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2025-11-17 11:36
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來源:一淩策略研究
文:國金研究
聯繫人:策略:牟一凌/方智勇/吳慧敏;電新:姚遙/宇文甸;機械:房靈聰;前沿科技:王倩雯;有色金屬:黃澤浩
【報告導讀】由於AI投資和製造業活動的復甦,當前美日韓的用電量增速都開始趨勢性跑贏實際GDP增速,缺電在全球範圍內逐步擴散。而中國相對而言,能源供給和成本都更具優勢,建立在能源優勢上的製造業產能價值更加突顯。展望未來,電力瓶頸卡住算力的發展是風險,而算力浪潮推升電力投資則是機遇。機遇主導下,中國資產和實物資產的投資機會正在出現。
Summary
摘要
1 1980年以來的全球「缺電史」
美國AI的快速發展使得美國「缺電」的現象越來越嚴重,由此帶來了電價的大幅上漲,市場的關注焦點也開始由此前的AI開始轉向更多的以電力為代表的「泛AI」領域。我們更傾向於認為這將是一次全球的缺電周期,影響會更為廣泛且持久,因為電力需求的來源不僅僅是AI,全球製造業活動的復甦、新興市場/發展中國家基礎設施建設和工業化進程加速也會帶來更多的電力需求。而全球缺電也並非第一次纔出現,通過覆盤1980年以來的全球「缺電史」,共有以下5個階段:1986-1989年、1992-1995年、2002-2005年、2009-2011年以及2020-2022年。在上述階段全球用電量增速和主要國家的工業電價同時出現上漲,且大部分年份全球用電量增速都超過了實際GDP增速。在全球缺電階段,往往與電力、電網有關的投資增速都會明顯抬升,主要製造業國家的出口份額也往往趨於抬升。當前來看:美日韓用電量增速都在趨勢性跑贏實際GDP增速。中國相對不缺電,這為中國的實物資產迴歸和產能價值重估奠定了基礎。
2 這一輪全球缺電的現狀分析和未來展望
我們對不同區域的電力供需情況進行了梳理,發現不同區域面臨的電力緊缺問題並不相同:(1)對於美國而言,新增的需求主要來自AI數據中心(到2028年新增電力需求89GW);電力系統層面美國同時面臨電源側和電網側投資不足的問題。根據電新行業的測算,美國未來3年主要的裝機增量貢獻來自光伏和氣電,但裝機增長最快的是SOFC,同時儲能的需求也出現了超過14倍的增長(2028年相較於2025年)。我們預計美國電力和電網投資總額到2028年至少可以達到4400億美元,佔2024年名義GDP約1.5%。此外,還有一個新視角值得關注:許多從事比特幣挖礦的加密礦場開始紛紛向AI雲服務及數據中心業務轉型。但如果比特幣的價格跌破$56,645,加密礦場可能會考慮全面轉型,這將會帶來大約18GW的新增電力供給,電力緊缺可能得到緩解。(2)對於歐洲而言,新興產業發展和電氣化趨勢共同增加用電需求,根據電新行業測算,預計歐洲2024-2027年用電需求CAGR為1.3%,2027-2030年CAGR加速至2.0%。但歐洲的電力系統過於依賴新能源仍是一個不穩定因素,因此歐洲的儲能裝機需求是增長最快的:2028年預計儲能裝機將會比2025年增長超過10倍以上。(3)對於新興國家而言,近幾年「資源民族主義」思潮再度抬頭,當下主要經濟體對於推進基礎設施建設的需求日益迫切。而回溯20世紀60年代以來主要國家工業化過程,無論是日本戰后的經濟重建,還是新加坡、韓國及中國等經濟體的工業化推進,在其製造業增加值佔GDP比重顯著上升的階段,這些國家的耗電量增速均持續高於全球其余國家的水平,形成明顯的「電力增長缺口」。(4)對於中國而言,當前由於反內卷使得國內的電力供給相較於經濟增長的用電需求出現了明顯的冗余量,2025年以來用電量跑不贏實際GDP,一改2022-2024年上半年的電力短缺狀態。根據測算,未來的電力供給足夠支撐國內的經濟發展需求,還存在較大電力輸出的空間:即通過電力載體的相關商品貿易將冗余且在全球具備很強價格競爭力的能源優勢「變現」,形成對國內經濟的重要支撐。這也符合歷史上全球「缺電」期間主要製造業大國通過出口提升全球市場製造業份額的規律。
3 全球缺電帶來的投資機遇:新需求VS老供給
類比2019-2021年新能源產業鏈,中國的能源/製造優勢將大幅受益於全球電力需求的增長。2021年在「雙碳」的能源轉型政策背景下,新能源成爲了最強的產業趨勢,帶來了大量的投資,但由於風光供電的不穩定性和儲能尚未匹配,造成了電力系統的不穩定:一方面加大了對於傳統能源的需求;另一方面,電力短缺對很多中上游行業的生產活動造成了較大擾動,而這些行業又有部分同時受益於下游新能源發展帶來的需求。展望未來,全球電力需求將迎來快速增長,但中國在全球擁有絕對的能源供給和價格優勢,未來圍繞電力以及以電力為載體的製造業/商品都將會迎來大量的新增需求。基於上述邏輯,建議關注:(1)電力系統建設和完善所帶來的相關設備需求增長:儲能/電力設備/燃氣輪機/SOFC/光伏/風電等。(2)受益於電力系統建設所帶來的實物消耗上升:上游資源(銅、鋁、鋰)、鋼鐵等。(3)因下游新能源需求上升且產業鏈環節較為緊缺的相關原材料:隔膜/鐵鋰正極/負極/六氟磷酸鋰等。(4)因電價上升而有利可圖、進行業務轉型的:加密礦場。更具體的行業投資邏輯詳見正文。
4 國金研究「全球缺電24組合」
基於上述分析,結合行業的投資邏輯,我們最終給出了國金研究的「全球缺電24組合」供投資者參考,它們分別是:(1)儲能,核心標的:陽光電源、阿特斯、阿特斯太陽能;受益標的:天合光能、東方日升。(2)電力設備,核心標的:思源電氣、金盤科技、伊戈爾、西門子能源、伊頓、通用電氣;受益標的:華明裝備、京泉華、神馬電力、良信股份、華通線纜、宏發股份。(3)燃氣輪機,核心標的:應流股份。(4)SOFC,核心標的:三環集團、Bloom Energy。(5)SMR,受益標的:Oklo。(6)鋁,核心標的:天山鋁業、神火股份。(7)管材,核心標的:常寶股份。
風險提示:
歷史覆盤不代表未來;全球AI投資不及預期;電價上漲過快最終抑制了下游需求。
報告正文
隨着美國電價的不斷上漲,由於AI數據中心建設帶來的用電需求大幅增長導致的電力緊缺問題逐步凸顯,而這也使得市場的關注焦點開始從之前的AI科技巨頭的業績和資本開支指引轉向「泛AI」領域,市場的主線也從此前的TMT行業擴散到更多和電力相關的行業,由此帶來了市場結構的再平衡。到底是電力的瓶頸阻礙了算力建設的步伐,還是算力需求的洪流抬升了電力投資的方舟,將是未來資本市場的重要命題。但值得強調的是,未來電力需求的來源不僅僅是AI,在美國以外的歐洲+新興市場,電力不同原因的短缺正在出現。全球製造業活動的復甦也會帶來更多的電力需求,因此缺電不僅僅侷限於美國,我們更傾向於認為這將是一次全球的缺電周期,影響會更為廣泛且持久。而在這個過程中,國內的能源和製造業的優勢就會更加凸顯,由此帶來相關的投資機遇。本篇報告我們將通過對全球缺電的歷史覆盤、現狀分析以及對對應行業的影響分析,梳理不同行業的投資機遇,以供投資者參考。
1 1980年以來全球的「缺電史」:缺電會促進全球電力/電網投資,同時製造業大國出口份額抬升
有兩種視角可以用來判斷全球缺電的階段:一個是結合電力的「量價」變化來判斷,我們選擇了日美歐用電量的同比增速和對應國家/地區的平均工業電價作為觀測指標,由於國內電價受到管控,因此不納入樣本;另一個視角是全球的用電量同比增速和全球實際GDP同比增速的差值。如果在某個階段同時出現了用電量同比增速和電價上漲、用電量同比增速快於實際GDP同比增速,那麼大概率在這個階段全球就處於相對電力短缺的狀態。因此最終我們可以得到1980年以來全球缺電的階段有以下5個:1986-1989年、1992-1995年、2002-2005年、2009-2011年以及2020-2022年。這5個階段中用電量同比增速和電價同步上漲為主要考量因素,而用電量增速>實際GDP增速並非一直成立,但大部分階段也基本能夠對應上。
在上述5個全球缺電的階段,往往與電力、電網有關的投資增速都會明顯抬升。限於數據可得性,我們可以發現2020-2022年這一輪缺電階段全球有關電力和電網的投資增速都出現了大幅抬升。更久遠的數據,我們選取了美國私人部門的公用事業投資相較於整體投資的增速差以及日本的有關公用事業部門投資的信貸增速來表徵,發現在缺電階段美國公用事業的固定資產投資增速相較於整體的增速差都會觸底回升,日本用於公用事業部門固定資產投資的新增信貸增速往往也會觸底回升。
