智算引领算力需求激增,算力的尽头是电力
智算负载显著拉高算力需求,集约化发展下,数据中心向高功率密度方向发展 。随着以ChatGpt、DeepSeek等为代表的大模型广泛应用,AI算力需求激增。根据中国信通院数据,2023年全球算力总规模达 1397EFlops,增速54%,其中基础算力/智能算力/超算算力分别占比35.6%/62.6%/1.8%。而我国2023年算力总规模达435EFlops, 其中智能算力规模达289.4EFlops,同比+62%,占比2/3。
过去很长一段时间,数据中心往往通过增加空间、扩大机架和服务器规模来扩充算力。然而在经济发达地区土地资源日益紧张的 情况下,通过扩大服务器规模来提升算力规模的建设模式难以为继,功率密度提升成为提高数据中心算力水平的重要举措。
单体数据中心功耗不断提升:GPU单芯功耗从250W发展到1200W,最新英伟达B300芯片功耗达到1400W。受此驱动,过去单机 柜功率从6~8kW逐渐提高到了12~15kW,智算中心机柜功率密度甚至达到了30kW以上。对于一个机柜数3000的智算中心,单机 功率取30kW, 按照PUE1.3测算,其总功率可达117MW。而传统数据中心负荷则不过数十MW。
八大枢纽节点机架数占全国七成以上,算力与电力有待进一步协调发展。 “东数西算”政策推进,新建算力中心向八大枢纽节点转移。截至2023年底,八大枢纽节点机架数占全国七成以上,京津冀、长三角 在用机架数占全国比例分别为21.5%、24.5%。枢纽节点所在区域内部分城市用电量急剧增长,例如张家口数据中心用电量占全社会 用电量比重从2019年的6.8%提升至20.1%。
展望未来,随着数据中心单体功率规模继续增长、以及智算中心建设规模扩张,局部地区电网或存在扩容压力。算力与电力有待进一 步协调发展。2024年8月6日,国家发改委、国家能源局和国家数据局联合印发《加快构建新型电力系统行动方案(2024~2027 年)》,明确实施一批算力与电力协同项目,统筹数据中心发展需求和新能源资源禀赋,开展算力和电力基础设施协同规划布局。
数据中心作为耗能大户,提高电能利用效率为政策强制要求
数据中心的审批主要包括电信业务许可、土地指标和能耗指标,当前新增项目审批的主要瓶颈在于能耗指标。能耗双控指的是能源消 耗总量和能源消耗强度双控,中央会把全国“能耗双控”目标分解至各省市,2025年政府工作报告要求能耗强度下降3%。 2024年7月国家发改委发布《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》,进一步明确电能利用效率(PUE)要求:到2025年底,全国 数据中心PUE降至1.5以下,新建及改扩建大型和超大型数据中心PUE降至1.25以内,国家枢纽节点数据中心PUE不得高于1.2。数据中心能耗分解:据兰洋科技发布的数据中心能耗现状和能效水平分析,IT设备及软件占比42%,制冷系统占比40%、电气系统占 比18%,因此降低能耗的重点在于制冷系统。PUE=数据中心总耗电÷IT设备耗电=机械负载系数(MLC)+电气负载系数(ELC)+ 1.0,其中,机械负载系数是制冷设备、泵、 风机等消耗的总能耗除以IT能耗,电气负载系数是开关设备,不间断电源(UPS),配电单元(PDU)等消耗的总能耗除以IT能耗。
案例1:浦东黎明智算中心项目(垃圾焚烧协同IDC)
黎明智算中心位于浦发•零碳绿谷,建筑面积2万平方米,设计总功率 18MW,项目于2023年5月15日获得上海市经信委能耗指标批复,于 2024年7月开工建设,计划于2025年10月具备商运条件。 1)垃圾焚烧发电直供:垃圾焚烧发电厂拥有2000吨/日垃圾焚烧项目, 直供智算中心,满足政策80%绿电要求; 2)余热资源供冷:利用蒸汽、热水等余热资源,并配套溴化锂机组,未 来还将引入LNG相变余冷,大幅度降低PUE;3)区域靠近负荷端:该项目位于浦东新区,紧邻算力需求区域,有助于 减少时延;4)供电稳定:垃圾焚烧发电利用小时数可达到7000以上,供电稳定性高; 5)助力用地审批:沿海地区,垃圾焚烧发电项目协同IDC,助力用地指 标等审批; 6)电费节省:IDC项目从电网购电成本约0.67-0.72元/千瓦时+40元/千 瓦·月(容量电价),而从垃圾焚烧项目购电仅需0.65元/千瓦时(按垃 圾焚烧上网电价计算)。
