2025年AI+能源专题报告之电力篇：AI能否带动电力提前跨越周期底部？

不同于市场的观点

在我们的需求测算下，即便不考虑新能源的渗透率提升，利用小时与电价均承压。我们预 计 2025-30 年火电、水电的装机 CAGR 均为 3.7%，核电 13%；2025-27 年，火电装机 CAGR 高达 4.9%，水电 3.1%，核电 9.7%——按照利用小时等效换算成火电，2025-27 年风光外 基荷电源增速 5.3%，2025-30 年 CAGR 为 4.7%。不考虑 AI 带来的额外算力用电量，我们 判断 2025-30 年用电量 CAGR 为 4.7%，2025-27 年增速 5.2%，均低于风光外其他电源增 速。所以，即使没有风光装机的快速增长与新能源入市，电价或都会随供需疲软而承压。 我们明确提出，AI 用电需求的落地，有望带动行业提前走出拐点。根据我们预测，2025-30 年数据中心用电量 CAGR 高达 25%，带动“三产”用电量增速从 6%增加至 9%，全社会 用电量增速从 4.5%增加至 5.3%（“十五五”CAGR）。倘若需要维持 2030 年非水可再生能 源 30%的比例，年均风光装机可以额外提升 10-15GW；煤电的利用小时会在 2028 年提前 见底。根据我们测算，中国算力资本开支每增加 1000 亿的投资，在投产后大约可以转化为 20-164 亿度电量。

基准情形：需求增速低于传统电源增速，利用小时持续走弱

根据华泰宏观的最新观点，国家多次重要会议提及整治“内卷式”竞争，有望加速钢铁、 化工、建材等行业产能出清节奏（参见《2025：中国增长能否回升?》2025 年 2 月 26 日）， 所以我们判断，不考虑 AI 的带动，未来几年“二产”用电量增速维持向下的趋势，但是下 降速度或有所减缓。AI 相关的算力中心用电量主要体现在第三产业中（分布在地产/信息技 术等行业），我们下一章节会做更详细的测算，第二产业与城乡居民用电预测暂不考虑 AI 发展的影响：我们预测“二产”用电量增速从 2024 年的 5.2%下滑至 2030 年的 2%，居民 用电量 2025-30 年增速 9.6%，其中剔除充换电外居民用电量 CAGR 为 7.5%。

供给侧，我们预计 2025-30 年火电、水电的装机 CAGR 均为 3.7%，核电 13%；2025-27 年，火电装机 CAGR 高达 4.9%，水电 3.1%，核电 9.7%——按照利用小时等效换算成火 电，2025-27 年风光外基荷电源增速 5.3%，2025-30 年 CAGR 为 4.7%。不考虑 AI 带来的 额外算力用电量，我们判断 2025-30 年用电量 CAGR 为 4.7%，2025-27 年增速 5.2%，均 低于风光外其他电源增速。

需求侧：“二产”增速回落，人均“居民”用电量持续增长

二产：用电增速“十五五”回落至 2.6%，增量在电力/算力制造，拖累在供给收缩

根据国家统计局数据，2024 年高耗能行业中的建材、钢铁用电量已经出现同比下滑，第二 产业用电量单月增速自 2024 年 5 月见顶（6.8%）后就开始逐月回落，4Q24 的增速在 2%-3%。 我们认为，在出口高基数背景下中国制造业用电量增速想要恢复到 5%以上难度较大（2024 年 5.2%），我们判断“十五五”二产用电增速维持在 2-3%。

短期来看，2025 年的拖累项主要在 1）地产链相关的建材（同比下滑 150 亿度左右），2） 需求偏弱且供给侧有可能有变化的钢铁（同比下滑 150-200 亿度），3）新能源相关制造（同 比下滑 200 亿度，不包括上游）；潜在的增量可能来源于化工、有色、算力相关制造和最重 要的电力行业本身（包括分布式光伏的自用电与抽蓄、新型储能用电量，“十五五”年均 500-700 亿度电的增量）。

