调研纪要 16小时前
AI浪潮推高北美电力需求,储能与新能源迎发展机遇
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受AI算力爆发、终端电气化加速及极端天气频发等因素驱动,北美电力需求出现结构性拐点,供应侧因装机结构失衡、设备老化及并网流程冗长而显得不足。美国电网互联程度低、输电能力有限,导致电力缺口严峻。解决方案聚焦于电源侧(燃气轮机、核电、燃料电池)、电网侧(加强互联与升级)及负荷侧(节能与调峰)。其中,数据中心成为储能需求的核心驱动力,推动储能、锂电产业链、电力设备、核电与核聚变、SOFC等细分领域迎来投资机遇。特别是铬金属,因其在燃气轮机、SOFC等关键设备中的应用,以及供给受限,价格弹性巨大。

💡 AI算力爆发是北美电力需求结构性增长的核心驱动力,预计未来十年数据中心负荷将带来巨幅增长,叠加终端电气化和极端天气等因素,导致电力供需失衡加剧,缺电问题日益严峻,电价上涨压力增大。

⚡️ 北美电力供应面临多重挑战:装机结构失衡,可靠电源占比下降;设备老化严重,退役高峰持续;并网流程冗长,新增装机难以快速弥补缺口。电网互联程度低和输电能力不足进一步加剧了供电紧张局面。

🔋 数据中心成为储能需求的核心驱动力,其快速建设与电网改造缓慢之间的矛盾,以及政策导向,使得储能成为解决电力缺口、实现绿色供电的必选方案。预计未来几年美国储能装机量将显著提升,全球储能市场需求展望乐观。

🔌 铬金属作为新兴产业供应链中的关键资源,因其在燃气轮机、SOFC等设备中的重要应用,以及全球供给受环保限制而产能扩张困难,供需矛盾突出。叠加国家收储和出口管制等因素,铬价弹性巨大,成为市场关注的热点。

🚀 针对电力缺口,解决方案涵盖电源侧(优先发展燃气、核电、燃料电池等)、电网侧(加强互联与升级)及负荷侧(节能与调峰)。尤其小型模块化反应堆(SMR)和核聚变技术进展,以及SOFC的分布式供电优势,为解决能源挑战提供了新途径。

2025-11-03 23:16 广东

随着各省陆续发布容量政策,136号文后对于国内大储装机的悲观预期正在扭转。年初市场对储能需求存在质疑,主要受政策影响(如136号文提及“不强制新能源配储”),但实际国内储能配置多通过指标打分机制,并非完全强制。市场化交易下,光伏/风电对储能的真实需求有增无减。政策调整后,储能需求持续超预期,三季度后部分企业宣布储能电池涨价,行业景气度确认。

近期市场关注美国缺电的投资机会,本轮北美电力需求从燃气轮机启动、扩散至SOFC,再到光储。

1、美国缺电的核心原因

1)电力需求出现结构性拐点

AI算力爆发是主要驱动因素,数据中心负荷快速增长,推动北美电力需求进入新一轮增长周期。官方预测2014–2029年增量最高达80GW,但实际可能突破100–200GW。

其他需求来源:

- 终端电气化加速:热泵(供暖)、电动汽车(交通)普及。

- 工商业负荷爆发:数据中心、加密货币、半导体制造、电动汽车制造等产业用电需求持续增长。

- 极端天气频发:夏季更热、冬季更冷导致制冷/制热需求上升,负荷与温度高度相关。

历史背景:2006年后北美电力负荷基本零增长,但当前多重因素叠加导致需求拐点出现。

2)电源侧供应能力不足

装机结构失衡:近十年美国装机年均增速仅1.23%,增量主要来自风光储,而水电、火电、核电等可靠电源装机量下降(较2014年减少超70GW)。

设备老化:大量机组建于1970年代或更早,退役高峰持续至2028年,新增装机难以弥补退役缺口。

并网流程冗长:传统并网需3年以上,2023年新政(引入集群研究)优化至1–2年,但短期内难以根本改善供应。

3)电网互联程度低

美国电网分为东部、西部和德州三大互联区域,外送容量占比仅2%(东部电网外送容量17GW,占总装机900GW的2%),远低于中国华东电网的13%。

电网建设滞后,设备老化(部分超40年),导致输电能力不足。

2、缺电规模测算

电力缺口指标:采用"有效容量系数"评估高峰负荷供应能力(火电80%、水电70%、核电90%、风电/光伏较低)。

缺口预测:

