AI算力驱动IDC扩张，将带动用电需求提升

证券研究报告 石油化工组 分析师：许隽逸（执业S1130519040001）xujunyi＠gjzq.com.cn AI算力驱动IDC扩张，将带动用电需求提升 行情回顾 本周（3.27-4.1）上证综指上涨0.22%，创业板上涨1.23%，公用事业板块下跌0.30%，环保板块下跌0.95%，煤炭板块上涨0.88%，碳中和板块上涨1.47%。 每周专题： AI算力要求催生数据中心规模扩张，IDC用电量需求增大。由ChatGPT引爆的各类AI+应用落地对算力提出要求，IDC建设有望加速。根据OpenAI公开信息披露，ChatGPT训练阶段总算力消耗约为3640PF-days，对应IDC装机功率需求2.68万千瓦。根据Similarweb的数据，截至 1M23 ChatGPT日活约1300万人，每人平均1000字左右的问题，对应运行阶段每日算力消耗约为3000PF-days，对应IDC装机功率需求66.3万千瓦、全年用电量需求约22亿千瓦时。随着模型迭代、参数量的扩大，以及日活人数的扩大，相关算力需求将成倍增加。 数据中心能耗大，机房空调节能升级成为数据中心节能有效途径。数据中心在带来强大算力的同时，耗电量也逐步上升。2021年，全国数据中心耗电量达2166亿度，约占全国总耗电量的2.6%。2021年10月发改委发布《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》，其中提出“到2025年，数据中心电能利用效率普遍不超过1.5”。当前空调系统占据数据中心耗能首位，因此在保证可用性基础上，机房空调节能升级成为创新重点。节能高效要求的驱动下，液冷技术从2016年占比24.5%提升2019年33.4%，我们预计液冷技术将进一步替代风冷空调，建议关注专注节能降耗机房空调的龙头企业英维克（通信组覆盖）、申菱环境。 行业要闻： 3月31日，国家能源局发布关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见。意见指出，到2030年，能源系统各环节数字化智能化创新应用体系初步构筑、数据要素潜能充分激活，一批制约能源数字化智能化发展的共性关键技术取得突破。 3月28日，自然资源部官网发布《自然资源部办公厅国家林业和草原局办公室国家能源局综合司关于支持光伏发电产业发展规范用地管理有关工作的通知》，通知要求，光伏方阵用地不得占用耕地，占用其他农用地的，应根据实际合理控制，节约集约用地，尽量避免对生态和农业生产造成影响。光伏方阵用地涉及使用林地的，须采用林光互补模式，可使用年降水量400毫米以下区域的灌木林地以及其他区域覆盖度低于50%的灌木林地。 3月28日，国家市场监管总局、国务院国资委发布《关于进一步加强中央企业质量和标准化工作的指导意见》（以下简称《意见》）。《意见》指出，中央企业要全面贯彻习近平生态文明思想，深入落实碳达峰碳中和重大战略决策，加快绿色低碳转型和高质量发展。 投资建议： 火电：建议关注火电资产高质量、拓展新能源发电的龙头企业华能国际、宝新能源等；新能源发电：建议关注新能源龙头龙源电力；核电：建议关注核电龙头企业中国核电；灵活性改造：建议关注青达环保。 风险提示： 电力板块：新增装机容量不及预期；下游需求景气度不高、用电需求降低导致利用小时数不及预期；电力市场化进度不及预期；煤价维持高位影响火电企业盈利；补贴退坡影响新能源发电企业盈利等。 环保板块：政策释放不及预期等。 1.行情回顾 本周（3.27-3.31）上证综指上涨0.22%，创业板上涨1.23%，公用事业板块下跌0.30%，环保板块下跌0.95%，煤炭板块上涨0.88%，碳中和板块上涨1.47%。从公用事业子板块涨跌幅情况来看：燃气板块涨幅最大、上涨2.78%，其他能源发电板块跌幅最大、下跌4.10%。从环保子板块涨跌幅情况来看：环保设备板块跌幅最小、下跌0.23%，综合环境治理板块跌幅最大、下跌3.44%。 