三产：剔除充换电与数据中心的真实水平“十五五”增速 4.8%

剔除充换电与数据中心影响，2024 年中国人均三产用电量 1,017 亿度/年，距离日本/美国/ 德国人均三产用电量的峰值还有 181%/329%/78%的距离（分别在 2011/2007/2003），考虑 到我国城镇化率与人均可支配收入未来不断提升，我们认为我国与上述三国的差距会逐渐 拉近。根据我们的预测，2030 年真实的人均三产年用电量（剔除充换电与数据中心）会增 加到 1,387 亿度，相比 2024 年的水平增加 36%。我们测算 2024 年中国新能源车充换电量 为 1172 亿度，其中 811 亿度体现在“三产”，361 亿度体现在居民（私桩）；假设 2030 年 新能源车保有量的渗透率从 2024 年的 9%提升至 30%，充换电年用电量有望超过 5000 亿 度，其中仅 44%体现在三产（居民电价更低），会带动 2026-30 三产用电增速从 4.8%达到 5.8%，数据中心的增量会进一步带动三产用电量增速 CAGR 达到 6.0%。（有关数据中心内 容我们统一在下一章具体阐述）

居民：“十五五”CAGR 9.6%，剔除充换电用电量增速 7.5%

剔除充换电影响，2024 年中国人均居民用电量首次超过 1000 亿度/人，距离日本/美国/德 国人均居民用电量的峰值还有 136%/343%/80%的距离（分别在 2011/2010/2006），考虑到 我国居民电价机制较低，我们认为我国与上述三国的差距会逐渐拉近。

根据我们的预测，不考虑充换电，居民用电量增速“十五五”平均增速 7.5%，低于“十四 五”的 8.3%；人均居民用电量有望从 2024 年的 1035 亿度增加值 2030 年的 1698 亿度。 但是依然低于德国 2023 年的水平，相比其低电价时期的峰值还有 10%的空间（我国目前 居民电价显著低于 2000 年德国能源转型前的居民电价 13.64 欧分/度，关于电价部分后文 会有更详细的描述）。充换电受“十五五”带动居民用电增速有望从 8%增加至 10%。

我们目前暂时保守认为 AI 发展 to-C 端应用的耗电量依然主要集中在 B 端的算力中心，不 同于 1980 年代开始的 PC 和互联网革命，居民端用电还是体现在传统的家用设备（包括更 智能的电器设备、手机、眼镜甚至机器人），家用 AIDC 从目前的配电功率和规模效应来说 不具备大规模实施的可能性。当然，随着技术的革新，也不排除超出我们框架范畴的用电 场景在居民端起量。

供给侧：火电投产集中在 2025-27 年，2028 年前后水/核有望迎来装机高峰

截止 2024 年底，煤电和气电的在建项目高达 2.3 和 0.5 亿千瓦，2022 年“缺电”核准的 装机 2025-28年会集中投产，加上核电产能的加速释放，风光外传统电源 2025-27增速 5.3%， 2025-30 年 CAGR 为 4.7%；而同期 2025-30 年用电量 CAGR 为 4.7%，2025-27 年增速 5.2%——即便不考虑风光，电力供需相对宽松。

煤电：“缺电”背景下核准的 2 亿装机正在建设中，2025-26 年产能增速最低 4.8%

在“十三五”电力宽松背景下，关于火电机组是否要新建甚至中国需要效仿德国退出大量 化石能源机组的讨论此消彼长，然后 2021 年底和 2022 年夏天的缺电事件给予能源保供当 头一棒；3Q22-4Q23 每个季度核准的煤电装机均超过了 25GW，单季度的核准量几乎超过 2017-19 三年的总和。相应的，2023/24 年新开工项目达到了 75/79GW，创下了全球历史 罕见的记录。