案例2:数据中心余热回收利用
天津滨海新区腾讯数据中心:项目利用DC1栋机房冷冻水余热二次提温替代市政供热,提取低品位热源,节省采暖费用的同时降低冷却水 系统耗电量,且进一步增强机房冷却效果,减少煤炭或天然气能源的消耗。 据腾讯数据中心《腾讯天津数据中心余热回收应用初探》,腾讯天津数据中心DC1栋精密空调冷冻水供回水温度 15/20℃,可回收的余热 高达 5233kW,通过计算办公楼采暖负荷为540kW,在热泵运行阶段只需提取1/10热量,即可满足办公楼采暖需求。余热回收比原市政采 暖(未加设备成本及政府补贴)每日成本节省2828.48元,以天津开发区6个月供暖季计算,冬季节省成本约50万元。 对余热回收改造前后进行能耗计算:减少能耗标煤量达1620.87吨,相当于减少约4040吨二氧化碳排放量,总节能率达28.48%。
案例3:源网荷储/绿电直供
新疆、青海积极推动新能源与算力项目一体化发展,新能源+储 能为算力中心贡献100%稳定绿电 。青海柴达木绿色微电网算力中心项目:该项目于2024年12月启动, 由中国移动通信集团青海有限公司、国家电投集团黄河上游水电开 发有限责任公司等联合开发,算力中心规划建设高功率机架1000个, 运用冷板式液冷、智能母线、间接蒸发冷却等先进节能技术,配套 电源建设包括光伏122兆瓦,储能容量75兆瓦/300兆瓦时,微电网、 能量管理系统等,白天采用光伏发电向算力中心供电,为储能系统 充电,夜间由储能系统供电,向算力中心提供长期、稳定、优质、 可靠的绿色电力 。除此之外,2024年3月,新疆发改委发布《关于进一步发挥风光资 源优势促进特色产业高质量发展政策措施的通知》,明确提出对符 合条件的大型智算中心项目配置市场化并网风电或光伏指标,每 500PFlops算力可支持30万千瓦光伏或等效风电装机,与此同时, 新疆依托风光资源优势,打造“绿电驱动绿算”模式,推动智算中 心100%清洁能源供电。
各地积极推动隔墙售电 江苏开展绿电直连供电试点
各地积极探索实施“绿电直供” 、 “隔墙售电” ,江苏率先启动绿电直连供电试点。2024年11月《四川省算力基础设施高质量发展行动方案(2024—2027年)》提出按照绿电直供、源网荷储一体化模式布局绿色算力 中心;2025年3月《四川省零碳工业园区试点建设工作方案》指出探索发展“绿电直供”模式,创新实施“隔墙售电”政策;宜宾市 将实施新能源源网荷储一体化项目,推进绿电直供临港经开区。
江苏率先启动绿电直连供电试点,2025年2月江苏省发改委《关于创新开展绿电直连供电试点项目建设工作的通知》中明确了江苏时 代新能源科技有限公司等5个绿电直连供电试点项目。
山东明确就地就近消纳、绿电交易、虚拟电厂、分布式自发自用四类源网荷储一体化试点模式,2025年开展试点项目30个左右。
河南持续推进源网荷储一体化项目实施,《2025年河南省政府工作报告》中提出支持新型基础设施绿电直供,实施源网荷储一体化项 目800个,并将启动253个源网荷储一体化项目。
2025年3月甘肃省先后在《打造全国重要的新能源及新能源装备制造基地行动方案》、《打造全国区域性现代制造业基地行动方案》 中提及大力推广源网荷储一体化,采取集中购电、直接交易、多能互补、绿电直供等方式,推动零碳园区建设。
2024年7月山西省能源局《推动绿电资源就地转化助力产业绿色低碳转型工作方案》强调推进“源网荷储一体化”发展,建立源网荷 储项目一体化协同发展新模式,2025年2月《山西省2025重大项目建设年行动方案》进一步提出打造“绿电交易+源网荷储一体化+绿 电直连”的绿电产业园区,持续推进源网荷储一体化发展。
部分项目国补到期 地方政府存在调整垃圾处理费的压力
