能源行业专题研究：气电核电双擎驱动，破解数据中心供电瓶颈

敬请参阅最后一页特别声明 1 就不用 数据中心催生对稳定电力的需求 云计算、AI 等技术发展带动全球数据中心规模迅速扩大，催生用电需求。根据我们的测算，到 2035 年，谨慎、中性、乐观情形下全球数据中心耗电量将增至 1544.38/2321.05/3911.11TWh，与 2023 年的 414TWh 相比 CAGR 分别为11.60%/15.45%/20.58%。 数据中心自备电力或将逐渐成为主流。数据中心的“清洁化”和“大型化”要求更多地自备电站，同时数据中心选址存在“聚集效应”，可将电力需求有效转化为装机需求。由于单个数据中心的规模扩大，功耗超过 100MW 的数据中心变得常见，由电网供电将对电网产生过大负担，尤其是在数据中心聚集的地区，因此自备电力或将逐渐成为主流。国际数据中心巨头均有宏大的减排目标，“清洁化”趋势要求数据中心减少对电网中混合电力的购买，更多地自备清洁电力。由于数据中心建设常常聚集在某些区域，数据中心的扩张导致这些区域的电力逐渐吃紧，因此新的数据中心用电需求有望有效转化为装机需求。 稳定电力是数据中心供电的基石，首推气电和核电。我们通过模拟验证了稳定电力在数据中心供电中的重要性，若只通过光伏为数据中心供电，扩大配套新能源电站额定功率的效果较差，即使配备的光伏电站额定功率达到数据中心功耗的 4 倍，也会因储能规模不足而不得不在夜间从电网购电。配备一定规模的稳定电力后，数据中心可迅速摆脱对电网的依赖，这是单独依靠光伏和常规储能难以实现的，气电和核电的发电稳定、选址灵活特性使其适合为数据中心供电。 气电成为破解数据中心供电瓶颈的关键 数据中心对电网的冲击需要用气电化解。气电在数据中心供电领域的最大优势在于建设周期短和供电稳定，近年美国新投产的大功率气电站大多可在 3 年内投产，供电在部分市场已成为迫在眉睫的问题，需要先对碳排放问题妥协，使用气电缓解压力，长期来看需要通过 CCUS 来减少气电排放。 PPA 或将提高气电为数据中心供电比例。未来新数据中心签订 PPA 的比例或将达到较高水平，同时 PPA 中气电的比例也有望提高。在我们的中性假设下，2035 年，全球数据中心对气电的需求分别为 812.94TWh，占 2023 年气电总发电量的 12.43%；对天然气的需求分别为 5.59 亿立方米/天，占 2023 年天然气总需求的 4.88%；若为数据中心建设的气电站均为基荷电站，以 65%的容量因子计算，对气电新装机规模的需求分别为 15.74GW，占 2023 年气电新装机规模的 27.96%。 数据中心清洁化发展助力核电复兴 核电是已大规模应用的稳定清洁电力。随着数据中心“清洁化”趋势延续，核电作为为数不多的清洁稳定供电方案将越发受到重视。核电发展中的主要阻碍在于政策、公众接受度和建设中面临的风险，目前欧美政策对核电尤其是 SMR（小型模块化反应堆）转向支持，公众对核电接受度回升，SMR 的小型化也有助于控制建设中的延误和成本超支风险，减少投资者的担忧。 核电或将在 2030 年后为数据中心提供更多电力。核电支持数据中心有两种模式，分别是重启已停运的核电站和建设新核电站。2023-2024 年海外数据中心公司公布了较多与核电的合作协议，合作模式聚焦于 SMR 建设。目前全球仅少量 SMR 已投产，大多还处于在建或规划阶段，预计 2030 年后可看到更大规模的商业化。 风险提示 算力需求不及预期的风险；数据中心单位功耗下降的风险；政策变化的风险；核电技术发展不及预期的风险。 数据专题深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 2 扫码获取更多服务 内容目录 数据中心新趋势催生对稳定清洁电力需求............................................................ 5 “若要来，请自备电力” ........................................................................ 5 全球数据中心用电量或将保持高速增长.......................................................... 8 数据中心需要稳定清洁电力.................................................................... 9 稳定电力是数据中心供电的基石............................................................... 10 气电、核电可匹配数据中心需求................................................................... 15 清洁化推动气电+CCUS 及核电需求 ........................................................... 16 较低的土地占用为气电和核电提供了更灵活的选址............................................... 17 兼顾清洁和稳定需要付出更高的成本........................................................... 18 近火要用近水救——气电可快速缓解数据中心电力紧张............................................... 20 数据中心带动气电和天然气需求............................................................... 22 气电+CCUS 以满足清洁化需求 ............................................................... 22 数据中心电力清洁化推动核电复兴................................................................. 25 SMR 或将得到长足的发展.................................................................... 25 SMR 可降低投资者面临的风险................................................................ 26 政策支持 SMR 发展 ......................................................................... 27 核电公众接受度提高......................................................................... 31 SMR 普遍还处于计划和设计阶段........................................................