虽然 2024 年煤电核准量同比下滑 60%，但是 2022-23 年核准的 2.26 亿千瓦煤电中仅 0.2 亿千瓦尚未开工，其余在建的 2 亿千瓦中 1.8 亿千瓦会在 2025-27 年投产。根据相关项目 的建设进度推算，2025-26 的新增投产会在每年 1 亿千瓦（2024 年底煤电产能 11.95 亿千 瓦），显著超过 2008-09 年中国大基建时代的每年新增装机 0.66 亿千瓦，也会导致 2025-26 年煤电装机增速达到 8%-9%。考虑到上游设备交付能力的限制，我们认为目前在建的 2.2 亿千瓦会在 2025-28 年逐步投产（也就是项目并网会延期），在这种产能释放较为平滑的假 设下，预计 2025-26 年煤电装机增速在 5%左右。

倘若 2025 年开始新增核准下降至 20GW 左右，除了在建的 2 亿千瓦煤电，2028-30 年每 年新增下降至 0.2-0.3 亿千瓦，2028-30 煤电装机增速可能会回落至 1-2%；如果需求端不 考虑算力额外增量的话，煤电利用小时“十五五”中后期会下降至 4000 小时左右，低于“十 三五”的最低值。更乐观一些，倘若除了目前在建项目外其余煤电不新开工，煤电利用小 时会在 2027-28 年见底于 4100 小时左右。需要说明的是，本段对利用小时的假设，对新能 源装机年均增量的假设为 250-300GW，与 2023 年相似，低于 2024 年新增装机的强度， 从而 2030 年非水可再生能源电量消纳比例会接近 30%（“十四五”目标从 2021 年的 11% 增加至 2025 年 18%，实际 2024 年已经达到了 21%）。

气电：在建 50GW 投产后 2025-27 年装机增速 10%，2028-30 年增速可能下降

气电调节性高于煤电且碳排放较少，但是受限于气源与成本我国气电发展始终受到较大限 制。2020-22 各地集中核准了一批气电，2023-24 新增核准明显下滑，但是开工和投产的进 度伴随气价下行显著加快。根据我们统计目前在建 50GW 气电装机，对应 2024 年底装机 增量有 35%，或将在 2025-27 年投产，带动 2025-27 年气电装机增速达到 10%，低于 2024 年的 14%。过去 5 年实际的气电核准项目转化比例平均约 80%，远低于煤电项目，所以我 们判断在建项目投产后，2028-30 年气电新增装机速度将下降。

核电水电：“十五五”投产节奏明确，或不会再有太大变量

核电和水电的建设期较长，通常需要 5 年左右，2026-30 年可以投产的项目目前（2025 年 2 月）至少要在前期甚至已经开建。结合核电在建进度及目前已经核准的项目，核电投产的 高峰期在 2027 和 2030 年。其中，2027 年预计投产 10GW 的项目，2030 年投产项目预计 会再创新高。结合在建水电的进度，2025-30 年均新增水电或不足 500 万千瓦。

新能源：“十五五”新增装机下降或是大概率事件，投产节奏取决于非水可再生消纳责任

近日，国家发展改革委、国家能源局联合印发了《关于深化新能源上网电价市场化改革促 进新能源高质量发展的通知》，新能源全面入市指日可待。根据最新中央机制电价政策，2025 年 6 月开始的新项目机制电量由各地非水可再生能源要求比例推演。根据我们的测算，倘 若“十五五”非水可再生能源目标达到 30%（2024 年 21%，“十四五”目标 18%），年均 风光装机不能低于 274GW；换言之，每年新增风光装机在 274GW 以内，大部分电量都可 以竞得机制电量。倘若“十五五”非水可再生能源目标每低 1pct，风光装机每年可以减少 20-40GW 新增产能。

若“十五五”非水可再生能源目标要求达到 30%，2030 年煤电增量为负数，我们国家电力 行业可以完成 2030 年“碳达峰”的要求。

AIDC 对用电需求的拉动：2H25-26 用电量增速有望超过 6%

根据 2025 年 2 月 IDC 的算力预测，2025-30 年数据中心用电量 CAGR 高达 25%，带动“三 产”用电量增速从6%增加至9%，全社会用电量增速从4.5%增加至5.3%（“十五五”CAGR）。 倘若需要维持 2030 年非水可再生能源 30%的比例，年均风光装机可以额外提升 10-15GW； 煤电的利用小时会在 2028 年提前见底。根据我们测算，中国算力资本开支每增加 1000 亿 的投资，在投产后大约可以转化为 20-164 亿度电量；如果 2025 年中左右大厂的 capex 开 始转化，我们判断 2H25-26 用电量增速或将明显超过 6%，甚至不排除单月达到 10%左右。

