AIDC发电专题报告：缺电逻辑下燃机已开始释放利润，重视0-1的SOFC

首席证券分析师：周尔双执业证书编号：S0600515110002zhouersh@dwzq.com.cn 证券分析师：黄瑞执业证书编号：S0600525070004huangr@dwzq.com.cn “三减一增”重塑北美电力供需格局，全球发电设备供需缺口有望长期存在。增量端，AI机柜出货及单柜功耗快速提升，叠加PUE、冗余配置与有限的并网能力，我们预计2024-2030年北美AIDC新增电力设备需求分别约 6.1/20.4/19.7/29.3/37.5/48.1/57.5 GW，“一增”累计达到218GW。存量端，我们预计2026-2030年美国煤电、核电及老旧燃机分别退出86/95/91.5GW，“三减”合计约272.5GW，形成存量替换打底+AIDC增量加持的双轮驱动。同期全球可用于AIDC的发电设备供给虽将由2024年的6.8GW提升至2030年的94.0GW，但仍难覆盖快速增长的新增需求，我们预计2024-2030年累计供需缺口约218.7GW，电力设备紧缺及价格上行有望长期延续。 多维约束驱动AIDC电源选型，重视燃机+SOFC业绩确定性。重燃全生命周期度电成本约0.063美元/kWh，为各类现场发电路径最低，且具备规模化供电能力强、技术成熟及运行寿命长等优势，仍是大型AIDC长期基荷供电的核心方案；SOFC兼具高效率、低污染、模块化部署等优势，在环保许可趋严和AIDC大型化背景下渗透率有望加速提升；轻燃与燃气内燃机则更适合桥接电源、分期投产及中小型项目。 燃机通胀逻辑继续演绎，SOFC商业化提速打开成长空间。（1）燃机：截至2026Q2，GEV燃机正式积压与锁槽订单合计达116GW、同比+115%，西门子能源合计达87GW、同比增长74%，三菱重工FY25期末在手重燃订单达74台，三大主机厂订单均处于历史高位，供应链紧张及交期延长持续强化行业通胀逻辑。（2）SOFC：电解质支撑型凭借结构稳定、长期耐久性强及商业化成熟度相对较高，与当前AIDC长期可靠供电需求匹配度最高；随着行业龙头BE迎来业绩拐点，SOFC国内产业链同样有望迈向规模化应用并受益于行业上行周期。 投资建议：①燃气轮机：重点推荐北美燃机在手订单超26亿美元+2027年交付量有望接近2GW+具备稀缺机头资源和成撬能力的【杰瑞股份】；卡位高壁垒热部件领域的【万泽股份】【应流股份】；燃机整机质量优越的【中国动力】等。②SOFC：建议关注深度绑定BE的【春晖智控】，具备SOFC全产业链能力的【三环集团】，掌握连接体原材料铬环节的【振华股份】。 风险提示：AI数据中心投资不及预期、国际贸易摩擦、产能爬坡不及预期。 一、“三减一增”重塑北美电力供需格局，AIDC放大电源短板 二、全球多元发电设备加速扩产，供需缺口仍长期存在 三、多维需求驱动AIDC电源选型，重视燃机+SOFC业绩确定性 四、燃机通胀逻辑继续演绎，SOFC商业化提速打开成长空间 五、风险提示 1.“三减一增”重塑北美电力供需格局，AIDC放大电源短板 北美电力需求呈现三减一增格局，电网更新替换+AIDC需求爆发构成本轮周期核心支撑。当前持续扩大的电力缺口本质上是过去多年美国电源和电网扩容偏慢、系统冗余持续消耗的结果。总量上看，新燃机需求主要来自三类稳定可调度电源的供给边际收缩，其中2025年煤电/旧燃机/核电退役分别贡献32%/26%/16%。增量结构上看，AIDC系主导，2026-2050年美国电力需求增量中AIDC用电占比持续攀升，我们预计2038年后稳定在80%以上。因此，本轮电力需求周期形成“存量替换打底+AI增量加持”的双轮驱动格局，全球燃机需求高点有望达500GW，远高于上一轮的100GW水平，支撑多种可靠电源景气周期持续拉长、需求规模显著扩张、增长确定性持续增强。 1.1一增：AIDC建设进入集中放量期，可靠电源需求持续高增 中性情景下，2030年美国AIDC对应电源设备需求接近96GW，整体保持快速增长。