在全球性電力供應短缺的背景下,主要製造業國家出口份額往往趨於抬升。電力短缺通常會制約產能的釋放,尤其對能源依賴性較強的國家影響更為顯著,而具備穩定能源保障和完整產業鏈的製造業大國則更容易承接外部需求轉移,從而獲取更大的國際市場份額。覆盤80年代以來全球缺電階段主要製造業大國的出口來看:①日本:受到日美貿易摩擦及《廣場協議》的影響,日本加速推動產能出海,而其本土出口份額在全球缺電階段仍保持高位震盪。值得關注的是,日本具備出口比較優勢的三大產業(機械、電機和運輸設備,80年代末三者合計佔據日本出口比重接近70%)在出口總量並未顯著擴張的背景下出口結構佔比仍呈現上升態勢,反映出其核心產業較強的全球競爭力。②韓國:得益於全球產業轉移浪潮(由日、德轉向亞洲「四小龍」),韓國自20世紀70年代開始加速本國的工業化進程。而在80年代后期開啟的全球缺電階段,由於其產業競爭力已然提升,韓國出口份額從80年代初期的不足1%提升至1995年的2.4%,其中,重工業產品的出口佔比提升幅度更為明顯。③中國:在21世紀以后的兩輪全球電力供應短缺階段,無論是21世紀初的中國工業化階段,還是2020-2022年全球經濟的疫后復甦,中國出口份額均趨於擴張。結構層面上:一是具備出口比較優勢的產業出口份額繼續擴張;二是前期出口結構佔比相對穩定的高耗能行業(如化工、鋼鐵)則因海外供給受限而迎來份額與結構雙升,體現出中國製造業在全產業鏈的供應優勢。
2 當前全球缺電現狀分析以及未來展望
2.1 當前:美日韓的用電量增速都在趨勢性跑贏實際GDP增速,歐洲階段性跑贏之后又有所回落,中國不缺電
2024年以來美國和韓國的用電量增速與實際GDP增速出現了明顯的背離,二者增速差逐步收斂,用電量增速甚至開始有超過實際GDP增速的階段;而日本在2023年下半年也出現過用電量增速與實際GDP增速背離的情形,2024年之后開始同步,二者的增速差明顯收斂,用電量增速也開始有高於實際GDP增速的趨勢;歐洲則是在2024年下半年出現過用電量增速>實際GDP增速的情況,但近期有所回落。中國則相對而言沒有那麼缺電,甚至有電力冗余,具體見后文分析。所以這一輪全球缺電目前已經有跡象,主要起源於以美日韓為代表的發達製造業國家,未來可能會進一步擴散。
2.2 美國:用電缺口主要來自AI數據中心用電需求大增,電力系統的建設和完善亟待加速
需求側:從2023年下半年開始美國電價同比增速就持續回升,只不過隨着AI的資本開支不斷擴大,數據中心對於電力的需求也越來越大,電力緊缺的問題便越來越凸顯。可以看到,根據國金證券研究所電子行業組對於數據中心未來帶來的能源需求測算[1] ,一直到2028年美國都佔到全球的一半以上。
[1] 注:這里沒有考慮當前美國電力系統原本存在的供需缺口,只考慮由於AI數據中心建設帶來的新增能源需求。
電源側:主要裝機增量貢獻來自光伏和氣電,但裝機增長最快的是SOFC。具體來看:
(一)氣/煤/核電:重點關注氣電和SMR
截至2024年底,美國電力總裝機容量約為1.3TW,其中天然氣為最大單一容量來源,佔比高達43%,其次是煤炭(佔比15%),風能、太陽能、核能、水力發電合計佔比超過1/3。從新增裝機來看,2017-2024年超過98%的新增裝機來自太陽能、天然氣、風能,其中2017-2018年天然氣為主要新增裝機,2021年以來太陽能裝機顯著提高。結合目前電力裝機規劃,光伏、風電、天然氣佔比約90%,太陽能和風能是增長的核心,天然氣作為過渡能源仍保持一定增長。
(1)氣電:美國國內能源生產最大來源,具備成本、資源雙重優勢
美國憑藉頁岩氣革命成長為全球最大天然氣生產國,同時燃氣電廠憑藉更低的固定投資和運行維護成本,實現了優於煤電的綜合發電成本。目前氣電是美國第一大電源,24年全年發電量2005TWh,佔比高達43%。根據EIA披露,截至24年底美國天然氣發電總裝機容量571GW,2025-2029年規劃天然氣新增裝機34GW。
(2)煤電:存量機組運行年限長,持續面臨退役壓力
美國在運裝機投運年份來看,傳統煤電主要集中在1960-1990年投運,截至2024年底,煤電總裝機容量189GW,服役年限超30年的裝機功率佔比高,機組老舊情況較為嚴重。根據EIA披露,美國已不再規劃煤電新增裝機,2025-2029年規劃煤電退役31GW,即便放緩退役計劃,仍面臨供給端持續收縮壓力。
(3)核電:政府出臺政策支持,SMR關注度持續提升
根據EIA,美國目前在運核電站103GW/96座,大部分核電機組建成於十九世紀70-80年代。2025年5月,美國總統特朗普簽署了《重振核工業基礎》《改革能源部核反應堆測試》等一系列行政命令,宣佈以「重建美國核能領導者地位」為目標,計劃到2050年將美國核電裝機容量從100GW提升至400GW。超大規模數據中心需要全天候、高密度、低排放的電力供應提升了核能的重要性。小型模塊化反應堆(SMR)憑藉部署靈活、遠期更低成本等優勢具備廣闊應用前景。
(二)風光儲氫:主要的裝機增量來源
(1)光伏:政策影響短期裝機,AI有望拉動后續需求
美國新增光伏裝機中集中式佔比較高(據SEIA,2025年上半年美國新增裝機中集中式佔比達80%),光伏裝機需求主要受集中式驅動。據EIA,2025年1-9月美國光伏公用事業新增裝機17.36GW,同比基本持平,其中Q3新增裝機5.25GW,同比增長11%,預計主要因「大而美法案」(OBBBA)落地后前期觀望的部分需求逐步釋放。
「大而美法案」(OBBBA)於7月4日正式簽署為法律,其中關於税收抵免及受關注外國實體FEOC的概念較大程度影響美國光伏裝機需求:
①OBBBA縮減了美國光伏項目的補貼力度,其中户用光伏補貼於2025年末終止(原於2033年開始退坡、2035年補貼終止),集中式光伏項目ITC及PTC補貼於2027年末終止(原於2034年前退坡、2036年終止)。
②企業使用FEOC(總部位於中國或與中國有股權等聯繫的公司)的相關產品將無法獲得税收抵免。
此外,2026年7月4日前開工並於4年內建成的項目可通過完成「安全港」Safe Harbor備案保留ITC 和PTC 税收優惠資格。受此條款影響,預計2025-2026年美國光伏裝機將迎來搶裝潮,一定程度拉動美國新增光伏裝機需求。我們預計2025-2026年美國新增光伏需求基本持平,后續受AI及數據中心用電拉動,需求逐步回升。
(2)風電:政策主導需求周期,「大而美」法案驅動25-28年需求重回增長
覆盤美國風電裝機歷史,補貼政策的變動是影響風電需求的主要因素。2016年,美國政府宣佈在4年后逐步取消補貼機制(后延長至2022年取消),推動2020-2022年風電需求因搶裝集中釋放;2022年,拜登政府出臺IRA法案,對風、光新能源項目實施税收抵免激勵從而刺激行業加大投資,但2023-2024年行業受高利率等因素影響保持下降;2025年特朗普上臺后發佈「大而美」法案,宣佈取消2026年7月4日前未開始動工,且2027年底前未實現投產的新風、光項目税收抵免激勵,美國風電項目建設再次加速,預計2025-2028年風電裝機有望從8GW逐步提升至12GW。
(3)儲能:AIDC加劇電網負荷波動,儲能調節性需求持續增長
儲能作為完全清潔的能源,它具備極快的部署速度和成本優勢,並能參與電網的調峰調頻服務。隨着美國AIDC需求的增長,電網波動性進一步加劇,同時由於電網容量受限,儲能的應用場景正逐步從表后向表前延伸,大體上可以分為以下三類:
①PPA協議或主電源補充(表前):為應對電網容量不足以及滿足日益嚴格的ESG要求,「光伏+儲能」系統正日益成為美國AIDC重要的補充電源或通過PPA模式供電的關鍵選擇。儘管光伏的大規模部署受到土地、初始投資及地域光照資源的制約,但我們預測,2025-2028年美國AIDC新增電力需求中仍將有約20%由光伏發電滿足。基於此光伏滲透率,並參照行業常見的配儲時長進行測算,我們預計與之配套的儲能裝機需求為16/46/100/172GWh。
