编者按：
“算力的尽头是电力”——这句科技行业的流行语，揭示了算力产业规模化扩张背后无法回避的能源约束瓶颈。
AI技术的飞速迭代提高了能源需求，算力爆发式增长推动数据中心等新型负荷快速扩张，叠加海外电网老旧改造与能源转型需求，电力供应的重要性愈发凸显。部分区域电力设施老化、供电紧张问题凸显，电力设备需求持续旺盛。我国电力设备产业链完善，产品与产能具备一定的竞争优势，有望受益于行业的发展。在此背景下，能源行业的结构性机遇，成为当前值得重点关注的方向之一。
以下是朱雀基金专户投资部投资经理陈亚博在本年度策略会上的分享。
在人工智能技术飞速迭代的当下，AI与生产生活的融合日益深化，而支撑这一浪潮的核心要素除算力外，电力供应的重要性愈发凸显。这一趋势有望进一步推动全球电力行业的发展，也催生了全新的机遇与挑战。
AI快速发展带来电力短缺
随着新模型的不断推出和迭代，AI模型训练的功耗逐步提升。根据有关学者的研究测算，以OpenAI的13亿参数GPT-3XL模型为例，假设ChatGPT每年训练50次，年耗电量高达11.83亿千瓦时。模型训练展现出了较大的电力需求。
这只是训练阶段，AI对电力的高消耗还体现在推理中。推理的长思考提升了Token消耗数量，长期来看，推理需求预计会存在进一步加大电力消耗的可能。AI驱动的搜索有望进一步加大电力的消耗，随着AI应用渗透率的提升，AI推理对电力的消耗预计还会提升。
从区域来看，部分区域的AI的发展有望驱动电力需求增速增加。根据伍德麦肯兹统计，截至十月中旬，美国数据中心的规划容量达到了245GW，第三季度新增计划容量45GW，近两年来月度新增速度加快至每月435MW。按照伍德麦肯兹的预期，美国电力需求到2030年会呈现出每年2%~3%的增长，标普的预期也在这个区间内。未来电力需求的增速预测较过去数年来的增速来看有所提升，AI带来的电力需求、电网改造增强等有望推动发电和输电容量的规划和建设。
然而，部分区域电网正面临挑战。如发达经济体电网设备使用年限普遍较长，高盛数据显示，欧洲电网平均服役年限达50年，北美为40年，老旧的基础设施可能给电网安全稳定运行带来隐患。除数据中心以外，美国的制造业、电气化率提升等预计也会加大电力需求，增加电网的应对压力。
近期已有海外公司管理层表示，尽管市场对AI芯片的需求持续高涨，但公司当前面临的并非算力过剩，而是数据中心的供电和物理空间已接近极限，导致大量AI芯片只能滞留在库存中，无法“通电运行”。
三大机遇浮现
受到上述多重因素的影响，电力设备的需求继续提升，部分区域主要的电力设备出现供给紧张。尤其是电力变压器等大型的主要电力设备，呈现出了较长的交货期的状态，设备供应仍是公用事业公司的重要关注点之一。
海外需求旺盛和局部供给紧张的状态，有望给中国企业带来机遇。国内产业链建设完善，在产品种类方面也丰富多样，产能和产品具备一定的竞争优势。今年国内电力设备主要设备出口增长较好，国内企业海外拓展空间逐步打开。国内企业有望持续受益于海外电网建设，新能源并网、电网老旧改造增加了海外电力设备需求。AI技术的发展，有望进一步加强需求，推动国内企业进一步拓展海外业务布局。
国内部分电力设备企业海外布局情况
来源：国内部分电力设备企业官网，朱雀基金整理
源网荷储一体化的模式也有望成为数据中心绿色供电的解决方案之一。该模式整合电源侧（比如风、光等）、负荷侧（比如工业、数据中心等）、微电网及储能等多环节，既能增强能源安全与系统灵活性、提升新能源消纳能力、推动能源多元化，也能降低化石能源消耗与数据中心碳排放，同时减少对电网的依赖、保障用电需求。
以上是电网侧蕴含的布局机会，用户侧则呈现出技术升级的趋势。
10月召开的OCP（开放计算技术）全球峰会上，某头部半导体公司白皮书展示了数据中心服务器功率密度的演变趋势，从过去10kW的机柜功率，逐步发展到120kW，未来有望发展到1000kW的水平，到那时，机柜的功率将是之前的接近100倍，功率密度提升较快。
GPU的功率提高，在未来训练、推理等不同阶段时，大概率会产生不同程度的负载需求，也会有计算间隔、数据交换间隔等，这会导致机架的功率在30%~100%的区间波动，对供电和电网都提出了挑战。除了GPU和软件调节，外部的调节措施有超级电容和储能进行功率平滑，给超级电容、储能等打开了应用空间。
此外，机柜功率密度的快速增长，给供电架构提出了更高的要求，传统的供电架构在适应性方面也有望面临升级。
相关报告显示， 从交流 480V 供电向直流800V转变，可以简化安装流程、节省空间占用等。采用800V直流输电，在相同面积的铜线下，能够比415V 交流输电的传输功率提升157%。
因而，机架功率密度的提升，有望推动供电架构向高电压等级和直流化转型，800V直流或将成为智算中心供电架构的解决方案之一，固态变压器(SST)也有望实现应用。
数据来源：公众号本末电碳、广发证券，朱雀基金整理。统计时间短，不代表未来发展趋势，观点具有时效性，仅供分析参考，不构成对产品业绩的保证，也不构成任何投资建议或承诺。
电源侧方面，针对数据中心供电需求和特性，燃气发电、核电、固体氧化物燃料电池(SOFC)、光储有望成为加强电源能力的几个方向。
从成本角度来看，测算不考虑储能成本的情况下风电、集中式光伏成本有优势。考虑到数据中心普遍需要配备储能，因此考虑储能成本后，气电成本有一定优势，但其价格与天然气价格关联可能较大。从建设周期来看，核电机组建设周期普遍较长，而气/光/风电项目建设周期相对短一些。不同电源在成本、建设周期、供电稳定性方面各有优势。
综上，未来我们将重点关注电网侧、用户侧和电源侧三个角度的机遇，并积极研究布局。
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