ayx买球:中信建投：再论AIDC配储是解决北美电容量缺口的必然选择

  承接上篇报告核心观点，我们更新了数据中心用电预测以及北美电力供需，重申看好800V直流架构趋势下，北美数据中心配储是解决AIDC电容量缺口的必然选择。

  我们维持储能、SOFC等是快速补缺北美电力缺口的必选项。较此前版本测算调整如下：①上修GPU出货预期，预计2026-2028年AI电力需求从31-67GW上调至32-71GW；②引入常规负荷和AI负荷分别70%、60%的同时率，预计2026-2028年稳定电源需求调整至40-68GW；③考虑商用飞机退役涡轮机改造，预计新增2026-2028年电力供给3-7GW,考虑燃气轮机交付周期及SOFC产能配套，将光储功率调整至24-37GW，考虑时长折合及电网冗余度，预计2026-2028年新增储能容量总计需要18-73GWh以上。

  英伟达发布800V白皮书，大功率趋势确认，考虑AI数据中心功耗波动较大、并网审批障碍等问题，AIDC配储是800V架构中的必选项。

  1、需求：我们测算2026至2028年，AIDC新增电力容量32-71GW,考虑常规负荷、同时率，稳定可控电源净新增装机预计40-68GW。

  2、供给：预计每年可交付10-20GW的燃气轮机外，其他补充解决方案的空间分别为：2026-2028年SOFC可贡献1-4.0GW新增装机，涡轮机改造可提供2.8-7.2GW供应，需求缺口仍有24-37GW。

  3、AIDC配储将成为快速填补北美电力缺口的必然选择，考虑时长折合及电网冗余度，预计2026-2028年新增储能容量总计需要18-73GWh以上。

  2、利：北美订单盈利空间大，储能系统电池环节出货国内/海外的利润差异较大，分别为0.03/0.3元/Wh，0.03/0.1元/Wh。

  近期，英伟达正式对外发布《下一代AI基础设施的800伏直流架构》，绘制了下一阶段AI电力基础设施的发展蓝图，明确了800V高压直流成为未来AI数据中心供电的主流方案。

  单颗GPU功率提升，机柜功率达到MW级别。英伟达GPU芯片不断迭代，从Ampere时代到Hopper时代，再到Blackwell时代是耳熟能详的B200、B300芯片，再到Rubin时代，通过单颗芯片功率的提升，目前Rubin Ultra芯片在以Kyber机柜形式整机柜出货时，单机柜功率可达1MW级别。由此可见，系统效率更加高、可扩展性更强、铜耗更少的高压HVDC势在必行。

  （1）AI数据中心功耗波动较大。根据英伟达800V白皮书，在AI数据中心中，GPU负荷经常在30%-100%之间频繁波动，这样GPU芯片需要电源供给能快速变化，以适应自身负荷的波动需求，而电网则需要稳定可预测的负荷以免出现电压、频率波动，这两种矛盾的需求之间需要储能来进行平衡。

  典型GPU负荷波动周期可短至100ms，持续1-5s，然后几分钟后进入下一循环。针对数据中心负荷波动的不同周期，英伟达提出了两级储能概念：①电容储能置于机柜内部，以解决100ms以下的波动为主；②电站级储能置于数据中心并网点，能解决10s及以上周期的波动。

  由此可见，电压等级、能耗显著上升的趋势下，多维度稳定电能的输出成为重要考量，多时间尺度的储能慢慢的变成为未来800V数据中心生态当中成为必选项。

  （2）并网审批已成为数据中心部署的主要障碍，储能能够有效解决该问题。电网需要负荷具备可控性和可预测性，维持电网稳定性，避免为峰值需求过度建设，并减轻输电设施的压力。英伟达在白皮书中提到，并网审批是AI工厂部署的主要瓶颈，这很大程度上是由于GPU负荷波动具有不可预测性。当GPU集群负荷波动时，可能会引起电网电压和频率偏差超出可接受范围，导致电网受到威胁，从而引发并网审批的延迟或拒绝。搭配储能则可以有效解决该问题，加快并网的审批和数据中心建设的顺利推进。

  800V明显提高线缆功率传输能力，且相比目前多种方案具备技术优势。英伟达在800V白皮书中阐述，交流线V交流电压下传输更大功率，则需要更加多的连接设备，占用更多接口。采用800V直流供电后，可以简化IT电源接口，精简系统架构。

  英伟达800V方案同时具备技术成熟度和先进性的优势：受益于近年来成熟的光伏和电动汽车供应链，能应用大量GaN和SiC器件；相比OCP主推的±400V方案，由于后者需采用4线极断路器，在技术上引入了复杂度；相比未来1500V方案，后者具备更大潜力，但仍有绝缘和安全问题。

