AI电力，能耗与运营的双重革命

AI耗电量激增，核电等清洁能源需求提升。根据澎湃新闻，目前训练AI大模型使用的主流算力芯片英伟达H100芯片，一张最大功耗为700瓦，即运行一小时就要耗电0.7度。根据iea统计，2022年全球数据中心耗电量约460TWh，到2026年全球数据中心的总用电量可能达到1000TWh以上，这个需求大致相当于日本的电力消耗量。我国智能算力规模正顺应AI发展趋势快速提升，相应的耗电量也将快速提升。2024年9月，美国最大的核反应堆运营商星牌能源（Constellation Energy）与微软达成协议，同意将该公司计划重启的三里岛核电站所有发电量出售给微软，为其电力需求巨大的人工智能数据中心提供能源。微软与星牌能源签订的协议为期20年，星牌能源表示，这是该公司有史以来签署的最大电力购买协议，也印证了海外AI趋势下核能等清洁能源需求提升。 AI推动电力系统运营智能化变革。南方电网发布“大瓦特”。8月16日，南方电网公司召开2024年“大瓦特”应用推广会，要求协同一致系统推进公司人工智能发展。大瓦特是专为电力系统设计的电力行业自主可控大模型，通过上百万次训练，大瓦特在优化发电调整量、保障安全供电、新能源消纳等方面已能达到人类调度员水平。大瓦特智能客服大模型已经助力广东电网客服中心实现高频业务机器代人率达89.7%。西门子推出基于数字孪生技术打造的能源管理系统。西门子数字化综合能源管控平台（MGMS-iEMS）是西门子基于数字孪生技术打造的用户侧能源生产与使用相结合的多能流综合能源管理系统。该平台主要服务微电网系统、楼宇园区等用户侧能源供输配用系统等。 投资建议：我们预期双碳目标下，电力智能化、市场化改革将在近年内加速深化，电力信息化需求持续加大。建议关注理工能科、朗新集团、安科瑞、东方电子、云涌科技、国网信通、远光软件、恒华科技、智洋创新等电力信息化相关标的。 风险提示：电力市场化改革不及预期；电力行业竞争格局加剧风险；技术出现重大变革风险；宏观经济风险等。 1AI耗电量激增，核电等清洁能源需求提升 AI大模型耗电量大且将持续攀升。根据澎湃新闻，目前训练AI大模型使用的主流算力芯片英伟达H100芯片，一张最大功耗为700瓦，即运行一小时就要耗电0.7度。以GPT-3的训练为例，GPT-3有1750亿个参数，训练过程使用了大约1287兆瓦时（即128.7万度）的电力。根据iea统计，2022年全球数据中心耗电量约460TWh，到2026年全球数据中心的总用电量可能达到1000TWh以上，这个需求大致相当于日本的电力消耗量。我国智能算力规模正顺应AI发展趋势快速提升，相应的耗电量也将快速提升。 图1.中国智能算力规模及预测 星牌能源与微软达成协议，海外AI产业对核能源兴趣激增。2024年9月，美国最大的核反应堆运营商星牌能源（Constellation Energy）与微软达成协议，同意将该公司计划重启的三里岛核电站所有发电量出售给微软，为其电力需求巨大的人工智能数据中心提供能源。微软与星牌能源签订的协议为期20年，星牌能源表示，这是该公司有史以来签署的最大电力购买协议。微软计划到2025年其全球庞大的数据中心网络全部使用清洁能源。根据新浪财经，今年以来，发电厂价值逐渐受到认可，Constellation的股票价格已大幅上涨；Holtec International正在寻求美国能源部和密歇根州约18亿美元的资金，以重新启动其关闭的反应堆；NextEra Energy公司也曾表示考虑重启其关闭的爱荷华州反应堆，以为数据中心客户提供能源。 图2.星牌能源与微软达成协议后股价大幅上涨 核电凭借其持续运营的稳定性，获得微软青睐。高盛预测，到2030年，数据中心的电力消耗将占美国总电力需求的8%，而目前这一比例为3%。微软能源副总裁鲍比·霍利斯（Bobby Hollis）在接受媒体采访时表示，其购买的核能将用于芝加哥、弗吉尼亚、宾夕法尼亚和俄亥俄等地区的数据中心扩展。霍利斯表示，数据中心为核能提供了一个理想的客户，风能和太阳能的输出会有波动，而核电站通常是持续运行的，需要一个能够承接全部电力的客户，这使得销售云计算的科技公司成为理想选择。此外，根据快科技，2024年9月英伟达CEO黄仁勋在接受采访时表示，核电是满足数据中心节节增长能源需求的一种优秀选择，数据中心行业需要各种类型的能源，并在这些能源的可用性、成本以及随时间推移的可持续性之间取得平衡。 2AI推动电力系统运营智能化变革 南方电网发布“大瓦特”。8月16日，南方电网公司召开2024年“大瓦特”应用推广会，要求协同一致系统推进公司人工智能发展。大瓦特是专为电力系统设计的电力行业自主可控大模型，包括NLP(自然语言处理)大模型、CV(计算机视觉)大模型和科学计算大模型，具备意图识别、多轮对话、总结提炼、自动生成巡检报告、可视化数据服务等能力。通过上百万次训练，大瓦特在优化发电调整量、保障安全供电、新能源消纳等方面已能达到人类调度员水平。大瓦特智能客服大模型已经助力广东电网客服中心实现高频业务机器代人率达89.7%。 图3.南网人工智能团队演示“大瓦特”无人机机巡图像查缺功能 西门子推出基于数字孪生技术打造的能源管理系统。西门子数字化综合能源管控平台（MGMS-iEMS）是西门子基于数字孪生技术打造的用户侧能源生产与使用相结合的多能流综合能源管理系统。该系统依托于机理模型和数据模型，对系统内的分布式能源设备，能源转换设备（公用动力系统），各类负荷，以及储能设备建立起数学模型，通过人工智能和机器学习的手段，实现对系统的能源预测（负荷预测/发电预测）、优化调度、参数优化等功能。该平台主要服务微电网系统、楼宇园区等用户侧能源供输配用系统等。 图4.MGMS-iEMS应用示意图 3投资建议 建议关注：理工能科、朗新集团、安科瑞、东方电子、云涌科技、国网信通、远光软件、恒华科技、智洋创新等电力信息化相关标的。 4风险提示 电力市场化改革不及预期。电力信息化公司的需求依赖政策导向，具有政策推进不及预期风险。 电力行业竞争格局加剧风险。电力行业竞争格局相对稳定，但仍存在竞争格局加剧风险。 技术出现重大变革风险。若行业技术出现重大变革，目前行业格局或发生较大变化，具有一定风险。 宏观经济风险。倘宏观经济出现波动，电网公司等下游或缩减信息化支出。