图表1：本周板块涨跌幅 图表2：本周公用行业细分板块涨跌幅 图表3：本周环保行业细分板块涨跌幅 公用事业涨跌幅前五个股：涨幅前五个股——新奥股份、协鑫能科、露笑科技、ST升达、蓝天燃气；跌幅前五个股——*ST科林、银星能源、廊坊发展、福能股份、惠天热电。 环保涨跌幅前五个股：涨幅前五个股——津膜科技、圣元环保、倍杰特、ST龙净、华宏科技；跌幅前五个股——雪迪龙、聚光科技、创业环保、中原环保、中电环保。 煤炭涨跌幅前五个股：涨幅前五个股——兖矿能源、山煤国际、潞安环能、陕西煤业、淮北矿业；跌幅前五个股——未来股份、恒源煤电、中煤能源、云煤能源、安源煤业。 图表4：本周公用行业涨幅前五个股 图表5：本周公用行业跌幅前五个股 图表6：本周环保行业涨幅前五个股 图表7：本周环保行业跌幅前五个股 图表8：本周煤炭行业涨幅前五个股 图表9：本周煤炭行业跌幅前五个股 碳中和上、中、下游板块PE估值情况：截至2023年3月31日，沪深300估值为11.31倍（ TTM 整体法，剔除负值），中游光伏设备板块、风电设备板块、电池设备板块、电网设备板块、储能设备板块PE估值分别为21.91、26.33、27.17、23.33、35.64，上游能源金属板块PE估值为7.42，下游光伏运营板块、风电运营板块PE估值分别为24.72、23.30；对应沪深300的估值溢价率分别为0.94、1.33、1.40、1.06、2.15、-0.34、1.18、1.06。 图表10：碳中和上、中、下游板块PE估值情况 图表11：碳中和上、中、下游板块风险溢价率 2.每周专题 IDC规模扩张节奏短期放缓，但长期增长动力已现。此前由头部消费互联网企业腾讯、阿里等带起的IDC建设需求当前渐露疲态，加之疫情对国内需求的进一步冲击，22年IDC市场规模及在用机架规模增速均显现出一定程度的下滑。往后看，随着“互联网+”概念的不断深入、“中国制造2025”战略的强力推动及5G产业为代表的“新基建”投资拉动，行业长期增长的确定性仍在。尤其是由ChatGPT引爆的各类AI+应用落地对算力提出要求，IDC建设有望加速。 图表12：中国数据中心市场规模（市场收入口径） 图表13：全国数据中心在用机架规模 AI算力要求催生数据中心规模扩张，IDC用电量需求增大。 ChatGPT电量需求测算：根据OpenAI公开信息披露，ChatGPT训练阶段总算力消耗约为3640PF-days（即以1PetaFLOP/s的效率运行3640天），对应IDC装机功率需求2.68万千瓦。根据Similarweb的数据，截至 1M23 ChatGPT日活约1300万人，每人平均1000字左右的问题，对应运行阶段每日算力消耗约为3000PF-days，对应IDC装机功率需求66.3万千瓦，对应全年用电量需求约22亿千瓦时。随着模型迭代、参数量的扩大，以及日活人数的扩大，相关算力需求将成倍增加。 至25年我国IDC用电总需求测算：22年我国新增在运机架增速近25%，假设至25年维持每年20%的增速，则在运机架总量将从22年的650万架增至1123万架。假设同期间国内用电增速均值设为5%，对应25年IDC用电占比将继续提升至4.7%。 用电需求扩大利好各类电源，此外我们建议关注东数西算策略下新能源电站+储能+IDC协同促进就地消纳。 图表14：数据中心规模扩张带来IDC用电量需求增大 数据中心能耗大，央地政策协同驱动数据中心节能转型。数据中心在带来强大算力的同时，耗电量也逐步上升。2021年，全国数据中心耗电量达2166亿度，约占全国总耗电量的2.6%。2021年10月发改委发布《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》，其中提出“到2025年，数据中心电能利用效率普遍不超过1.5”，明确了数据中心总体能效优化的要求。同时，北上广深等一线城市对数据中心能效及碳排要求更为严格，对于数据中心PUE上限做出更加严格的要求，推动数据中心节能转型。 机房空调节能升级成为数据中心节能有效途径。