  通过若干方案过渡后，SST有望成为数据中心供电的终极方案。英伟达提出了提供800V电源的若干过渡方案：①过渡方案1: 保留UPS，增加ACDC环节，改动最小但效率不高，增加了额外的转换环节。②过渡方案2：取消UPS，改为设施级ACDC整流器（功率达到1.5MW级），仍需要从中压变压器低压侧引入480V交流电源。③终极方案：探索中压整流器并进一步使用固态变压器（SST）作为未来方案，容量高达7.5MW，可从13.8kV或35kV中压交流直降800V直流，简化电力结构。

  不论是终极SST解决方案，还是过渡方案，在供电架构中，储能已从可选项成为必选环节。进一步从技术路线上，印证了数据中心配储是AIDC发展的必然选择。

  二、“硬缺电”问题逐步严峻，数据中心配储、SOFC成为快速补缺的首选方式

  我们基于主要厂商芯片最新出货测算2025-2028年美国AI需求带来的电力容量需求分别为19、32、49、71GW，三年CAGR约为55.7%。其中，较上一版本我们调升了对于英伟达芯片出货量，考虑60%供美国本土，而其他厂商则考虑100%供美国本土。

  考虑稳定可控电源，即排除掉太阳能、风电这两种不稳定电源之后，可控电源的总装机反而是下降的，从2011年的974GW逐步下降到2024年的923GW，主要因煤电退坡较快，油电也有下降，而气电的增长不足以弥补前两者退出所致，电池储能近几年才得到发展，也不足以弥补稳定可控电源装机的减少。若以稳定可控电源装机/峰值电力负荷之比作为电力系统稳定度的标志，则根据过去若干年情况，该比值应在1.20左右。

  考虑不同负荷的同时率（即负荷预测时应根据不同用电负荷之间彼此不会在同一时刻达到负荷最高点，应打一定折扣），则依照我们对未来美国AI数据中心电力容量需求，加上NERC对美国未来新增功率（约每年20GW，假设为常规制造业回流、再工业化等负荷）的预测。如上表所示，我们大家都认为美国未来稳定电源装机需求，2025-2028年分别为30、40、52、68GW。

  （1）储能（搭配光伏、风电等可再次生产的能源，也可作为顶峰电源单独使用）：交付迅速、度电成本具备显著优势，反应速度快，调节性能好

  （2）SOFC（单体固态氧化物燃料电池）：交付迅速，已实现与燃气轮机的平价

  （3）燃气轮机：产能限制大、交期显著延长。估算通用电气、西门子能源、三菱重工三家总和年产能约20GW，远远不足以满足美国每年数十至上百GW的电源装机需求。

  （5）涡轮机改造：考虑燃气轮机的产能瓶颈，部分厂商将航空涡轮发动机改造成普通的燃气轮机发电，通用电气、普惠和罗尔斯·罗伊斯等主要发动机制造商均有自己的航改燃机产品线。单台商用涡轮发动机到燃气轮机的标准改造平均需6–9个月，考虑涡轮叶片的产能供给，以中性角度看，我们测算退役宽体、窄体机改造燃气轮机的潜在空间在2025-2028年预计为1.4-7.2GW。

  改造的核心环节主要在于1. 要在不破坏原有核心平衡的情况下，加装自由涡轮；2. 燃料从航空煤油换成天然气或柴油，燃烧温度、火焰稳定性与排放需重新验证；3. 控制系统需完成从飞行状态控制到发电稳态控制的系统重构；4. 需考虑持续高温下航空涡轮的材料寿命与冷却改造等。

  因此，我们大家都认为光储、SOFC是目前美国满足电力装机需求较为可行的两种方案。

  假设每年发电用燃气轮机交付在10-20GW，考虑SOFC产能扩张后2025-2028年可新增0.5、1.0、2、4GW装机容量，对储能的需求2025-2028年可达20-44GW。考虑数据中心建设浪潮初期时尚可以消耗电力系统原先冗余，而后期电力系统出现功率硬缺口，功率配比逐渐朝100%发展。时长方面，仅起顶峰作用时时长约1-2h，但后期功率、电量均出现缺口时，考虑部分数据中心离网供电，需配置较多储能用于提升冗余安全可靠性，有可能时长朝着6-8h演变。因此我们大家都认为，到2028年，美国数据中心新增储能容量有望在73-293GWh之间。

  OBBB法案（theOneBigBeautifulBill）又称“大而美”法案，是特朗普上台后为兑现竞选承诺所提出的最大税改法案其中对中国储能企业的主要影响集中在税收抵免（ITC/PTC）上。影响较大的条款在于外国实体限制：

  新增外国实体限制（PFE）。OBBB法案中外国实体的范围扩大至光伏储能领域的ITC/PTC补贴（原先只针对新能源车），2026年起含有来自PFE的实质援助没有办法获得补贴，衡量标准为“援助成本比率”。