②平滑負荷波動(表后):AI數據中心的運算負載波動極大,在集中訓練或推理時會產生瞬時的峰值功率,對電網造成衝擊。儲能系統可以瞬間響應,平滑這些劇烈的負荷波動,同時也能參與電力市場的調峰調頻服務,獲取收益。此外,根據10月23日美國能源部(DoE)致函聯邦能源管理委員會(FERC)的信件,未來可能會對同意接受負荷響應的數據中心的併網流程予以加速,或進一步促使數據中心部署儲能。
③備用電源(表后):為確保電網故障時業務不中斷,數據中心需要可靠的備用電源。儲能正逐步取代傳統的鉛酸電池,成為更清潔的備電方案。例如,谷歌在比利時的數據中心配置了2小時時長的儲能系統。隨着電網可靠性挑戰加劇,未來數據中心的備電時長可能從當前的2小時向4小時演進。
考慮到未來AI數據中心集羣功率密度提高、波動性加大,預計未來AI數據中心②+③的配儲比例從15%逐步提升至30%,時長從2小時提升至4小時,對應儲能裝機為2/13/43/107GWh。
綜合以上,我們預計2025-2028年美國AI數據中心帶來的儲能需求大約為18/59/143/279GWh。
(4)SOFC:美國電力缺口疊加短期需求外溢,SOFC作為主力電源迎來發展大機遇
SOFC燃料選擇範圍廣、發電效率高,適用熱電聯產和固定式電源發電。固體氧化物燃料電池(SOFC)是高温全固態設備,可將氫氣、天然氣和其他碳氫化合物等燃料的化學能轉化為電能。單電池由陽極、陰極和固體氧化物電解質組成,均使用陶瓷材料,其中陽極和陰極分別為燃料氧化和氧化劑還原的場所,兩個電極的催化劑均使用陶瓷膜,SOFC系統由單個或多個模塊與熱交換器、燃氣重整器、渦輪機等構成。由於高工作温度(通常為600-800℃),SOFC與其他能量轉換技術相比具有許多優點,例如低材料成本(無需貴金屬)、高效率(自身發電效率近60%,回收熱再利用能源效率最高可達85%)和燃料靈活性(來源廣闊)。
美國目前SOFC的累計裝機量為全球第一,主要的應用場景為大中型工商業用供電和數據中心。Bloom Energy公司作為主要的SOFC供應商,產品累計投入1GW以上,應用的企業包括數據中心,以及銀行、醫院等其他相關機構。美國SOFC技術推進得益於美國聯邦政府的積極引導和財政支持,同時一些地方州政府也通過補貼或税收減免等方式,推動SOFC投放。
AI數據中心是SOFC應用潛力最大的場景之一。SOFC可用作分佈式發電裝置,(冷)熱電聯供是其最優方案,美國APPLE、GOOGLE、AT&T、EBAY數據中心、醫院、商業區和工業園區等均有成熟的應用。尤其當前美國受數據中心影響用電量激增,大功耗數據中心接入電網將造成極大的負擔,大型數據中心自備電力將是大勢所趨。SOFC技術憑藉高達60%的轉換效率以及冷熱電聯供特性,不僅能為數據中心提供穩定的電力,還能通過回收余熱來增強冷卻系統的效能,實現能源的高效利用,是AI數據中心電源重要的技術發展趨勢。Bloom Energy公司開發的產品目前已在甲骨文、英特爾、易趣等眾多公司得到應用。
燃氣輪機供給緊張、SMR建設周期長,數據中心電源需求外溢,SOFC迎來發展大機遇。燃氣輪機和小型核電站(SMR)是之前數據中心電源的主流選擇。根據GE、西門子、三菱訂單情況,大型燃機排產已至28年,供需緊張;SMR建設周期需3-5年,時間較長。SOFC具備部署快(3個月)、現貨充足、發電效率高、擴產迅速的優勢,能夠滿足當前數據中心電源緊缺的需求。此外,基於IRA條款,2026-2033年購買SOFC系統的下游廠商,可獲得30%投資税抵免(ITC),降低購置成本。
根據國金電子團隊測算,預計2025-2028年,美國數據中心算力芯片功耗從7.1GW提升到89.1GW,考慮到冷卻系統等耗電,算力芯片約佔整個數據中心功耗的80%,美國數據中心總功耗約從8.9GW提升到111.3GW。按照SOFC佔比5%-8%的假設,對應燃機需求為0.4-9GW,26-28年增速分別為266.6%/163.1%/106.7%。
發電側除了上述幾種電源的裝機預測以外,還有一個新的視角是:加密礦場向AI數據中心全面轉型。值得關注的是如果比特幣的價格跌破$56,645時,加密礦場可能會考慮全面轉型,這將會帶來大約18GW的新增電力供給,這將緩解電力緊缺的情況。
2024年以來,許多從事比特幣挖礦的加密礦場開始紛紛向AI雲服務及數據中心業務轉型。一方面,比特幣網絡全網算力增長、挖礦難度提升,4年一度的比特幣減半事件也使得礦場不得不新增或更新礦機以維持產出,加密礦場公司持續產生較高的資本開支。且加密行業周期波動大、營收相對不穩定,但設備折舊是剛性成本,這使得資本市場難以給加密礦場公司穩定的現金流預期。另一方面,受電廠退役與AI帶來的電力負荷增長影響,美國能源部預計到2030年美國需新增100GW的峰值電力供應,其中50GW將直接用於數據中心。從事加密礦場業務的公司在主要的大都市附近擁有已經通電、且通信帶寬較高的算力基礎設施,且電費普遍在3~5美分之間,天然適合從事AI雲服務業務。隨着AI算力需求的增長,目前大部分加密礦場均宣佈向AI數據中心轉型,我們梳理了重點公司的轉型現狀及規劃:
預計加密礦場的轉型能部分緩解美國AI數據中心缺電的現狀。我們統計的15家美國加密礦場上市公司目前共計持有19,895MW電力容量,其中17,758MW電力容量處於美國。目前明確轉型AI數據中心的電力為9.15GW,其中2026、2027年預計通電4,437MW、7,871MW;仍有6,866MW美國電力正在進行挖礦。
在之前發佈的報告《海外加密礦場正在向AI算力轉型》中,我們曾對各家公司的挖礦電力成本以及轉型AI算力中心的IRR進行測算。假設挖礦電力及維護成本(不含折舊)為$47,015,參考Tera Wulf AI數據中心合同的IRR為17%(假設到期均滿期續約),由於礦場在進行決策的時候礦機採購成本已經是沉沒成本,因此比特幣價格跌破$56,645時,加密礦場可能會考慮全面轉型。在礦機折舊完之后考慮新採購時,加密礦場需要比較含折舊的挖礦收益與轉型做AI數據中心的收益,假設挖礦成本(含折舊)為$88,493,則比特幣價格跌破$106,618時,公司會優先選擇轉型AI數據中心,而非重新採購新礦機開展加密挖礦業務。
美國電網側:近20年美國輸電線路新增體量較少、電網設備老化問題嚴重、輸電停電現象頻繁、現有基礎設施亟待升級。美國大部分電網系統建於20世紀中葉,很多設備&材料已接近或超出預期使用壽命,約50%的輸電線路使用年限超20年,抗干擾能力日益減弱,自15年后每年輸電停電現象顯著提升。為滿足電動汽車、熱泵及數據中心推動的電氣化需求,以及整合分散式可再生能源,電網亟需提升。
美國上百GW項目的新能源項目被堵塞在電網併網隊伍中。根據IEA,美國可再生能源增長受到大規模電網連接積壓的阻礙,截至2022年底約200GW的可再生能源項目被困在電網排隊中。這些延迟是由過時的基礎設施、緩慢的許可程序和分散的法規造成的。在美國一個項目從最初的電網請求到運營的平均時間增長,大多數請求最終因不確定性和成本而撤回。由於缺乏輸電基礎設施和互聯,可再生能源也不得不被削減。
影響美國電網建設和電力基建產能擴張的最大制約在於「缺人」。市場已面臨嚴峻的老齡化和熟練勞動力儲備不足的挑戰。根據高盛預測,2023-2030預計美國將新增約51萬個電力和電網相關就業崗位需求,在勞動力老齡化加劇的背景下,這些崗位需要大量的技能培訓(3-4年)、美國能源行業(如電工、線路工、電網技術人員)約有4.5萬名在職學徒,到2030年,輸配電領域仍存在7.8萬的勞動力缺口,無法滿足預計的需求。
電網現代化仍然是公用事業的核心優先事項, 行業正進入負荷增長、老化基礎設施替換、配電層面日益增加的複雜性所驅動的數十年投資周期早期階段。隨着電力需求增長,網絡運營商尋求升級和擴建電網基礎設施,以適應清潔能源並增強電網可靠性,根據Wood Mackenzie(25.10),美國輸電網和配電網有望在2030年投資超過1400億美元。
2.3 歐洲:新興產業發展和電氣化趨勢共同增加用電需求,但電力系統過於依賴新能源仍是一個不穩定因素
需求端,2008-2024年間,受全球金融危機、公共衞生事件等因素影響,歐洲的電力需求下降了約7%,其中工業用電降幅累計降幅近8%;而根據高盛研究部做出的預測,隨着歐洲電氣化推進以及電動汽車和數據中心等新興產業的推動下,歐洲對電力的需求有望在2025年起逐步實現温和復甦,預計2024-2027年用電需求CAGR為1.3%,2027-2030年CAGR加速至2.0%。