日渐严格的能耗政策进一步推动产业创新低碳路径。根据当前数据中心能耗结构占比，空调系统占据数据中心耗能首位。 由于数据中心机房系统节能与可用性指标成反比关系，为保证可用性基础上，机房空调节能升级成为创新重点。 图表15：21年数据中心能耗结构占比 机房空调风冷转液冷占比升高。液冷和风冷是数据中心常用的两种制冷方式。液冷技术通过液体作为冷媒与发热部件进行热交换并带走热量的技术，相较风冷技术来说，在控制发热芯片温度同时，无需压缩机运转，能够有效降低数据中心能耗指标。液冷技术从2016年占比24.5%提升2019年33.4%，节能高效的驱动趋势明显。在这一趋势下，我们预计液冷技术将进一步替代风冷空调，拓宽市场规模。 我们建议关注专注节能降耗机房空调的龙头企业英维克（通信组覆盖）、申菱环境。 图表16：风冷与液冷技术对比 图表17：16~19年机房空调细分市场结构（按冷源） 3.行业数据跟踪 3.1煤炭价格跟踪 欧洲ARA港动力煤价暂无最新报价，3月24日报价142美元/吨，环比持平。纽卡斯尔NEWC动力煤价暂无最新报价，3月24日报价176.30美元/吨，环比下降5.5美元/吨，跌幅3.22%。 广州港印尼煤（Q5500）本周（3.31）提库价最新报价为1130元/吨，环比下跌11元/吨，跌幅0.96%。 山东滕州动力煤（Q5500）本周（3.31）坑口价最新报价为1020元/吨，环比下跌10元/吨，跌幅0.97%。 图表18：欧洲ARA港、纽卡斯尔NEWC动力煤现货价 图表19：广州港印尼煤库提价：Q5500 图表20：山东滕州动力煤坑口价：Q5500 图表21：环渤海九港煤炭场存量 3.2天然气价格跟踪 IPE英国天然气价上涨，本周IPE英国天然气价最新报价为118.03便士/色姆，环比上张17.32便士/色姆，涨幅17.20%。 美国Henry Hub天然气价上涨，本周美国Henry Hub天然气价最新报价为2.02美元/百万英热，环比上涨0.09美元/百万英热，涨幅4.66%。 国内LNG到岸价格上涨，本周全国LNG到岸价最新报价为12.87元/百万英热，环比上涨0.12美元/百万英热，涨幅0.94%。 图表22：IPE英国天然气价 图表23：美国Henry Hub天然气价 图表24：国内LNG到岸价 3.3碳市场跟踪 本周，全国碳市场碳排放配额（CEA）最新报价56.70元/吨，环比上张0.70元/吨，涨幅1.25%。 本周福建碳排放权交易市场成交量最高，为20.03万吨；碳排放平均成交价方面，成交均价最高为广东市场的84.61元/吨；上周北京、天津、重庆未参与碳排放权交易市场。 图表25：全国碳交易市场交易情况 图表26：分地区碳交易市场交易情况 4.行业要闻 国家能源局关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见 3月31日，国家能源局发布关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见，指出到2030年，能源系统各环节数字化智能化创新应用体系初步构筑、数据要素潜能充分激活，一批制约能源数字化智能化发展的共性关键技术取得突破，能源系统智能感知与智能调控体系加快形成，能源数字化智能化新模式新业态持续涌现，能源系统运行与管理模式向全面标准化、深度数字化和高度智能化加速转变，能源行业网络与信息安全保障能力明显增强，能源系统效率、可靠性、包容性稳步提高，能源生产和供应多元化加速拓展、质量效益加速提升，数字技术与能源产业融合发展对能源行业提质增效与碳排放强度和总量“双控”的支撑作用全面显现。 关于支持光伏发电产业发展规范用地管理有关工作的通知 3月28日，自然资源部官网发布《自然资源部办公厅国家林业和草原局办公室国家能源局综合司关于支持光伏发电产业发展规范用地管理有关工作的通知》，通知要求，光伏方阵用地不得占用耕地，占用其他农用地的，应根据实际合理控制，节约集约用地，尽量避免对生态和农业生产造成影响。光伏方阵用地涉及使用林地的，须采