随着人工智能(AI)技术的快速发展,AI算力需求呈现爆发式增长。从数据中心到云计算平台,AI算力的提升对电力供应提出了更高要求。然而,传统电力供应体系难以满足这一需求,导致用电量缺口逐渐显现。
在这一背景下,燃气轮机作为一种高效、灵活的发电设备,正受到市场广泛关注。
一、AI算力需求爆发,电力缺口问题显著
1、算力需求驱动电力消耗:
AI大模型的训练和推理需要海量算力支持,而算力的提升直接导致电力消耗的大幅增加。
根据国际能源署(IEA)发布的《2024 年电力报告》数据,全球数据中心、AI等相关电力需求将从2022年的460TWh(太瓦时)上升至2026年的620-1050TWh,4年CAGR为9.6%-22.9%;根据中金公司测算,预计到2025年,我国数据中心耗电量将突破4000亿千瓦时,占全国用电量比重约4%。
2、传统电力供应不足:
传统火电、水电等发电方式受限于资源分布和环保要求,难以快速响应AI算力的电力需求。
可再生能源(如风电、光伏)受天气影响较大,稳定性不足,难以满足AI算力的持续用电需求。
3、电力缺口催生新需求:
用电量缺口的显现,推动市场对高效、灵活发电设备的需求,燃气轮机成为重要解决方案之一。
华泰证券认为,燃气轮机行业刚刚走出十年低迷、步入新的上行周期。预计全球燃气轮机市场招标规模今年有望同比增长30%+至50GW+,未来三年内有望再累计增长40%+至70GW+/年。燃气轮机行业设备和服务市场集中度双高。
二、燃气轮机成为能源转型与AI数据中心发展的关键角色
燃气轮机凭借其高效灵活、环保低碳和技术成熟的优势,成为应对电力需求波动的理想选择。其启动速度快,可根据用电需求灵活调整发电量,非常适合作为调峰电源。
同时,相比传统火电,燃气轮机的碳排放更低,符合绿色能源发展趋势。此外,经过多年技术积累,燃气轮机已具备较高的可靠性和经济性,为电力系统的稳定运行提供了有力保障。
1、AI算力需求激增,燃气轮机成数据中心供电新宠
根据Gartner预测,预计到2027年,仅用于运行AI优化服务器的电力需求将达到500太瓦时/年,是2023年水平的2.6倍。随着AI算力需求的持续增长,燃气轮机在电力调峰和备用电源领域的应用将进一步扩大。
数据中心供电方式包括电网供电、柴油机发电、燃气轮机发电、核电、地热、可再生能源等方式,但地热、核电、可再生能源建设周期较长,加上全球电网基础设施建设并不完善,因此燃气+燃油是短期内解决缺电问题较好的选择。
2、国家积极支持燃气轮机项目,推动能源结构优化升级
国家发展改革委有关负责人表示,支持全面创新的基础制度加快健全,重大科技基础设施体系化建设不断推进,探月工程、重型燃气轮机等重大创新成果持续涌现。
工信部2024年的重点四项工作中,其中一项是推动传统产业向高端化、智能化、绿色化转型。打造一批具有国际影响力的中国制造品牌,比如国产大飞机、燃气轮机、大邮轮等,都是这几年经过重大攻关突破的。
三、燃气轮机产业链迎来新机遇
从核心部件制造到整机集成,再到发电运营,燃气轮机产业链的各个环节都将受益于市场需求的增长。
1、东方电气:2022年,公司研制的首台全国产化F级50兆瓦重型燃气轮机完工发运、并网发电,该燃机被誉为新一代中国“争气机“,标志着我国在自主重型燃气轮机领域完成了从“0”到“1”的突破,研发过程中,控股子公司东方汽轮机获得授权发明专利136项,形成燃机设计/制造标准超1000项。
2、上海电气:在燃机领域,拥有丰富的联合循环设备成套设计能力、技术积淀和工程经验,持续提升国产化率,具备自主知识产权、完整产业链、重型燃气轮机及联合循环设备成套解决方案。
3、天奇股份:公司重工装备产业主要为风电、燃气轮机、减速机等行业提供产品与服务。
4、国电南自:“华电睿蓝”自主可控重型燃气轮机控制系统(TCS)成功在首台全国产化F级燃机上配套应用,助推我国全国产化F级50兆瓦重型燃气轮机商业运行完成从“0”到“1”的突破。
机构方面,东吴证券表示,AI算力需求催生用电量缺口,燃气轮机产业链有望重点受益。AI数据中心建设带来大量用电需求,且对电力的可靠性、稳定性提出较高要求。
由于美国电网基础设施大部分已经达到使用周期末期,美国科技巨头选择自行投资建设如核电、地热、其他可再生能源、燃油和燃气等发电设施以获取稳定可靠的电力。
其中,燃气轮机发电具备建设周期快、电力输出稳定、发电资源要求低等特点,有望成为短期内最优的数据中心供电解决方案。因此,东吴证券看好燃气轮机头部集成商、零部件供应商。
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