基准情形假设：2030 年占比 4%，贡献增量的 5%

我们的基准情形下预测：2025 年用电量增速 5.5%，“十五五”增速 4.5%，这其中对数据 中心用电量的假设 2025-27 年 CAGR 为 9%，2025-30 年 CAGR 为 7%。

数据中心用电量：每 GW 贡献电量 44-100 亿度，未来随 PUE 下行

我们参照以下国内外算力中心用电量的数据，每 GW 中国算力中心未来贡献的用电量在 44-100 亿度，下限和上限分别参考中国 2023 实际情况与美国 2028（美国 DOE Office of Energy Efficiency and Renewable Energy EERE）预测值。随着我国数据中心效率向美国 看齐，且全球 PUE 都持续下降，单位耗电量也会节约。

算力中心的单位能耗未来有节约的趋势：按照美国算力中心运行的经验，服务中心耗电量 增速上升最快，存储的占比不断在下降；联网通讯在 2014-22 年贡献整个数据中心用电量 的 3%，2023 年来该比例有上升的趋势；基建占电量比例 2014 年大约 40%，随着 PUE 的 下降基建耗电占比 2023 年已经下降至 30%。

计算方法一（不同数据中心）：每千亿投资可 40-150 亿度用电需求

算力与对应的 capex 关系差异较大，不同的算力类型（通用算力/智能算力/超算算力等）、 处理器和芯片种类（CPU/GPU/FPGA/ASIC/TPU 等）、算力精度（FP16/32/64 等）、地理 位置、机房规模和机架密度、机柜数量都会导致单位投资额差异较大。单位投资的算力中 心所能支持的 EFLOPS 取决于硬件选择、架构优化及成本分配。 首先，AI 算力投资额剔除人工成本主要分为基础设施建设与核心 IT 设备（芯片），根据《中 国智算中心（AIDC）产业发展白皮书（2024 年）》，AI 算力中心服务器占比 60%左右（根 据我们的测算，如果全用 H100 芯片，服务器占整体投资比例或将明显高于 60%），而传统 数据中心中服务器投资占比 40%-50%。图表 28 中所指的投资额指的主要是基建水平，不 包括核心服务器的投资，主要涵盖土地和基建，可能包括网络、散热和存储等。

计算方法二（不同芯片）：每千亿投资可 20-164 亿度用电需求

根据英伟达网站上公布的数据显示，每块 H100 芯片的峰值功率为 700W，以训练 GPT-6 为例的微软需要 10 万块 H100 芯片同时运转，而 10 万块 H100 峰值功耗最高可达 70MW。 2020 年全球数据中心的能效通常用能效比（Power Usage Effectiveness）约为 1.59。也就 是说，数据中心的 IT 设备每消耗 1 度电，其配套设备就消耗 0.59 度电，10 万块芯片整体 功率超过了 0.1GW，这也是 2024 年来开建的大型智算中心最常见的功率体量，类似 Stargate 项目单体 1GW 的数据中心属于超大型项目。但是不管建设多少数据中心，本质耗 电的还是芯片的工作与其带动的配套设备运转。

按照 H100 型号 GPU 的功耗 700 瓦，每个 GPU 每年的耗电量最高 6132 度电，假设 全球每年 400 万颗 H100 级别数据中心 GPU 的出货量，年用电量仅能增加 245 亿度 （考虑 PUE 2.0 整体数据中心耗电量不到 500 亿度）。