- 若数据中心负荷达100GW以上,东部电网缺口可能超100GW;全美总缺口可能达200GW以上。

- 即使按保守预测(数据中心70GW),缺口仍接近70GW。

结论:缺电问题严峻且无缓解迹象,电价上涨压力大(2021–2022年已现迹象)。

3、解决方案与产业链机遇

1)电源侧:扩大有效装机

优先发展可靠电源:燃气发电、核电、燃料电池等。

风光储配套:需搭配调峰电源,但当前比例失衡。

关键方向:

    燃气轮机:北美天然气发电占比40–50%,头部厂商(如GE、西门子、三菱)订单排产至4年后,零部件(如涡轮叶片)供应紧张。

    核电:小型模块化反应堆(SMR):部署灵活(建设周期3–5年),适合数据中心,获政府支持(如2023年《重振核工业基础》法案)。技术进展:美国Ocillo、NewScale等公司领先;中国"玲珑一号"冷试成功、钍基熔盐堆突破。

    核聚变:Best项目2027年竣工,2025–2026年进入招标密集期;中美技术竞争加速商业化。

    固体氧化物燃料电池(SOFC):分布式电源选项,效率高、成本低,适合数据中心配套,北美Bloom Energy需求翻倍(目标4–5GW)。

2)电网侧:加强互联与升级

政策驱动:2024年美国电网改革要求20年长期规划,2026年启动改造周期。

设备需求:

    变压器产业链:海外供应紧张,美国进口金额激增(2021年100亿/月→2024年600亿/月),中国企业通过间接出口受益(如金盘科技、明阳电气)。

    高压直流电源:数据中心供电趋势(替代传统UPS),英伟达推动800V直流方案,SST(固态变压器)效率达98%以上。国内企业(如四方股份、阳光电源)有望突破海外市场。

3)负荷侧:节能与调峰

数据中心节能:采用SST架构提升效率5%,可削减峰值负荷。

用户侧削峰填谷:通过储能、电价机制降低高峰需求。

4、细分领域投资机会

1)储能:

需求:2026–2030年美国储能需求可能达200GWh/年(2024年约50GWh),数据中心调峰、调频需求推动。

2)锂电产业链:

需求上修:2025年储能需求增速预期从45%上调至60%。

价格反弹:碳酸锂价格从5万/吨涨至11万/吨,磷化工、负极材料等环节供需改善。

3)电力设备:

变压器/开关:海外产能紧缺,国内企业(如金杯电工、华明装备)受益。

高压直流电源:SST技术路线明确,关注四方股份、中恒电气等。

4)核电与核聚变:

SMR与核聚变:政策与招标催化,关注电源设备企业。

5)SOFC:

分布式能源新赛道,关注电堆与材料国产化机会。

5、数据中心成为储能需求端核心驱动力

1)数据中心储能的爆发逻辑

    电网压力:AI数据中心建设加速(尤其美国)导致电网负荷激增,但电网改造缓慢(审批周期长、设备产能紧张),传统电源(燃气轮机、核电)建设周期长达3-4年,无法匹配数据中心1-2年的建设速度。

    政策导向:中国要求新建数据中心绿电占比超80%,加拿大限制AI负荷(上限400兆瓦),推动风光储成为必选方案。英伟达白皮书将储能列为数据中心标配,进一步强化预期。

    储能优势:清洁能源、部署快、成本低,可参与电网调频/套利,平滑负荷峰值,提升供电可靠性。

2)数据中心储能应用场景

    备电场景(替代柴油发电机):谷歌比利时项目配储2小时,微软欧洲项目配储80分钟(电网稳定区配时较短)。美国电网可靠性差,未来配储时长可能从2小时增至3-4小时。

    离网场景(完全自给):阿布扎比光储数据中心配储6小时,冗余要求高。

    并网场景(主力电源补充):美国光储项目普遍配储4小时,兼顾电网支撑与冗余需求。

3)需求测算(按配储6小时假设):