供給端,2024年歐盟24%/13%的電力來自核能發電/水力發電,同時《歐洲綠色協議》驅動歐盟電力行業深刻轉型和快速發展,2024年歐洲太陽能發電實現強勁增長,首次超越煤炭發電,可再生能源的佔比從2019年的34%升至2024年的47%,化石能源佔比下降至29%,遠低於全球平均水平59%。
(一)光伏:新增裝機穩健增長
2025年6月,光伏首次成為歐盟最大的電力來源,佔總電力結構的22.1%,但歐洲光伏行業協會SEP仍下調了2025年歐盟新增光伏裝機預期(自24年末的65.5GWdc至25年7月的64.2GWdc),主要因電價下行壓力及部分地區補貼走弱導致分佈式需求放緩,2020年至2023年分佈式需求約佔歐盟光伏裝機量的30%,預計2025年佔比下降至15%;而集中式需求持續增長,支撐歐洲光伏裝機需求持續增長。我們預計2025-2028年歐洲光伏新增裝機需求穩健增長。
(二)風電:需求有望重回增長
從能源結構來看,歐洲嚴重依賴外部化石燃料進口,根據EMBER統計,歐盟國家58%的一次能源消費來自於進口外部化石燃料,在世界主流經濟體中處於較高水平。在俄烏衝突后,歐盟國家對能源獨立的訴求日益增強,以風、光為首的清潔能源成為化石燃料的主要替代選擇,各國風電項目招標規模持續提升,推動歐洲地區風電需求逐步釋放。根據Wind Europe統計預測,2021-2024年歐洲風電裝機在15-20GW水平,2026-2028年有望逐步提升至30GW左右。
(三)儲能:能源危機加速大儲發展,AIDC帶來用電量增長
2022年俄烏衝突引發的能源危機,使歐洲各國將能源安全提升到戰略高度。2024年歐盟可再生能源發電佔比達47.3%,其中風電、光伏分別佔比17.4%、11.1%,這為儲能發展奠定了政策基礎。2025年西班牙大停電事件進一步加速了政策支持力度。西班牙政府隨后批准《皇家法令7/2025》,首次將儲能設施明確列為「公共用途」,在土地獲取、審批許可等方面享有與發電設施同等的法律支持。這一事件促使歐洲各國政府下決心解決電網不穩定問題,對儲能併網審批、輸配電費、容量招標等方面均推出積極政策。
AIDC拉動歐洲電力需求,儲能等靈活性資源深受青睞。2024年歐洲數據中心用電量約為96TWh,相當於該地區總電力需求的3%。在數據中心高度集中的核心市場,這一比例對本地電力系統的影響更為顯著。2023年數據中心用電在阿姆斯特丹、倫敦和法蘭克福已佔到總用電量的33%至42%,而在都柏林,這一比例更是高達80%。根據國際能源署估計,若歐洲數據中心每年僅提供30小時的靈活性響應,其可利用的電網容量就有望提升一倍以上。為保障數據中心不間斷運行,靈活性方案多依賴現場發電設備與電池儲能系統的支持。預計在未來,歐洲儲能市場的景氣度將進一步攀升。我們預計2025-2028年歐洲AI數據中心帶來的儲能需求大約為9/28/58/107GWh。
2.4 新興市場:用電缺口主要來自基建和工業化加速帶來的用電需求爆發
新興市場來看,當下主要經濟體對於推進基礎設施建設的需求日益迫切。近幾年「資源民族主義」思潮再度抬頭,以印尼為代表的部分資源型國家開始對本國礦產資源加強出口管制,一方面,旨在重新調整資源收益分配、維護本國經濟利益;另一方面,也反映出這些國家致力於擺脫單一資源的出口模式,希望通過延伸產業鏈、發展下游加工產業,以提升產品的出口附加價值。然而,當前新興經濟體發展工業化面臨的首要制約便是基礎設施不足的問題,這反過來也將限制新興經濟體的產業化進程,因此基礎設施建設與完善也是當下新興經濟體推進工業化過程中不可或缺的關鍵支撐。我們以「一帶一路」基礎設施發展需求指數來衡量新興經濟體發展基礎設施的需求情況,當數值越高代表該國基礎設施發展需求旺盛、更具開發潛力。結果顯示,中亞、獨聯體和蒙古、東南亞等地區對於發展基礎設施的需求更為旺盛;而從邊際趨勢來看,最近幾年拉美、非洲地區的新興經濟體對發展基礎設施的需求提升尤為顯著,顯示出未來更大的發展潛力。
而新興經濟體工業化過程或將帶來電力需求的快速增長。回溯20世紀60年代以來主要國家工業化過程,無論是日本戰后的經濟重建,還是新加坡、韓國及中國等經濟體的工業化推進,在其製造業增加值佔GDP比重顯著上升的階段,這些國家的耗電量增速均持續高於全球其余國家的水平,形成明顯的「電力增長缺口」。這意味着:一方面,隨着工業體系完善與基礎設施擴容,各國對電力的需求顯著提升,尤其是在發展成為主要製造業大國時,持續對外輸出產品將使得耗電量增速持續維持高位;另一方面,基礎設施建設本身也要求配套電力系統的建設與完善,從而將會衍生出對於相對電力設備的需求。事實上,從「一帶一路」國家各領域發展需求指數來看,當下電力工程的發展需求持續位居前列,且以拉美和非洲為代表的地區人均耗電量相對較低,這意味着當前新興經濟體在基礎設施建設過程中對於電力需求的潛在空間依然較大。
2.5 中國:電力系統存在一定冗余量,能源價格和製造業產能優勢在全球缺電背景下更加凸顯
我國電力系統的供應能力測算有兩個核心變量:
(1)核心變量一:非化石能源發電量比重。在我國電力統計項目下,化石能源發電量就等同於火電發電量(廣義上的火電發電量包括燃油、燃煤、燃氣等發電),而非化石能源發電量包括水電、核電、風電和太陽能發電。根據非化石能源發電佔比可以倒算發電總量。
(2)核心變量二:可再生能源發電量。可再生能源發電量即在非化石能源發電量的基礎上剔除核電,包括水電、風電和太陽能發電。可以將可再生能源發電當成一個整體進行測算,即非化石能源發電量=可再生能源發電量+核電發電量。
所以最終電力系統的發電總量=(核電發電量+可再生能源發電量)/非化石能源發電量佔比。
首先,關於非化石能源發電量佔比情況,根據《「十四五」 現代能源體系規劃》,到2025年非化石能源發電量比重(水電+核電+風電+太陽能發電)達到39%左右。2024年該比值僅為34%,儘管2025年前三個季度該比值已經提升至35%,但距離39%還是有較大的差距。所以未來非化石能源發電量仍有較大的增長空間。
其次,關於可再生能源發電量的情況,根據《「十四五」 可再生能源發展規劃》,到2025年可再生能源發電量(水電+風電+太陽能發電)達到3.3萬億千瓦時左右。2024年可再生能源發電量為2.78萬億千瓦時,也就意味着2025年相較於2024年的可再生能源發電量同比增速要高達約19%才能達成預期目標,而實際上2025年前三個季度僅為11%。
最后,關於核電發電量,根據《「十四五」現代能源體系規劃》,2025年核電運行裝機容量為7000萬千瓦,2024年核電利用小時數為7683小時,因此2025年預期核電發電量約為5378億千瓦時。
那麼根據上述基礎數據和相關目標假設,我們可以測算出當前我國電力系統的供給能力,可以達到98406億千瓦時,相比於2024年的實際發電量同比增速可以達到4.5%,而截至2025年9月用電量累計同比增速為4.6%,二者基本匹配。但2025年以來用電量增速持續跑輸實際GDP增速,這意味着在反內卷的背景下國內並沒有那麼像海外(尤其是美國)那樣缺電,反而相比於2022-2024年用電量增速大幅跑贏實際GDP增速的階段有較多的電力冗余量。
展望未來,根據不同口徑下對於國內經濟增速的預測,會發現未來國內電力系統的供應能力與實際GDP增速的預測值基本能夠匹配,甚至有更多冗余量,而國內的企業部門用電價格明顯在全球主要製造業國家中都具備很強的比較優勢。
3 全球缺電背景下的投資機遇分析:實物資產迴歸與中國產能重估
展望未來,AI的資本開支投入仍在被上調,因此AI對於電力的需求預期仍將維持較高水平。除此以外全球製造業的復甦也會進一步帶來更多的電力需求,因此電力短缺不僅僅只是侷限於北美區域,全球電力需求可能都將迎來快速增長時期。但中國在全球其實擁有絕對的能源供給和價格優勢,國內目前並不缺電,同時製造業的產能也十分充沛,未來圍繞電力以及以電力為載體的製造業/商品都將會迎來大量的新增需求,中國的能源/製造優勢將大幅受益於全球電力需求的增長。基於上述邏輯,我們建議關注:
(1)電力系統建設和完善所帶來的相關設備需求增長:儲能/電力設備/燃氣輪機/SOFC/光伏/風電等。
(2)受益於電力系統建設所帶來的實物消耗上升:上游資源(銅、鋁、鋰)、鋼鐵等。
(3)因下游新能源需求上升且產業鏈環節較為緊缺的相關原材料:隔膜/鐵鋰正極/負極/六氟磷酸鋰等。
