AI 带动巨量电力需求，美国现场发电空间可期

汽车 证券研究报告 行业深度分析报告/2026.02.27 投资评级:看好(维持) 核心观点 AI带动巨量电力需求，预计新增负载或超290GW：AI模型的算力需求呈现出远超摩尔定律的指数级扩张，AIDC建设不断加码。据Futurum数据，2026年美国主要云厂商资本性支出或将达6600亿至6900亿美元，同比增长74%至82%。随着AI芯片出货量与功率齐升，单颗芯片功耗已进入KW时代，单数据中心已进入GW时代，新增数据中心负载极大。据我们测算，2026-2030年全球累计新增数据中心电力负载或超290GW，美国累计新增负载或超170GW。 ❖美国现场发电偏好提升，燃机累计缺口40GW以上：美国发电量、发电装机容量不到中国一半，机组老化，输电能力不足。我们预计美国电网2026-2028年新增的稳定负荷发电机组仅能覆盖期间退役的发电容量，而新增的风电和太阳能发电机组或很难负担2026-2028年新增的数十GW数据中心负载。美国数据中心现场发电偏好提升，燃气轮机原本为现场发电首选，但GE Vernova、西门子等头部企业订单积压加剧、产能提升缓慢，排产周期基本到2029-2030年。我们测算，2026-2030年燃气轮机未能满足的美国数据中心现场发电需求达40GW以上。 分析师吴晓飞SAC证书编号：S0160525090003wuxf01@ctsec.com 分析师周逸洲SAC证书编号：S0160525100004zhouyz02@ctsec.com 分析师谢哲栋SAC证书编号：S0160525120005xiezd@ctsec.com 三大方式填补燃机缺口，领先企业订单均达GW级：往复式燃气中速机、高速机、SOFC三大方式参与美国数据中心主电源。我们预计瓦锡兰现有中速机订单1.2GW、卡特彼勒现有高速机订单超5GW、Bloom energy现有SOFC订单超2GW，且均有明确扩产计划。我们看好在燃气轮机产能不足的情况下，由燃气中速机、高速机、SOFC三大方式参与AIDC主电源。 相关报告 1.《L3强标征求意见，国内智驾政策持续推进》2026-02-242.《美国法规持续推进，Cybercab量产车下线》2026-02-213.《汽车继电器行业报告》2026-01-30 ❖投资建议：美国现场发电需求旺盛，发电板块上下游均有望受益。AIDC电力能源业务推动发动机企业估值、利润双增长，推荐潍柴动力，建议关注潍柴重机、动力新科等；发动机零部件企业受益，推荐银轮股份，建议关注中原内配、长源东谷、天润工业、福达股份等；SOFC零部件企业受益，建议关注三环集团、振华股份等。 ❖风险提示：AI资本开支不及预期、发电产品研发进度不及预期、AIDC现场发电渗透率不及预期。 内容目录 1AI带动巨量电力需求，预计新增负载或超290GW.......................................................61.1AI算力需求增长，资本开支进入万亿美元时代........................................................61.2功率与规模齐升，数据中心进入GW时代...............................................................71.3GPU出货量大增，预计新增负载或超290GW.........................................................92美国现场发电偏好提升，燃机累计缺口40GW以上.....................................................112.1美国发电输电双缺，AIDC现场发电偏好提升..........................................................112.2燃气轮机：现场发电首选，累计缺口40GW以上....................................................133三大方式填补缺口，领先企业订单均达GW级............................................................173.1往复式燃气发电机组：启动灵活，交付较快............................................................173.1.1燃气中速机：定位中型数据中心市场，产能较为充足.............................................183.1.2燃气高速机：并联数量与功率大小或影响不大，卡特彼勒订单超5GW......................203.2SOFC：效率、环保和时效优势，降本和寿命是关键................................................214投资建议.............................................................................................................255风险提示.............................................................................................................25 图表目录 图1：AI大模型算力需求爆发式增长............................................................................6图2：智算数据中心（AIDC）专用于AI.......................................................................7图3：头部AI集群性能每年增长150%........................................................................8图4：头部AI集群硬件成本每年增长90%...................................................................8图5：数据中心功率规模提升，已进入GW时代............................................................9图6：美国发电装机容量长期停滞..............................................................................11图7：美国发电量长期停滞.......................................................................................11图8：美国现存机龄50年以上的发电装机256GW.......................................................11图9：美国高压输电线路的建设近期停滞.....................................................................12图10：2026-2028年EIA备案的退役计划达34GW以上...........................................12图11：2026-2028年EIA备案的天然气机组新增计划约30GW...................................12 图12：美国2026-2028年将新增数十GW数据中心负载............................................13图13：数据中心现场发电偏好提升...........................................................................13图14：燃气轮机主要包括压气机、燃烧室、涡轮、控制系统和辅助系统...........................14图15：燃气轮机联合循环将燃气轮机和蒸汽轮机组合起来.............................................14图16：GE Vernova全球市场份额34%（功率计）....................................................15图17：2025年全球燃气轮机产能约60GW...............................................................15图18：GE Vernova航改燃产品功率远小于重型燃气轮机............................................16图19：GE Vernova航改燃交付能力远小于新增........................................................16图20：往复式内燃机是将压力转化为旋转运动............................................................17图21：往复式燃气发电在美国电网装机中占比约1%....................................................17图22：瓦锡兰中速机产品最大功率约20MW级别.......................................................18图23：瓦锡兰在小于500MW的发电市场市占率仅次于重型燃机巨头.............................19图24：瓦锡兰数据中心订单产品为50SG发动机........................................................19图25：中速机在300MW级别供电场景中表现优异.....................................................19图26：发动机发电厂建设周期远小于燃气轮机............................................................20图27：瓦锡兰能源部门在手订单基本实现当年和次年交付.............................................20图28：燃气轮机联合循环资本成本随运营时间推迟而上涨.............................................20图29：燃气轮机简单循环资本成本随运营时间推迟而上涨.............................................20图30：卡特彼勒Joule项目使用的是2.5MW机型......................................................21图31：卡特彼勒AIP项目使用的是1.5MW机型........................................................21图32：卡特彼勒大型发动机预计2030年产能相对2024年翻倍....................................21图33：SOFC直接将天然气转化为水和二氧化碳，释放电能.....................