数据中心用电需求通常以TWh衡量，而上游电力设备需求则更多按GW口径配置。AIDC驱动的真实电力需求一般需要经历IT负荷、园区侧负荷和电源容量三层传导：IT负荷决定算力侧基础用电，PUE决定园区侧用电水平，冗余配置则出于防范设备故障、检修停机及极端工况的考虑，进一步抬升电源及配套设备容量。自上而下看，根据EPRI测算，美国数据中心用电量将保持快速增长，2030年悲观/中性/乐观情景下分别达384/596/794TWh，对应AIDC电力设备需求总规模分别为56.1/95.9/132GW。因此，AIDC的加速建设正在持续驱动GW级可靠电源需求高增。 数据来源：EPRI，东吴证券研究所 1.1一增：AIDC建设进入集中放量期，可靠电源需求持续高增 自下而上看，2024-2030年北美AIDC累计新增电力设备需求有望达到218GW。英伟达侧，2024-2025年机柜出货以H100/H200/B200/GB200为主，2026年后将逐步切换至GB300/Rubin，单柜功耗由40kW提升至250-290kW，推动算力侧用电需求快速增长；同时，考虑谷歌等非英伟达方案占比提升，假设英伟达机柜市占率由2024年的100%逐步降至2030年的50%，其他品牌机柜平均功耗约90kW，对应AIDC新增IT负荷由2024年的4GW提升至2030年的91GW。进一步考虑PUE由1.20降至1.05、并网用电比例由0%提升至50%，同时为保障供电安全，冗余系数维持在1.20以上，对应2024-2030年新增电力设备需求分别约6/20/20/29/37/48/57GW，累计达到218GW。 总结来看，自上而下口径基于宏观用电增量测算；自下而上口径则从机柜出货、单柜功耗、PUE、冗余配置及并网比例等底层参数出发，更贴近实际设备配置需求，但两种方法均证明美国AIDC电力需求将在2026-2030年集中释放。 1.2.1三减：煤电退役短期节奏后移，中长期替代需求持续释放 美国煤电存量老化明显，已进入集中退役与替换窗口。根据EIA-860数据，美国截至2025年在运煤电机组约187GW，其中约70%投运于1970-1980年代。若按50年左右的设计寿命测算，2026-2030年期间约86GW煤电将陆续进入替换周期。2026年北美已有多个大型煤电项目公布退役及转型计划，例如密歇根州的J.H. Campbell（1331MW）计划于2026年8月退役，并由天然气、光伏及储能项目接替；俄亥俄州的Miami Fort（1020MW）也计划于2026-2028年间退出煤电，并改造为天然气发电设施。因此，随着老旧煤电机组逐步退出，美国电源侧更新需求正持续释放。 1.2.1三减：煤电退役短期节奏后移，中长期替代需求持续释放 但是短期看，美国煤电退役节奏明显后移。一方面，电力供需偏紧下传统发电方式保供压力较大，例如，2025年初美国煤电运营商原计划退役约8.5GW煤电机组，但全年实际仅退役约2.6GW，创近15年来最低水平；其余5.9GW中，约4.8GW延期至2026-2029年退役，另有约1.1GW取消退役。另一方面，煤电机组延期退出也意味着部分原本由燃机承接的替代需求相应后移，短期对燃机新增需求形成一定缓冲。 中长期看，北美煤电逐步退出的趋势并未改变。根据EIA，美国煤电总装机量预计将由2025年5月的172GW下降至2028年底的145GW，三年内仍有约27GW的退出空间，燃机作为稳定、灵活电源的替代需求仍有望继续释放。 1.2.1三减：煤电退役短期节奏后移，中长期替代需求持续释放 此外，中美煤电机组的延寿基础存在显著差异。（1）中国：煤电机组平均服役年限仅12年，且高端的超临界&超超临界机组占比达62%，整体剩余寿命较长；亚临界机组也可在“三改联动”政策支持下开展节能降碳、供热及灵活性改造，国内已形成较为成熟的改造实施方案。