(4)因電價上漲而有利可圖、進行業務轉型的企業:加密礦場。
4 各行業具體投資邏輯和標的梳理
4.1 電新&機械:電力系統建設和完善帶來相關設備需求增長:儲能/電力設備/燃氣輪機/SOFC/光伏/風電
(一)電新&儲能:「通縮」向「通脹」演繹,板塊或迎「戴維斯雙擊」
當前儲能需求的強勁增長,主要源於電力系統在電源側與負荷側同時面臨的波動性挑戰。在電源側,新能源裝機快速增加使得電網波動加劇,部分地區出現消納瓶頸,影響了降碳進程的推進,儲能成為必要支撐。在負荷側,AIDC的快速部署帶來電力需求激增且波動劇烈的AI負載,對本地電網造成顯著壓力,提升了對靈活性資源的需求。在「雙碳」目標與AI算力需求的共同驅動下,預計全球儲能市場的高景氣周期有望延續五年以上,傳統歐美市場與新興市場將形成需求共振。我們預計2025-2028年美國AI帶來的儲能需求大約為18/59/143/279GWh,歐洲AI帶來的儲能需求大約為9/28/58/107GWh,合計爲27/87/201/386GWh,分別相當於今年全球儲能裝機的10%/32%/74%/143%。
此前市場對儲能板塊的主要擔憂在於「通縮」邏輯,即儲能系統價格隨電芯成本持續下行,壓制企業盈利能力。然而,根據我們對特斯拉Megapack官網價格的跟蹤,同規格產品售價已連續16個月保持穩定。同時,因供需格局趨緊,上游原材料價格出現回升,行業邏輯正從「通縮」轉向「通脹」,盈利能力有望修復,板塊或迎來「戴維斯雙擊」。建議重點關注供應鏈保障能力強、海外市場佈局領先的企業陽光電源、阿特斯、海博思創等。
(二)電新&電力設備:關注高壓側和中低壓側的出海
需求層面,①電源側:新能源裝機催生大量配套設施擴建需求;②電網側:歐美發達國家電網建設滯后&設備老化,部分設備已經運行超過40年,此外美國目前也在積極推進再工業化,包括近期AI數據中心對於電網負荷的拉動,對於電網側的建設需求提升顯著。
供給層面,新能源以及數據中心項目快速發展打破了原有的電網投資規劃,海外大設備商的供應鏈建設依託長周期客户的中長期計劃,擴產需大規模長周期客户提出需求才會進行。新能源或數據中心這類項目型客户缺少長期合作基礎,難以鎖定產能。此外,海外主流電力設備廠商受制於供應鏈瓶頸,包括硅鋼、銅潛在的缺口,電氣工程師和裝配工人的短缺,加劇整體供需失衡。
我國電力設備出海企業早期主要面向亞非拉等新興市場,但近年來更多企業的資質、性價比、口碑已被海外重點國家認可,發達市場逐漸被突破,建議關注高壓側(思源電氣、華明裝備、神馬電力、特變電工等)、中低壓側(金盤科技、伊戈爾、良信股份等)。
③數據中心側:新一代智算中心與傳統數據中心的核心區別在於功率密度達到量變引發質變,需對原有供電架構進行較大變革,很明確往高壓直流供電方向,英偉達明確背書SST作為終極方案。SST在效率、功率密度、控制性能、交付周期等方面具備非常明顯的優勢,建議關注京泉華、金盤科技、四方股份等。
(三)機械&燃氣輪機:北美主力電源設備,受益AI催化迎需求爆發,燃機產業鏈供不應求,關注核心零部件渦輪葉片
燃氣輪機(Gas Turbine)是以連續流動的氣體為工質、把熱能轉換為機械功的旋轉式動力機械,包括壓氣機、燃燒室、透平三大核心設備。其工作原理為:壓氣機從外部吸入空氣,空氣從燃氣輪機進氣口進入,通過壓氣機葉片升壓,壓縮后送入燃燒室,同時燃料(氣體或液體燃料)也通過燃料噴嘴噴入燃燒室,與高壓空氣進行混合后燃燒。燃燒生成的高温、高壓煙氣受熱后膨脹,經過導流后與透平葉片接觸,氣體在接觸過程中逐漸膨脹,推動透平葉片帶動主軸旋轉,實現熱能轉化為機械能。
燃氣輪機在電力、能源開採與輸送、艦船以及分佈式能源系統方面應用廣泛,是關係國家安全和國民經濟持續增長的重大動力裝備,被譽為工業製造領域「皇冠上的明珠」,是展現一個國家先進科技水平、強大軍事實力和綜合國力的重要標誌。
燃氣輪機性能優越,廣泛應用於發電、工業驅動、艦船動力等領域。相比柴油機和蒸汽輪機,燃氣輪機具有體積小,結構緊湊;噪音低,運動平穩,振動小;單機功率大,功率重量比大,起動加速性好;潤滑油消耗低,保養量小,管理人員少;可靠性高,可利用率高等特點和優勢,廣泛應用於發電、石油化工、天然氣輸送及航空、艦船、鐵路運輸等領域。具體從下游應用情況來看,根據觀研天下,目前發電為燃氣輪機主要應用領域,下游應用達到了32%;其次是油氣領域,佔比為29%,艦船等其他領域佔比39%。
燃氣輪機按照功率範圍可以分成重型燃氣輪機、中型燃氣輪機和輕型燃氣輪機。其中重型燃氣輪機主要用作於城市電網,中型燃氣輪機主要用作於工業發電、船舶發電、管道增壓、坦克機車等,輕型燃氣輪機主要用作於分佈式發電。此外,重型燃氣輪機可以按燃燒温度分級,E級、F級、G/H、J級燃氣輪機的透平轉子進口温度分別在1200℃、1400℃、1500℃、1600℃。
氣電是美國主要發電方式,2016-2024年,美國天然氣發電量佔全國總發電量的比例從34%提升到45%。
AI數據中心建設加劇全球電力消耗,催化燃氣輪機需求上行。根據高德納預測,目前全球為實現生成式AI而新建的大型數據中心數量高速增長,導致電力需求高增。2023-2027年全球AI服務器用電量將從195太瓦時提升到500太瓦時。我們認為,燃氣輪機發電憑藉項目建設速度快、發電穩定、成本低、啟動速度快、碳排放低等優勢,未來有望成為AI數據中心領域供電的核心方案,看好燃氣輪機在數據中心領域的發電佔比提升,2024年美國整體發電結構里面,燃機佔比已提升到45%,我們認為數據中心更加適合採用燃機發電,預計25-28年美國數據中心發電結構里面燃機佔比從46%提升到52%。
根據上文國金電子團隊測算,預計2025-2028年,美國數據中心算力芯片功耗從7.1GW提升到89.1GW,考慮到冷卻系統等耗電,算力芯片約佔整個數據中心功耗的80%,美國數據中心總功耗約從8.9GW提升到111.3GW。按照燃機佔比46%-52%的假設,對應燃機需求為4.1GW-57.9GW,26-28年增速分別為219%/135%/88%。
根據Gas Turbine World和三菱重工預測,2019-2023年全球燃氣輪機銷量從39.98GW提升到44.1GW,CAGR為2.49%,預計2024-2026年全球燃機年均銷量為60GW,較23年的44.1GW提升36%,增長加速。
燃機主機廠訂單高增,但核心零部件渦輪葉片全球產能嚴重不足。
目前全球燃氣輪機主要為三菱、西門子能源、GEV等公司壟斷,2023年三家公司全球份額合計達81.64%。根據Gas Turbine world,2023年按功率統計,全球新簽訂單前三的燃機廠商是三菱重工(35.6%)、西門子能源(24.5%)和GEV(21.5%)。根據McCoy Power Reports,三菱重工2023年的全球燃機訂單份額36%,連續兩年位居世界第一,並且在重型燃機市場(G、H和J級別)中佔據56%市場份額。
我們發現,在當前全球燃氣輪機景氣度提升背景下,海外燃機龍頭GEV、西門子能源、三菱重工大致有3個共同點,分別是:燃機訂單高增長(反映了行業景氣度高,燃氣輪機產業鏈需求旺盛)、訂單的可見度高(反映了產業鏈整體產能緊張)、計劃擴大燃氣輪機產能(有望帶動渦輪葉片等上游零部件環節需求持續提升)。
共同點1:訂單高增長。例如GEV在2024財年燃機業務新簽訂單20.2GW,同比增長113%。西門子能源2024財年的燃氣服務業務新簽訂單金額增長27%,加速提升。三菱重工2024燃氣輪機訂單金額增長17.1%,保持雙位數增長。
共同點2:計劃擴大燃氣輪機產能。2024年,GEV、西門子能源、三菱重工等全球頭部燃機廠商均提出燃氣輪機的擴產計劃,例如GEV計劃2024-2027年將燃氣輪機產能從55台提升到80台,3年產能提升45%。西門子能源在2024年11月提出計劃,約用兩年時間將大型燃氣輪機產能提升30%。三菱重工計劃2024到2026財年,燃氣輪機產能提升30%。25年三菱重工宣佈,計劃未來兩年內將燃機產能提升一倍。
共同點3:訂單的可見度高。
根據GEV公告,截止1-3Q25末,GEV電力業務的在手訂單840.6億美元。按照2024年電力業務收入181美元計算,GEV的電力業務訂單可見度已達4.64年。截至2025Q3末,西門子能源燃氣服務板塊在手訂單530億歐元,按照2024年收入108億歐元計算,當前西門子能源燃氣服務板塊的訂單可見度已達4.9年。