    保守(10%离网渗透):2026年储能需求24GWh。

    中性(30%渗透):近100GWh。

    乐观(70%渗透):超200GWh。

即使保守估计,美国年储能装机(当前约50GWh)也将显著提升。

4)全球储能需求展望

    中国:2025年150GWh,2026年250GWh(增速67%),受益于数据中心+风光配储需求。

    美国:2025年52GWh(+40%),2026年82GWh(+58%),数据中心拉动弹性约20GWh。

    欧洲:2026年51GWh(+55%),以大储为主。

    全球:2026年装机量达445GWh(同比+65%)。

5)北美储能标的估值体系将看齐BE和GEV

24年开始发电侧装机增长已实质性启动,明确观测到从燃气轮机到SOFC订单充沛、启动扩产。当前燃气轮机排产已至28/29年,能够快速交付的SOFC能补足的缺口预期在GW级别。北美电力需求必须要与AI增速同步,光储正在成为以AI速度补足缺口的稀缺途径。当前美国储能年度装机45GWh左右,有望再造数个美国储能市场。

    阳光电源:北美储能全球龙头,与特斯拉同一级别,假设28年北美AIDC配储需求120GWh,阳光北美大储份额20%-30%,单瓦时盈利4毛,对应利润弹性120e。

    阿特斯:北美储能龙头,今年公司28年北美aidc储能出货10-15gwh,单瓦时盈利假设3毛,对应利润弹性40e。

    海博思创:目前公司已经在美接洽GWh级别订单,假设公司28年北美AIDC储能出货5-10GWh,单Wh盈利0.3元,对应利润弹性30e。

    天合光能:5年储能系统出货8gwh,预计26年出货15-16gwh,单瓦时盈利假设1毛,对应利润弹性15-16e。

6、铬金属:美国电力需求拉动,价格弹性巨大

新兴产业爆发初期,供给有约束、需求预期高增的资源品往往是更好的选择。典型的代表是20年底至21年的合盛硅业,彼时工业硅新增产能受能耗管控严格限制,需求又受光伏需求高增和硅料大扩产拉动,短短一年时间股价实现10倍涨幅。

为何金属铬可类比21年的工业硅?AI数据中心建设拉动美国电力需求高增,燃气轮机、SOFC上游都需要用到铬金属。铬的供给则受到环保严格限制。具体来看:

首先,铬盐供给受到环保严格限制。全球铬盐生产能力约为110万吨,国内占比45%左右。由于铬盐生产具有一定排放治理难度,国内铬盐行业新增产能受到严格管控,难以大幅扩张。海外铬盐产能多年保持稳定,亦无新增产能。

受到终端AI拉动,铬盐需求增速从个位数提升至两位数。2024年以来金属铬需求受全球AI数据中心所需的燃气轮机、航空发动机市场等终端需求拉动。目前预计两机等新兴高增长领域占比近30%,且未来预计还将保持30%~40%增速。新兴领域可拉动铬盐需求10%+增长。

铬收储进一步加速了铬价上涨。铬价将国家今年第二轮对铬进行收储,预计不低于5000吨。南非将对铬矿进行出口管制,加征25%出口关税。进一步加剧了铬盐供需不平衡。10月以来,振华股份连续发布两次涨价函,金属铬价格上涨1.4万元/吨;重铬酸钠价格上涨2000元/吨。

振华股份是全球最大的铬盐生产公司,黄石及重庆生产基地产能占全国铬盐生产的60%以上。预计重庆生产基地搬迁完成后,公司铬盐序列产品(折重铬酸钠)产量可提升至35万吨以上。重铬酸钠涨价2000元/吨,增厚业绩6亿以上。

SOFC包含由金属连接件间隔开的多个燃料电池,金属连接件用于邻近电池之间的电连接,通常由铬(Cr)类合金(如CrFe合金)构成。参考国内外SOFC和连接件厂商专利,Cr的含量差异较大。

根据Bloom Energy专利,Cr粉末占连接件总重量的85%~95%。Bloom Energy连接件的重要供应商Porite的专利则显示出类似的结果:Cr粉和Cr合金粉中Cr的总重量比为80%~95%。

而反观国内企业专利,连接件一般采用Fe基合金,设计高Cr成分体系,Cr含量20%~30%。

因此,结论:

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