电源或有一席之地。 我们预计2026-2030年数据中心配储需求分别为10.1、25.9、53.5、98.7和165.7GWh，CAGR为101%，4年累计需求为353.9GWh。我们推荐海博思创，相关标的阳光电源、阿特斯和西典新能。 2.AIDC发展耗电量大，美国电网压力大2.1.美国电力需求受AIDC拉动 美国电力需求受AIDC等拉动。2024年美国电力销售量为3975TWh，yoy+2.61%，主要受益于商业侧（包括数据中心）和工业侧（制造业）的用电需求增长。2024年，在美国电力消费中，37.30%来自于居民、36.50%来自于商业、26.02%来自于工业和0.18%来自于交通。 资料来源：EIA，国泰海通证券研究 天 然 气 和核为主要发电来源，新能源发电占比提升。2024年美国发电4301TWh，其利用效率约为92.4%（销售电量/发电量）。拆解发电结构，43.40%发电量来自于天然气，18.15%来自于核电，15.14%来自于煤电和10.49%来自于风电，光伏占5.03%。风光占比提升至15.52%，yoy+1.56pct。 资料来源：EIA，国泰海通证券研究 新能源为装机增量主力，但利用小时数低导致发电量增长有限。2024年美国总装机为1230GW，yoy+3.61%，增量43GW，其中光伏增量为32GW，风电增量为5GW。在电源结构中，41.15%装机为天然气机组，14.16%为煤电机组，12.36%为风电机组，9.92%为光伏，8%为核电机组，造成发电量占比和装机结构占比有差异主要系利用小时数不同，光伏利用小时数约1700-1800h，对比天然气的3500h左右，仅为其一半。 资料来源：EIA，国泰海通证券研究 IEA预计到2030年会新增约60GW的负载，就排队项目看此数较为保守。根据IEA，美国数据中心2023年和2024年的总数为35和42GW，预计到2030年到100GW，新增约58GW。但我们认为，此预测或偏向保守。仅就得州而言，据得州电力可靠性委员会（ERCOT）数据显示，截至2025年11月，数据中心等项目申请接入电网的总装机容量已飙升至220GW，较年初的83GW激增170%。其中73%的申请来自数据中心，若全部落地，其年耗电量将相当于1.54亿户家庭的总需求——这一数字是得州当前3000万人口家庭用电量的5倍以上。然而，超过半数项目尚未提交规划研究，专家认为这种“幽灵项目”现象可能使实际落地率大打折扣。尽管ERCOT仅批准了7.5GW的新增接入容量，这一数字已接近宾夕法尼亚州东南部六县（人口170万）2024年8.6吉瓦的峰值需求水平。根据NERC的数据，该邦拥有92.6GW可用资源，极端峰值需求可能达到约85.3GW。在极端天气下，发电设备检修、燃料短缺及设备冻损将加剧供应压力，德克萨斯的供需平衡在冬季可能变得紧张，甚至可能出现赤字。在极端冬季天气下，可用电力可能降至约69.7GW，导致供应缺口超过15吉瓦。 资料来源：CNBC 数据中心发展需要大量用电。2014至2016年间，数据中心能耗保持相对稳定，大约为60太瓦时（TWh）。随着2017年服务器库存中加速AI服务器数量的显著增加，能耗开始上升，到2018年，数据中心消耗了约76 TWh，占美国总电力消耗的1.9%。美国数据中心的能耗继续以越来越快的速度增长，到2023年达到176 TWh，占美国总电力消耗的4.4%。预计2023-2028年期间，数据中心电力需求每年将增长13%-27%，到2028年电力消耗量将增至325-580太瓦时（最高值，5年CAGR为26.9%），占美国总电力需求的比例也将提升至6.7%-12%。 资料来源：DOE 数据中心发展导致美国电力缺口，停电风险增加。根据2025年7月美国能源部预计，到2030年，预计将有104GW（71GW煤电，25GW天然气发电）的固定容量退役，104GW的退役容量将被209GW（20GW天然气发电、31GW额外4h电池发电、124GW太阳能、32GW风电）的新发电容量替代；然而，只有22GW来自稳定的基载发电来源，在有退役的情况下，停电风险增加了100倍。即使假设没有退役，模型也发现2030年停电风险增加了34倍。若是在可靠情境下，即使不考虑有装机退休，预计2030年电力缺口23GW。PJM到2030年退休16.7GW，SERC-E退休5.46GW，SPP-N退休1.71GW，ERCOT退休4.02GW，若加上这些退休机组带来的电力缺口，预计2030年美国电力缺口达51GW。 资料来源：DOE 请务必阅读正文之后的免责条款部分8of19数据中心导致美国电价走高，特别是容量电价。根据Monitoring Analytics， PJM的2025年1-10月对比2024年1-10月来看，总批发电价从55.46美元/MWh上升到80.67美元/MWh，yoy+45%。其中变化最大的是容量电价：从3.62美元/MWh，提升到11.76美元/MWh，yoy+225%，为了确保极端负荷用电的“容量市场拍卖”价格更是翻了数倍，这部分涨价主要