燃機葉片是燃氣輪機的核心零部件,價值量佔比最高。燃氣輪機包括壓氣機、燃燒室、透平葉片三大核心設備。從價值量分佈上看,葉片是燃氣輪機的核心部件,價值量佔比較高,製造難度大。以應用於航空領域的燃氣輪機(航空發動機)為例,其葉片價值佔比35%,佔比最大。其次,控制系統價值量佔比18%、燃燒室佔比10%、附件及轉動佔比9%,其他部件佔比28%。
燃機葉片分為壓氣機葉片和渦輪葉片,其中渦輪葉片是核心零部件。壓氣機葉片的作用是通過葉片與葉片間形成的流道將氣體壓縮,提供給燃燒室充足的空氣進行燃燒。渦輪葉片的作用是將在燃燒室燃燒后的高温燃氣通過葉片間流道進行膨脹做功,將熱能轉換為機械能。渦輪葉片是燃氣輪機中關鍵熱端部件,長期連續工作於高温、高腐蝕環境和複雜應力環境下。目前主流的燃氣輪機透平初温普遍在1300℃以上,接近或超過了大部分合金的熔點,一般採用高温合金作為渦輪葉片的主要材料。
渦輪葉片是燃機核心零部件,耐高温程度直接決定了燃機的性能。根據《燃氣輪機渦輪葉片製造工藝現狀及發展方向》,燃機的熱效率和輸出功率隨着進氣温度的提升而大幅增加,渦輪進口温度每提高40℃,燃機熱效率可提高1.5%,功率相應增加10%。所以,渦輪葉片的綜合性能優化是提升燃氣輪機效率、延長其壽命的關鍵。
燃氣輪機渦輪葉片的技術壁壘較高。1)材料選擇上:渦輪葉片的工作環境惡劣,通常需要長時間在高温高壓下工作,因為通常選擇高温合金作為製作材料。2)製造工藝上:渦輪葉片製造需要精密的鑄造和加工技術,其葉型尺寸公差極小,稍有偏差就會影響性能。因此渦輪葉片的製造工藝路線複雜,鑄造和精密加工環節均包含10余道工序,這些加工工藝在發展和應用過程中造就了燃氣輪機熱端渦輪葉片高附加值的特點。
PCC和HWM是全球燃機渦輪葉片龍頭,產能較為緊張。
(1)PCC
PCC是全球精密金屬零部件製造龍頭,成立於1953年,主要生產用於航空領域的大型複雜結構熔模鑄件、葉片鑄件、鍛造零件、金屬材料、航空結構件和緊固件等,產品主要服務於航空、電力和一般工業市場。2016年1月,PCC被伯克希爾哈撒韋以372億美元收購。
從產品業務上看,PCC擁有精密鑄造、鍛件和機身產品等三大業務板塊。(1)精密鑄造板塊,PCC主要生產用於飛機發動機、工業燃氣輪機、機身和其他應用的高質量、複雜熔模鑄件。在飛機和工業燃機領域,PCC主要生產熱部件,包括葉片、輪葉、護置、隔熱置和整流置。(2)鍛造板塊,公司為航空航天、工業燃氣輪機和一般工業市場生產鎳基、鈦和鋼合金部件;用於能源市場的擠壓無縫管,以及上游鈦合金、鎳鈷合金等金屬產品。(3)機身產品板塊,PCC主要生產工程緊固件、緊固系統、金屬部件和組件,服務於航空航天、交通運輸、電力生產和通用工業市場。
2019年后,PCC的收入、產能波動較大,並無實質性增長。根據伯克希爾哈撒韋年報,2016-2019年,PCC收入穩步提升至103億美元。2020-2021年,受公共衞生事件影響,航空航天產品需求下滑,2020年PCC的員工數量同比-40%,2020年PCC實現收入73億美元,同比-28.9%,產能大幅下滑。2022年后,隨着航空需求逐步恢復,公司收入緩慢恢復增長,到2024年實現收入104億美元,相較2019年水平並無明顯實質性增長。2025年,在行業需求大幅上行之下,1-3Q25公司收入增速僅4.9%,增速放緩,PCC的產能較為緊張。
(2)Howmet
Howmet Aerospace為全球航空航天、工業和運輸行業零部件龍頭,是國際上最早生產航空發動機結構鑄件的公司之一。成立於1988年,后經過多次變革,於2020年4月1日更名為Howmet。
Howmet擁有發動機產品、緊固系統、工程結構和鍛造車輪四大業務。1)發動機部門主要提供用於飛機發動機和工業燃機的葉片和無縫軋製環,以及旋轉和結構部件。2)緊固件部門生產航空緊固系統、以及商業運輸、工業和其他緊固件等。3)工程結構部門提供用於航空和國防用的鈦錠和軋製產品、鋁和鎳鍛件;還為機身、機翼、航空發動機提供鈦鍛件、擠壓件以及成形和加工服務。4)鍛造車輪部門提供用於重卡和商業運輸市場的鍛造鋁輪。2024年,Howmet總收入74.3億美元,其中發動機板塊37.35億美元,佔比50.3%。
根據Howmet公告,2020年分拆完成后,公司固定資產大幅下滑。2020年至今,公司固定資產淨額整體處於穩定狀態,並無明顯擴張,並且公司資本開支也維持在較低水平。在燃氣輪機行業需求爆發背景下,全球兩大渦輪葉片龍頭公司並無明顯產能擴張,全球葉片產能嚴重緊缺。
應流股份是國內渦輪葉片龍頭,未來葉片訂單有望持續高增。公司是國內燃機葉片龍頭,技術水平國內領先。目前,公司已經為E/F/H/J級等多種型號燃氣輪機開發熱端產品,功率範圍覆蓋12MW-400MW主要型號,客户羣覆蓋全球主
要燃機巨頭,產品範圍覆蓋高温合金單晶、定向和等軸晶各類動葉、導葉、護環等;在國產大F級重型燃機一二三級定向空心透平葉片批產交貨基礎上,更高級別的G/H級透平葉片也在24年5月份實現了技術突破,通過了行業內專家的驗收。25年4月,公司承擔的某型重型燃氣輪機透平第二級動葉鑄件通過首件鑑定,標誌着國家燃機重大專項取得又一階段性成果,進一步夯實了公司在國內市場的龍頭地位。
2024年新籤燃機訂單較多,合同負債顯著提升,看好公司收入長期增長。根據公司公告,截至24年9月30日,公司燃氣輪機在手訂單約8億元,其中僅8-9月新簽訂單就達4億元。2024年燃氣輪機領域新簽訂單同比增長達到102.8%。截至2025Q3末,公司合同負債達2.06億元,同比+20%,環比也在持續創新高。公司目前在手訂單較多,看好公司燃氣輪機業務收入長期增長。
(四)電新&SOFC: 重點關注頭部系統企業及相關供應鏈
Bloom Energy是全球SOFC行業龍頭,率先中標美國AI數據中心的核心標的。
Bloom Energy產品的技術基礎為SOFC,主要產品是Bloom Energy Server(SOFC)和Bloom Electrolyzer(SOEC)。Bloom Energy燃料電池系統可獲得美國税收減免和州級補貼。2001-2015年期間,Bloom Energy的客户在加州累計獲得2.3億美元補貼。公司的技術相對成熟,運行可靠性好,其開發的SOFC主打產品規格為50kW模組,通過多模組的組合最大可以做到幾十兆瓦的燃料電池系統。
技術迭代+不斷放量,產品成本快速下行。近年來,公司的產品價格不斷下行,2024Q3產品平均銷售價格約為3170美元/kW,成本在2075美元/kW,相較2020Q3,售價和成本分別減少了57%和62%,每年約以10%—15%的速度下降。產品52%在美國本土使用,48%銷往海外,例如韓國、日本。公司25Q3收入5.19億美元,同比+57%;經調整毛利率30.4%,同比+5.1pct;經調整EBIDA為59億美元,同比扭虧為盈,客户交付進展積極,預期SOFC行業發展速度將持續超預期,公司作為頭部廠商將充分受益。
公司產品出貨量超1.2GW,與多個領域龍頭合作,通過甲骨文背書后續將快速突破AI數據中心訂單。公司位於加州,貢獻了該州60%的固定式燃料電池系統,在全球8個國家銷售安裝了1.2GW的SOFC產品。面對數據中心的巨大需求,公司正在積極擴產,產能不會成為發展瓶頸,其計劃於26年12月,產能擴至2GW,這足以支持4倍於25年的收入。此外,公司業績有望持續超預期,預計25年財務指標會優於此前公佈的年度指引,成本將繼續實現兩位數降幅,利潤率繼續提升。
公司通過7種方式參與AI項目建設:1)Hyperscalers:直接供應甲骨文;2)電力公司:通過AEP間接供應AWS;3)天然氣供應商:間接供應第三方Hyperscaler;4)Colo(託管服務提供商):公司供應Equinix為代表的IDC廠商;5)NeoClouds:為NeoCloud提供商CoreWeave在伊利諾伊州的高性能數據中心提供現場電力;6)數據中心開發商;7)基礎設施投資方:例如Brookfield,已在AI投資500億美元,並計劃在未來三年內將其AI戰略規模擴大兩倍,其與Bloom Energy進行了50億美元的初始投資,並且今年年底前將宣佈一個由Bloom供電的歐洲人工智能推理數據中心項目。
