AI数据中心对电力与新能源的影响有哪些？

AI 数据中心或持续拉动电力需求增长并促进新能源消纳。

1.AI 数据中心或带动 2024-26 年 6~9GW/年新增负荷，拉动全国用电量 0.4~0.6pct/年

算力需求东升西降，DeepSeek 开源有望带动我国 AI 建设和相关算力电力需求启航。我们 认为 DeepSeek 的成功代表全球算力发展范式的转变。一方面，DeepSeek 不依赖高性能 GPU 的特性，使其在计算效率上实现了显著提升，且降低对供给紧张的外部 GPU 资源依 赖，为中国 AI 大模型开发提供了更可行和更经济的解决方案；另一方面，Deepseek 的开 源模式使其可以本地部署，且有利于提升数据安全性和处理速度，这将加速国内 AI 应用的 开发进程。随着 DeepSeek 的成功面市，我们看好国内 AI 大模型和 AI 应用投资的加速， 带动中国主权 AI 建设和 AI 电力需求快速增长，缩小与海外领先国家的差距。 根据国家能源局，2022 年全国数据中心用电量约 2700 亿度，占全国用电量~3%。根据信 通院，2022 年全国算力规模达到 302Eflops（基于 FP32 等效），其中基础算力、智能算力 规模分别达到 120、178.5Eflops。根据信通院，截至 2022 年末，标准机架 650 万架（按 标准机架功率 2.5kw统计），对应数据中心装机功率累计 25GW（我们基于 PUE假设 1.55）。

1. 基础算力部分，我们结合IDC 预测，假设基础算力规模按 2023-26 年 15%年复合增速 增长，2023/24/25/26 年算力规模达到 138/159/183/210Eflops。假设功耗不变（基础 算力主要基于 CPU，相比基于 GPU 的智能算力对应功耗无明显增加），以 2022 年装 机规模为基数，对应年均新增装机 3.8GW。

2. 智能算力部分，我们参考国内主要云厂商 CAPEX 计划和芯片供给情况，以其 CAPEX 增速作为依据，假设 2023/24/25/26 年算力规模同比增长 10%/30%/60%/60%，到 2026 年规模增长至 653Eflops。在此基础上，我们考虑随技术进步和摩尔定律，国产芯片功 耗下降（2022 年 GPU 功耗 49Gflops/W，2026 年提升至 124Gflops/W）,以及数据中 心 PUE 持续下降（2022 年 1.55，到 2026 年下降至 1.35），为支持上述算力规模 2024/25/26 年需要年新增智算数据中心装机量 2.3/4.2/5.3GW。

3. 综上，基础算力和智能算力合计有望在 2024/25/26 年增加电力负荷 6.1/8.0/9.1GW。 落地到用电量层面，我们基于一年 8760 小时，假设基础算力、智能算力上架率分别 50%、100%，则上述新增数据中心装机规模对应每年新增数据中心用电量 2024/25/26 年分别 365/530/633 亿度，拉动全国用电量 0.4/0.5/0.6pct，占全国电力需求比重达到 3.4%/3.6%/4.0%。若推理需求加速带来算力规模增长超预期，则有可能对电力负荷和 用电量形成进一步拉动。

2.AI 数据中心有望促进我国新能源消纳

与美国情况不同，我国电力系统当前供需格局趋于宽松，且电网保供能力较强，数据中心 企业尚可以依赖电网供电实现 AI 大模型训练和推理，与核电、气电等稳定电源签订直连保 供协议的必要性弱于美国同行，这也反过来给新能源供数据中心提供了机会。从项目角度 来看，已有比如新疆绿电智算中心，合盈数据智算中心等实现绿电和算力的耦合，采用 UPS 的供电结构。其中合盈数据智算中心项目在张家口的蔚县、沽源、张北建设总计 5.53GW 装机容量的新能源电站，共分为 13 个新能源发电项目，年新增新能源发电量达 130 亿千瓦 时，满足其怀来科技产业园算力集群超 1GW 负荷规模。为稳定供电，新能源也计划配置储 能系统，合盈数据“源网荷储”一体化示范项目首期 540MW 风电光伏已于 2023 年并网发 电。项目通过电力市场化交易打通源网荷储的落地路径，达到了确保电能量与绿色环境权 益的转移、绿电消纳、显著降低能耗、提升能源利用效率的效果。

1. 国家政策逐步强化绿色电力与算力中心的耦合发展。早期政策如 2021 年工业和信息 化部发布的《“十四五”信息通信行业发展规划》和《新型数据中心发展三年行动计划 （2021-2023 年）》鼓励提升绿电使用比例。2022 年国家发展改革委、国家能源局发 布的《“十四五”现代能源体系规划》进一步鼓励数据中心通过绿电交易使用可再生能 源。2023 年国家发展改革委、工业和信息化部等发布的《深入实施“东数西算”工程 加快构建全国一体化算力网的实施意见》首次提出到 2025 年底，国家枢纽节点新建 数据中心绿电占比超过 80%。2024 年国家发展改革委、国家能源局发布的《加快构 建新型电力系统行动方案（2024—2027 年）》和国家发展改革委、工业和信息化部等 发布的《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》重申并强调这一目标。地方政策也在 逐步提升要求。2021 年北京要求新建数据中心绿电占比≥10%；2024 年多地政策向 80%靠拢。内蒙古、宁夏、甘肃等新能源大省提供充足绿电支持。

2. 国家对数据中心的碳排放指标提出了明确要求。2021 年国家发展改革委、工业和信息 化部等发布的《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》要求提升数据 中心能效水平，鼓励使用可再生能源。2024 年国家发展改革委、工业和信息化部等发 布的《数字化绿色化协同转型发展实施指南》推动数据中心采用智能化能源管理系统， 提升绿电使用比例，支持数据中心参与虚拟电厂等新型能源模式。地方政策也在逐步 提升碳排放指标要求。2021 年上海要求绿电占比≥10%，推动绿电交易；

3. 国家政策对数据中心的 PUE 提出了明确要求。2021 年工业和信息化部发布的《新型 数据中心发展三年行动计划（2021-2023 年）》和《“十四五”信息通信行业发展规划》 均提出到 2023 年和 2025 年，新建大型及以上数据中心 PUE 降低到 1.3 以下。地方 政策对 PUE 的要求更为严格。2021 年北京要求新建数据中心 PUE≤1.3，高 PUE 数 据中心需改造；2021 年上海及 2022 年甘肃、广东、内蒙古、宁夏均提出 2025 年 PUE ≤1.3；2022 年广东、内蒙古等提出 2025 年 PUE≤1.3，鼓励分布式光伏和储能。

数据中心建设有效促进我国新能源消纳，我们估算，若 2024-26 年每年数据中心建设量 6~9GW，考虑利用小时的三倍差异（数据中心 6000 小时 vs 新能源 2000 小时），可本地 消纳 18~27GW 新能源，可提供的新能源增量消纳空间相当于新建 2 条特高压外送线路。