按照国产 910B 型号 GPU 的功耗 310 瓦，7.7 个 910B 算力等同于 H100，功率和耗 电量就达到了 H100 的 3.4 倍。 根据我们的不完全统计，2024 年来开建的数据中心假设 100%上架率所需新的数据中心芯 片已经达到千万颗的级别，显然大量的 AIDC 需要国产芯片的支持，那么国产芯片的研发与 生产能力对我们目前在建的数据中心究竟可以产生多少电量至关重要，当然国产芯片的参 数不断优化靠近也会降低 AIDC 的用电量。

极端假设千亿投资全部用来买芯片，可以获得 0.16-1.25GW 的 GPU 功率；在 1.5 的 PUE 假设下，满产的耗电量为 20-164 亿度电。

IDC 最新算力预测：2H25 和“十五五”用电增速超我们基准情形的预测

根据 2025 年 2 月中国信息通信研究院与国际数据中心（IDC）的预测，我国通用算力（基 于 FP64）有望从 2024 年的 72EFLOPS 增加至 2028 年的 140EFLOPS，智能算力（基于 FP16）有望从 2024 年的 725EFLOPS 增加至 2028 年的 2782EFLOPS。算力的增量对应 下游 IDC 用户的资本开支，2025-28 年预计维持每年 30%以上的同比增长。

根据 IDC 的预测 2024-28 年算力增速在 35%-40%，我们测算用电量增速 2026-28 年会达 到 20%以上。需要说明的是，因为芯片、能耗、冷却技术及数据中心位置的不同，美国单 位用电量远低于中国，我们假设未来我国单位能耗持续下降，所以用电量增速显著低于算 力增速。

考虑 2025 年是中国算力爆发的元年，大厂资本支出增加，形成用电量至少要到下半年，所 以我们对 2025 年的预测取图表 32 与我们原先基准假设的均值，2026 年开始依照算力预测 用电量，上调 2026 年数据中心用电量约 1000 亿度。根据华泰宏观的报告（参见《2025： 中国增长能否回升?》2025 年 2 月 26 日），全国互联网企业 2025 年资本开支可能超过 6000 亿、甚至接近万亿元，按照我们之前的两种测算方式，6000 亿资本开支分别可以算出可以 贡献 240-890 亿度电和 122-986 亿度电，与我们的测算接近。

在上述数据中心的用电量测算下，2026 年用电量增速会达到 6%左右，相比 2025 年有所提 升。2025-30 年数据中心用电量 CAGR 高达 25%，带动“三产”用电量增速从 6%增加至 9%，全社会用电量增速从 4.5%增加至 5.3%（“十五五”CAGR）。

对电源侧的影响：2028 年利用小时见底回升

在这种情形下，“十五五”年均额外用电量大约为 2300 亿度，2026 和 2027 年数据中心本 身的用电量同比都会增长 1000 亿度。倘若需要维持 2030 年非水可再生能源 30%的比例， 年均风光装机或可以提升 10-15GW；同时，煤电的利用小时会在 2028 年见底，并且底部 会明显高于“十三五”供需最差的时候，相比基准情形下的利用小时持续下滑，将得到明 显改善。

短期来看：2025 年 AIDC 对用电量增速的带动或在 5-10 月开始体现

结合数据中心的建设进度，我们判断 2025 年 AIDC 用电量增量在 290-966 亿度之间，大部 分会在 2025 年中前后开始释放，我们判断 2025 年用电量增速前低后高，最快 5 月最晚 10 月，应该能够带动单月用电量增速出现明显起色。按照 2025 年 1-2 月的电力需求推算，假 设用电量符合我们上述的预期，2H25-26 用电量增速或将明显超过 6%，甚至不排除单月达 到 10%左右。

当然，毕竟 2025 年数据中心用电量占比仅 4%，实际用电量增速依然主要取决于制造业的 景气度与气温对商业和居民用电的影响。假设数据中心用电量在年中左右开始明显体现， 将对火电公司 2Q25 的利用小时起到显著拉动左右；如果在年底左右体现，4Q25 用电量的 同比增速可能会环比明显提升，12 月火电利用小时如果可以同比转正，有利于 2026 年年 度长协电价的谈判。

编辑：火腿肠