三環集團:Bloom Energy隔膜的核心供應商。
三環集團已成為全球SOFC電解質隔膜、SOFC單電池的主要供應商,是國家重點研發計劃SOFC電堆工程化開發的牽頭單位三環集團是國內最早研發生產SOFC的公司,出貨量最大的是電解質隔膜、單電池,同時具備電堆量產能力,系統則主要由旗下子公司CFCL在德國的生產基地完成,以1.5kW系統為主。目前潮洲三環為全球最大的SOFC電解質隔膜供應商(供貨Bloom Energy),歐洲市場上最大的SOFC單電池供應商。
公司於2004年開始開展SOFC電解質隔膜開發和生產業務;2012年開始批量生產SOFC單電池;2015年收購澳大利亞CFCL公司,獲得其電堆和小功率SOFC系統技術基礎;2016年將SOFC專利授權SOLIDpower公司使用,並且為其供應單電池;2017年開始向國內市場推出SOFC電堆。2022 年成功運行了由3個35KW模組組成的100KW示範系統。2023年1月同廣東省能源集團有限公司合作開展的「210kW高温燃料電池發電系統研發與應用示範項目」,在廣東惠州天然氣發電有限公司順利通過驗收。
濰柴動力:收購Ceres Power股權,產品實現示範應用。
濰柴動力2018年5月戰略投資全球領先的SOFC技術公司英國Ceres Power,成為其最大股東,並與其攜手在中國濰坊成立合資公司,在固態氧化物燃料電池領域展開全面合作。合資公司將使用Ceres Power的SteelCell技術,產銷燃料電池系統、電堆和電池片,應用於客車、卡車和特定發電市場。目前濰柴動力已經實現了SOFC技術的工程化突破,掌握新一代SOFC關鍵核心技術,其2023年2月發佈的120KW產品是全球首款大功率金屬支撐SOFC,淨發電效率超過60%,熱電聯產效率達到92.55%,在大型SOFC系統中全球最高。
壹石通:一體化建設SOFC系統,形成規模化產線。
壹石通是全球鋰電池用勃姆石行業龍頭,主營產品包括新能源鋰電池塗覆材料、電子通信功能填充材料、低煙無滷阻燃材料等三大類。近年來,壹石通入局氫賽道,佈局減碳固碳技術領域的新產品,瞄準固體氧化物電池SOFC二次創業。2022年10月,壹石通發佈公告擬由全資子公司安徽壹石通材料科學研究院有限公司作為實施主體,投資建設壹石通運營中心項目,預計總投資近4億元;2023年2月,與中國科學技術大學先進技術研究院發起共建「固體氧化物燃料電池聯合實驗室」,致力於實現零碳循環和二氧化碳的資源化利用;2023年12月,公司在合肥南崗的固體氧化物能源系統建設項目開工,總投資約12.1億元,建設周期為3年,將形成年產1GW固體氧化物能源系統的生產規模(含SOFC和SOEC)。
(五)電新&光伏
AI技術的爆發式發展正驅動全球數據中心進入規模化擴張階段,尤其是以美國為代表的科技產業核心地區,AI數據中心(AIDC)的密集投運正帶來電力需求的指數級增長。光伏作為技術成熟、部署周期短、靈活性強的清潔能源,無需複雜管網鋪設,可快速落地,搭配風電、天然氣等其他能源形成互補系統,能夠高效填補電力缺口,為數據中心的穩定運行提供可靠支撐。同時考慮ESG要求,「光伏+儲能」系統正日益成為美國AIDC 重要的補充電源或通過 PPA 模式供電的關鍵選擇。
儘管光伏的大規模部署受到土地、初始投資及地域光照資源的制約,但AI數據中心帶來的剛性電力需求,疊加政策支持與技術成本下降的雙重驅動,光伏潛力仍將持續釋放。基於對美國AIDC行業增長趨勢、光伏技術發展節奏及政策環境的綜合研判,我們預測2025-2028年美國 AIDC新增電力需求中仍將有約20%由光伏發電滿足,據此測算新增光伏裝機7/21/45/78GW。
考慮到美國「大而美」法案等貿易政策對本土供應鏈的支持,預計具備海外電池片等核心環節供應能力的企業將充分受益。推薦鈞達股份、阿特斯、晶澳科技。
(六)電新&風電
在電氣化及數據中心需求的帶動下,歐洲用電需求有望重回增長,能源獨立訴求背景下,各國政府海風項目招標加速啟動。行業需求高增背景下,本土管樁、海纜等環節產能供給難以滿足旺盛需求,看好國內頭部管樁、海纜、風機企業實現歐洲訂單突破。重點推薦:大金重工、東方電纜、明陽智能。
4.2 有色金屬:數據中心投資加速,銅鋁需求再一春
2025年來,銅供應出現大幅收縮,而需求表現又強於預期,整體表現為低供應、強需求的特徵。
供給方面,主流礦企2025Q3的產量披露基本結束,同比下滑16萬噸,環比下滑10萬噸。而未來三個季度,到2026Q2前,同比將持續保持下滑狀態,供給持續緊張。
數據中心對銅鋁需求的拉動是現實而非敍事,2025年前7月的數據,歐美電網對於銅需求的拉動已經顯而易見。我們通過物質流的角度觀測到,美國前7月電力設備進口新21.9萬噸,除電網類的其他產品出現搶出口后的疲軟現象,其余產品-0.2萬噸,美國銅製品進口新增都來自於電力設備。電力設備進口年化近40萬噸,貢獻全球需求1.5%增速。
歐洲與美國類似,今年前8月電力設備新增需求為10.8萬噸,佔歐洲銅製品進口增量的71%,電力需求年化預計新增近20萬噸。歐美電網需求合計新增60萬噸,充分反映海外製造業復甦及AI對電力需求的拉動。而今年供給端又未能如期釋放增量,2025年銅進入顯著短缺。
上文我們通過物質流測算出了數據中心對銅鋁需求拉動的事實,接下來我們對遠期的需求進行討論。
需求部分結合《2024 United States Data Center Energy Usage Report》(以下簡稱報告)進行討論分析。
根據報告,我們將AI對電力的拉動區分為2個階段:
歷史趨勢(2014-2023年)2014-2016年:電力消耗保持穩定,每年約 60 太瓦時(TWh),延續了2010年以來的低增長趨勢。
1)2017年轉折點:隨着服務器裝機量增長,尤其是用於人工智能(AI)的圖形處理器(GPU)加速服務器在數據中心服務器存量中佔比顯著提升,數據中心電力消耗開始回升;2018年消耗約76太瓦時,佔美國年度總電力消耗的1.9%。
2)2018-2023年:增速加快,2023年電力消耗達176太瓦時,佔美國總電力消耗的4.4%,2018-2023年複合年增長率達18%。
未來情景預測(2024-2028年)2028年預測範圍:電力消耗低至325太瓦時、高至580太瓦時,若假設平均容量利用率為50%,對應數據中心總電力需求為74-132吉瓦(GW),佔2028年美國預測總電力消耗的6.7%-12.0%,2023-2028年複合年增長率預計為13%-27%。
用電量方面,報告是基於GPU出貨量結合整體系統的電力單耗,計算出的整體數據中心用電量,因此,我們將給予GPU出貨量以及系統電力單耗進行討論。
電力是通脹環節,上調整體系統電力單耗假設。報告中所用的AI 8 GPU的機櫃,是以 8×H100 的 DGX H100 為代表的產品,根據英偉達官方《DGX H100/H200 用户指南》電力規格,最大功耗不超過10.2kW。而目前市場主流使用產品為NVL 72(GB200)機櫃,根據Supermicro的 NVL72 數據表,其功耗為125-135kW。其中NVL 72機櫃的GPU數量為AI 8 GPU的9倍,若電力並非通脹環節,則電力的功耗預計也在9倍左右,然而,實際運營看,功耗為12-13倍,電力大幅通脹,我們認為核心在散熱系統端的電力通脹。而隨着后續機櫃的進一步迭代,若散熱系統未有進一步的迭代,則散熱系統端的電耗將持續保持通脹狀態。
AI持續景氣,上調GPU出貨量假設。報告給予採用 IDC 2023a 與 IDC 2024b 的「數據中心用 GPU 出貨量」作為上、下界來構造 2024–2028 年的 GPU 出貨情景。新版(2024b)因2024 年下半年 AI 活動增強而更高;下界假設該 H2’24 的強勢不延續、增速回到舊軌跡。而2024年底AI服務器/GPU出貨低於預期,Blackwell/GB200的高量出貨從2Q25纔開始顯著爬坡;同時先進封裝(CoWoS)在2025 年顯著擴產、整機廠在2025Q2報告強訂單與積壓。多源交叉印證H1’25(尤其 Q2)較 H2’24更強,從而支持我們對2025H1整體GPU出貨上調的判斷。
基於以上假設調整,我們保守對未來出貨量預期以及電力整體功耗分別上調20%,最終我們上修報告中的數據中心用電假設,由580TWH上調至835TWH。