（2）美国：煤电机组平均服役年限已达44年，高煤耗的亚临界机组占比达66%，普遍面临设备老化、效率偏低、环保及维护成本较高等问题，叠加当地气价极低，老机组技改回报有限，运营商更倾向于直接退役。总结来看，美国煤电机组即使短期延后关停，也较难通过系统性技改实现长期延寿，后续退役将形成较为刚性的电力供给缺口。 1.2.2三减：核电新增供给有限，二代老化持续释放替代需求 美国核电供给同样面临新增机组有限+存量机组退出，构成电力供给“三减”之一。一方面，1979年三哩岛事故后美国核电监管显著趋严，项目审批及建设周期明显拉长；此后虽仍有较多机组投运，但主要都是事故前已下单、获批或开工项目的滞后兑现。随着前期项目逐步完工，美国核电新增装机长期接近停滞，近年仅有2.2GW机组投产。考虑到大型核电项目需要4-6年审批和6-8年建设，未来十年对电力缺口的补充能力仍较有限。 1.2.2三减：核电新增供给有限，二代老化持续释放替代需求 另一方面，97GW的存量机组中，有95GW是1970-1990年间建设的二代堆，仅约2.2GW为投运时间较晚的三代堆，存量结构老化显著。美国核电机组初始运行许可证通常为40年，二代堆大多已进入退役阶段，后续若希望继续运营，通常需要申请将运行期限延长至60年。 但是，获批延寿并不等于机组一定能够持续运行，因为监管审批只解决是否能继续运行的问题，但是否值得继续运行由经济性决定。美国已有多座核电机组在获得延寿许可后，仍因低电价、购电协议到期、市场竞争激烈，以及维修、安全升级和环保改造成本上升而选择关停。因此，美国核电存量的集中老化仍将带来较大的电力替代需求。 1.2.3三减：旧燃机的历史交付波峰将转化为寿命波峰 美国旧燃机同样迎来更新替换窗口，但实际退役规模将低于潜在更新规模。复盘燃机交付周期，美国上一轮的高峰是1999-2004年，6年累计交付燃机机组约195GW，2005年后行业进入低投资阶段，年交付量基本低于10GW。建设波峰不会消失，只会在30年后转化为寿命波峰：考虑到燃机设计寿命通常约30万运行小时、对应约20-30年，这批高峰期投运的机组将在2025年后集中进入延寿、技改或退役窗口，其中2030-2033年涉及规模约183GW。 但保守来看，考虑到燃机寿命更多取决于实际运行小时数，部分低利用率机组可能尚未达到设计寿命。因此我们预计2026-2030年实际退役的老旧燃机约92GW，待新增电源供给逐步落地后，其余进入寿命窗口的机组或将加速退出。 1.2.4“三减”集中进入退役替换窗口，存量供给收缩趋势不变 总体来看，美国煤电、核电及老旧燃机退役节奏为短期延缓、后期加速，我们预计2026-2030年合计退出约272.5GW。保守测算下，煤电86GW+核电95GW+老旧燃机91.5GW，五年内“三减”合计约272.5GW，给北美电网带来的冲击较大。 一、“三减一增”重塑北美电力供需格局，AIDC放大电源短板 二、全球多元发电设备加速扩产，供需缺口仍长期存在 三、多维需求驱动AIDC电源选型，重视燃机+SOFC业绩确定性 四、燃机通胀逻辑继续演绎，SOFC商业化提速打开成长空间 五、风险提示 2.1多元发电设备同步扩产，全球供给能力持续提升 全球发电设备供给端有望加速扩张，我们预计2030年重燃、轻燃、燃气内燃机及SOFC合计产能约143GW。其中，重燃产能由2024年的45GW提升至2030年的71GW，轻燃由7.7GW提升至32GW，燃气内燃机和SOFC则分别达到30GW和10GW。 2.1多元发电设备同步扩产，全球供给能力持续提升 AIDC电力设备供给有望由2024年的6.8GW提升至2030年的94.0GW：（1）重燃：全球产能由2024年的45.0GW提升至2030年的71.0GW，同时应用于AIDC的比例由5%提升至40%，对应AIDC供给将提升至28.4GW；（2）轻燃：产能由2024年的7.7GW提升至2030年的32.0GW，AIDC占比由40%提升至80%，对应AIDC供给增