固定收益率定价原则确定调价原则,盈利稳定。垃圾焚烧发电项目多以政府约定的回报率为基础执行调价条款,约定回报率基本为 8%-10%,特许经营协议中约定垃圾处理服务费的基准值、调整公式和调整条件。若项目国补到期,按照协议,政府应该上调垃圾焚烧发电企业的垃圾处理费。
垃圾焚烧协同IDC 企业价值有望迎来重估
沿海地区部分企业正在试点垃圾焚烧发电+IDC模式。 上海:浦东黎明项目,浦发环保在现有垃圾焚烧项目旁边建设黎明智算中心项目。浙江温州:3月15日龙湾区人民政府与浙江伟明环保股份有限公司签订战略合作协议,提出以“智算赋能、绿色转型”为核心, 通过构建 “一中心一实验室一标杆多场景”体系,加速人工智能与环保产业深度融合 。 湖南长沙:军信股份存量项目正在考虑开展给IDC供电模式,新增项目考虑自建IDC+对外租用。 垃圾焚烧发电与IDC协同模式对各方影响。 对数据中心而言:降低PUE助力项目审批、降低电价提高经济性(大工业电价通常为0.8元/千瓦时以上)。 对垃圾焚烧发电企业而言:提高电价增厚项目盈利性,改善现金流 。 对政府而言:招商引资,减轻财政支出压力(垃圾处理费提高的压力)。突破口:电网侧的放松。
量化测算下 为IDC供电有望带来ROE提升2-3个百分点
典型项目DCF模型:运营期稳定创造现金流,运营IRR维持在10%以上 。项目基本假设:规模1000吨/天,建造成本50万元/吨,产能利用率100%,垃圾处理费90元/吨,吨上网电量300kwh/吨,付现成本 120元/吨,贷款利率3.2%。 项目其余假设:运营期30年,还款年限15年,国补到期后垃圾处理费提高15%。在此假设下,项目全投资回报率7.2%,资本金IRR 12.3%,前15年ROE 15%-17%,后15年ROE 8.9%。
垃圾焚烧进入存量运营时期 未来新增项目较少
2012-2021年垃圾焚烧产能快速增长,当前行业已经进入存量运营期,行业资本开支持续减少,自由现金流转正。 我国垃圾焚烧行业最早可追溯至上个世纪80年代末期,2012年发改委发布《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》,确定了 0.65元度电补贴国策。我国垃圾焚烧发电行业迎来快速发展“黄金十年”,2021年国补退坡,新增项目持续减少 。至2023年底,我国垃圾焚烧处理能力达到112.6万吨/日,提前完成2025年规划(2025年规划为80万吨/日),全国城市生活垃圾 无害化处理率 99.98%,行业已经全面进入存量运营时期,预计未来新增产能较少。 2023年以来,随着行业进入存量运营期,典型固废公司的自由现金流已经转正,2024年前三季度自由现金流进一步好转。
绿电直供算力 源网荷储一体模式保障电价/利用小时数更稳定
新能源企业试点绿电+算力协同,若能供需匹配将显著提高项目盈利及其稳定性。 新疆、青海均鼓励源网荷储一体化模式促进新能源项目发展,促进算力和电力融合发展 。 优势:源网荷储模式,新能源项目拥有配套负荷,绿电+储能模式保障供电稳定性。在此模式下,一方面电价以双边协商长协为 主,保障电价的稳定,另一方面能够减少限电率(若负荷匹配得当)。限制:当前的限制或主要在于电网端,1)允许新能源项目离网运行,给算力供电(负荷匹配的情况下);2)若算力需求较小, 新能源侧能否余电上网对项目回报率影响较大。 案例:400MW风电+500P智算中心,全投资回报率能达到6%以上(下述案例测算来源于能耀科技)。 投资概算:静态总投资19.9亿元,其中风电投资14.4亿元(3.6元/W),智算中心投资5.5亿元(110万/PFlops),资本金比 例20%,融资利率3.85%。 收入结构:智算租用费(20万元/PFlops/年)和风电上网电价(0.2423元/kWh)。 财务指标:全投资税后IRR为6.08%,回收期12.88年。



(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)