  关于PFE认定，其中较为重要的有：1）单个外国实体拥有该实体至少25%的股份，一个或多个指定的外国实体总共拥有该实体至少40%的股份，或该实体至少40%股权或15%债务由一个或多个指定的外国实体持有；2）根据合同、协议等向特定外国实体支付款项，同时该合同或协议规定该外国实体对该实体的任何合格设施、储能技术、合格组件（关键矿物或其他组件）可进行相对有效控制。3）所有在中国注册的母公司及子公司。以上均会被认定为PFE，而PFE“援助成本比率”过高则没有办法获得补贴。

  对于来自被禁止的外国实体的实质性援助：如果某设施的建设始于2025年12月31日之后，且其建设过程中包含有特殊的比例的来自被禁止的外国实体的任何实质性援助，则该设施不应被视为合格设施，进而没有办法获得ITC/PTC补贴。具体来看，对于2026-2030年起开始建设储能项目，非限制外国实体援助比例不能低于55%-75%。

  实质性援助比例的测算使用美国国税局提供的安全港（Safe Harbor）表格，是美国官方依据市场调研数据测算的成本表格，并非使用实际采买成本。

  从目前的安全港表格来看，表格中规定电芯成本占比52%，已经高于26年45%的受限外国实体援助成本比例要求的上限。因此从法案内容来看，集成企业所用电芯是否被认定为受限外国实体的物质援助，是美国储能电站能否拿到ITC/PTC补贴的核心。

  但从实操层面来看，即使采用合格电芯，如果集成企业被认定为受限制外国实体，那么集成端是否会被整体认定为实质性援助，目前尚无定论，需要看最后法案具体实施情况。

  对企业来说，2025年内开工的电站项目不受实体限制；2026年以后开工的项目，目前可行的解决方法有以下几种：1）技术授权：例如宁德时代与Tesla的技术授权合作。2）股权代持：此方法更适用于非上市公司。3）既定合同：利用豁免条款，2025年6月16日之前签署的合同，可以不被计算在援助成本比例中。4）混合供应：可以将不被定义为外国实体的产品（如技术授权、股权代持）与外国实体产能混合供应。

  对储能集成企业来说，能够让客户在没有一点政策潜在风险的情况下拿到ITC/PTC补贴的方式，则是从电芯到集成完全排除被认定为受限制外国实体的可能性。这种模式下，国内主体对储能集成工厂的持股比例预计需要下降至25%以内，同时需要采购外资电芯。

  1）需求方面：国家基建政策变化导致电源投资规模没有到达预期；电网投资规模没有到达预期；新能源装机增速下降导致对电力设备需求下降；全社会用电量增速下降等；两网招标进度没有到达预期；特高压建设推进进度不及预期。

  2）供给方面：铜资源、钢铁等大宗商品的价值上涨；电力电子器件供给紧张，国产化进度没有到达预期。

  3）政策方面：新型电力市场相关支持力度没有到达预期；电价机制推进进度低于预期；电力现货市场推进进度不及预期；电力峰谷价差不及预期。

  4）国际形势方面：能源危机较快缓解、能源价格较快下跌；国际贸易壁垒加深。

  5）市场方面：竞争格局大幅变动；竞争加剧导致电力设备各环节盈利能力低于预期；运输等费用上涨。

  朱玥：中信建投证券电力设备新能源行业首席分析师。2021年加入中信建投证券研究发展部，8年证券行业研究经验，曾就职于兴业证券、方正证券，《财经》杂志，专注于新能源产业链研究和国家政策解读跟踪，在2019至2022年期间带领团队多次在新财富、金麒麟，水晶球等行业权威评选中名列前茅。

  屈文敏：中信建投证券电力设备及新能源研究员，2022 年所在团队荣获新财富最佳分析师评选第四名，2022 年上证报最佳电力设备新能源分析师第二名，金麒麟评选光伏设备第二名，金麒麟电池行业第三名，金麒麟新能源汽车第三名，水晶球新能源行业第三名，水晶球电力设备行业第五名。

  雷云泽：中信建投证券电力设备及新能源研究员，清华大学大学电气工程硕士，研究方向为储能、电力设备。2022年所在团队荣获新财富最佳分析师评选第四名，2022年上证报最佳电力设备新能源分析师第二名，金麒麟评选光伏设备第二名，金麒麟电池行业第三名，金麒麟新能源汽车第三名，水晶球新能源行业第三名，水晶球电力设备行业第五名。

  郑博元：中信建投证券电力设备及新能源研究员，北京大学理学博士，研究方向为储能、电力设备。2022年所在团队荣获新财富最佳分析师评选第四名，2022年上证报最佳电力设备新能源分析师第二名，金麒麟评选光伏设备第二名，金麒麟电池行业第三名，金麒麟新能源汽车第三名，水晶球新能源行业第三名，水晶球电力设备行业第五名。