以上我們對數據中心用電量進行了討論,接下來我們將基於電網的物質流模型對材料端的消耗進行討論。
電網物質流核心假設,美國用電增速與當前發電及輸配電側建設增速基本同步。在美國發電側及輸配電側負荷運轉的情況下,我們看到美國電力價格大幅上行,反映當前美國電力的極度緊張。因此我們假設,美國目前若要滿足新的用電需求,則需要提前做發電及輸配電端的建設,在發電及輸配電端的建設完成前,電力將短期成為數據中心的擴張的瓶頸。
AI數據中心對銅需求的拉動最主要通過用電量來影響。美國2023年用電量為40000億千瓦時,據上文Berkeley Lab,2023年數據中心用電量為1760億千瓦時,佔全美用電比重的4.4%,根據我們對報告修正后的預測,至2028年,電力消耗低至5800億千瓦時、高至8000億千瓦時,貢獻新增用電4040-6240億千瓦時,合計貢獻新增用電量10%-15.6%。至2028年,AI數據中心對用電CAGR的貢獻約2%-4%。我們假設AI數據中心以外領域如製造業迴流及新能源的用電CAGR在1.5%-2%左右,則全美用電CAGR我們預計在4-6%左右。
在此情景下,我們對美國電網銅鋁需求進行測算,至2030年,由數據中心、製造業迴流及新能源所帶來的對銅鋁的拉動相較於2025年分別新增210、371萬噸。從產品結構來看,銅的需求主要由電線電纜及變壓器拉動,鋁主要由電線電纜及變電站拉動。
當前市場銅鋁供需平衡表皆未考慮數據中心的拉動,即使在保守情景不考慮數據中心的情況下,銅鋁在供需方面已經進入短缺,若考慮美國數據中心部分對銅鋁需求拉動,銅鋁的供給缺口將進一步放大,銅鋁價格都將有更強表現。
4.3 前沿科技:關注積極轉型AI數據中心及滯漲的加密礦場公司
(一)Iris Energy:持有大量英偉達Blackwell GPU,提供AI雲服務
Iris Energy 2018年成立於澳大利亞,2021年在納斯達克上市。與大部分轉型的加密礦場僅提供AI數據中心租賃服務不同,Iris Energy自己採購GPU,提供AI雲服務。
2025年第三季度,公司營業收入為2.4億美元,其中AI雲服務營收為734萬美元,佔比3.1%。2025年第三季度以來,公司採購的GPU數量快速增長,至2025年9月,公司已有2.3萬塊GPU,預計2026年第一季度投入運營,對應約5億美元的ARR(Annualized run-rate revenue,年化收入)。合同的平均期限為2年,平均定價約為$2.33/GPU/h。
Iris Energy披露了在手2.3萬張GPU的構成。作為英偉達的優選合作伙伴,公司擁有1.91萬張英偉達B200及B300s、0.19萬張英偉達H100及H200、0.12萬張英偉達GB300、0.11萬張AMD MI350Xs,在手GPU平均採購價格約為5.3萬美元/GPU。
假設按照6萬塊GPU對應160MW進行換算,2.3萬塊GPU預計對應61.3MW。假設電價為4.8美分/kWh,全年GPU工作的小時數為8,760小時,GPU按3年進行折舊,則2.3萬塊GPU每年的運營成本(含折舊)約4.4億美元。
2025年10月,公司與微軟簽訂了為期5年的AI雲計算租賃合同,租用英偉達GB300芯片,從2026年開始計費,合同總額為97億美元,ARR約為19.4億美元。該合同對應200MW關鍵IT負載,需採購58億美元GPU;微軟預付20%款項,抵扣第3~5年的租金。
公司計劃至2026年購置約14萬塊GPU,ARR為34億美元,對應460MW。公司目前還有2,450MW電力容量,整體2,910MW的電力容量若用於AI數據中心,可對應215億美元ARR。
(二)Core Scientific:AI數據中心轉型先行者,深度合作CoreWeave
Core Scientific是較早進行AI數據中心轉型的加密礦場,早在2019年就開始為CoreWeave託管GPU。2024年1月公司剛安然度過破產風險后,同年3月公司就與CoreWeave簽訂了規模為16MW、潛在總營收超過1億美元的合同,作為從加密礦場向AI數據中心轉型的起點。
2024年6月,公司與CoreWeave簽訂了為期12年的270MW HPC託管合同,該項目預計將為公司帶來超過47.25億美元的累計營收。公司預期該項目利潤率約為80%,其中200MW將於2025年上半年投入運營、70MW將於2025年下半年投入運營。合同到期后,CoreWeave擁有2次5年的續約選擇權。由於公司當時經歷破產重整,合同約定CoreWeave將墊付所有的資本開支,包括建設費(約500~800萬美元/MW)、電費等。公司初期承擔150萬美元/MW(HPC)的費用,由CoreWeave先行墊付;公司之后再以抵扣50%託管費用的方式返還CoreWeave,直至費用返還完畢。
至2025年2月,公司與CoreWeave共計簽訂了590MW HPC算力合同(約對應800MW毛容量),累計合同金額超過100億美元,商務條款均與2024年簽訂的一系列合同一致。按照公司給出的算力建設指引,為方便計算,假設2026年開始有250MW投入運營,2027年全部590MW投入運營,以10%的折現率進行測算。若12年合約到期后CoreWeave不續約,則目前公司與CoreWeave算力合同的折現值約為37.2億美元;若到期后CoreWeave選擇續約10年,則與CoreWeave算力合同的折現值約為50.0億美元。
至2027年,公司的數據中心算力目標為1.3GW,其中已與Core Weave簽訂合同的590MW預計分別於2025~2027年交付20MW、230MW和340MW。由於2025年開始運營的數據中心算力較少,因而2025年上半年公司1.58億美元的營業收入中僅有0.19億美元來自於HPC託管業務,佔比約12.1%。
公司過去與各數據中心當地供電公司簽訂的長期電力供應協議為公司達成數據中心算力拓展的目標提供了堅實基礎。
公司曾在2024年6月拒絕過CoreWeave提出的以$5.75/股全資收購公司的提議,主要系公司認為收購價格嚴重低估了公司的價值。2025年 7月,CoreWeave再次提出以換股的方式收購Core Scientific,對價為每股Core Scientific的普通股可以獲得0.1235股CoreWeave的A類普通股。2025年10月30日,公司股東未同意合併方案。公司預計2025年Q4將簽約至少1名新的AI數據中心託管客户。
5 國金研究「全球缺電24組合」
根據上述分析,我們最終得到了國金研究「全球缺電24組合」,如下表所示:
(1)儲能,核心標的:陽光電源(300274.SZ)、阿特斯(688472.SH)、阿特斯太陽能(CSIQ.N);受益標的:天合光能(688599.SH)、東方日升(300118.SH)。
(2)電力設備,核心標的:思源電氣(002028.SZ)、金盤科技(688676.SH)、伊戈爾(002922.SZ)、西門子能源(ENR.DF)、伊頓(ETN.N)、通用電氣(GEV.N);受益標的:華明裝備(002270.SZ)、京泉華(002885.SZ)、神馬電力(603530.SH)、良信股份(002706.SZ)、華通線纜(605196.SH)、宏發股份(600885.SH)。
(3)燃氣輪機,核心標的:應流股份(603308.SH)。
(4)SOFC,核心標的:三環集團(300408.SZ)、Bloom Energy(BE.N)。
(5)SMR,受益標的:Oklo(OKLO.N)。
(6)鋁,核心標的:天山鋁業(002532.SZ)、神火股份(000933.SZ)。
(7)管材,核心標的:常寶股份(002478.SZ)。
6 風險提示
歷史覆盤不代表未來:文中有關全球缺電的歷史覆盤並不意味着未來一定會發生類似的情況,基於歷史規律的外推結論都存在不確定的風險。
全球AI投資不及預期:文中很多行業的需求假設都基於全球AI投資帶來的數據中心需求,如果全球AI投資不及預期,那麼文中很多行業的需求測算可能就會不及預期。
電價上漲過快最終抑制了下游需求:如果電價上漲過快,最終可能也會抑制下游用電商户的需求,也會導致終端需求不及預期。
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