咱们以为DeepSeek带来AI行业本钱厘革、技巧厘革、生态厘革三个转折。闭于能源咱们保持三个前期观念稳定:算力需求伸长稳定;能效找寻稳定;绿色起色稳定。看好国内数据核心装备带来的电源国产代替机遇,以及技巧迭代加快后HVDC以及巴拿马电源和SST的起色机会。
DeepSeek R1开源模子于1月20日颁布,正在更低的本钱下告终和OpenAI o1相当的数学、代码、天然道话推理本事,不但饱励国内AI财富对海表的神速追逐,也为AI联系行业带来较大转折。咱们以为DeepSeek带来AI行业三个转折:本钱厘革,操练本钱和Token挪用价钱不到海表模子的30%;技巧厘革,冲破CUDA依赖,援手多样化GPU;生态厘革,开源模子,翻开多元化行使时间。咱们也保持三个前期观念稳定:算力需求伸长稳定;能效找寻稳定;绿色起色稳定。
比拟美国,中国固然互联网大厂正在过去2年本钱开支有12%的复合伸长,但仅为美国同业增速的不到三分之二、总量的不到相等之一。凭据IDC预测2025-27年国内人为智能办事器做事负载中越过70%将用于推理,仅不到30%为操练,以是纵使DeepSeek大幅低落操练算力,对国内打击相对较幼。凭据信通院,截止2022年尾中国算力领域302EFlops,贯串闭键云厂本钱开支和芯片出货预测,咱们估计2024-26年我国算力领域年复合增速希望抵达44%,策动2025/2026年新修数据核心8.0/9.1GW,对应530/633亿度增量用电。咱们估计2025年中国用电量增速6.1%,个中数据核心进献0.5pct。
凭据各厂的芯片和办事器参数,固然单瓦浮点算力以每代约1倍速度晋升,可是同时咱们也看到跟着效劳的晋升,办事器和机柜的功率参数以每代40-60%的比例晋升。而DeepSeek告终GPU白卡互联的本事,为国产芯片的大领域行使翻开了大门,正在经济上肯定存正在较强的上风,可是短期内正在能耗上与英伟达芯片依旧存正在差异。以是跟着国内数据核心中智算核心的比例晋升,单个数据核心的MW数将连续上升,乃至一致算力下恐怕晋升更速。这将带来供配电办理计划的技巧迭代加快从古板UPS向HVDC,以及另日巴拿马电源和SST的效劳更高形式起色。咱们估计国内AI配套电力修设市集空间2026年将抵达437亿元,对应2024-26年复合增速27%,个中HVDC,锂电池和办事器电源将告终更速伸长,分歧抵达77%/58%/36%。
与海表差别,中国电网特别安静,并不须要大批分散式电源直连去告终安静供应。2023年发改委、工信部《深化履行“东数西算”工程加快构修寰宇一体化算力网的履行看法》初度提出到2025岁尾,国度闭键节点新修数据核心绿电占比越过80%。正在十四五时代我国单元GDP二氧化碳排放消重18%的标的管理下,咱们估计各地算力核心将主动消纳新能源。对应到数据核心装备对新能源消纳的拉动,咱们估算2024-26年每年6~9GW的数据核心装备将带来18~27GW确当地新能源消纳本事。
看好国内数据核心装备带来的电源国产代替机遇,以及技巧迭代加快后HVDC以及巴拿马电源和SST的起色机会。咱们重申于《新型电力体系本钱篇:多维办理消纳题目,新能源迈入 2.0 时间》(2024.10.25)中关于配网装备,储能平价和风电起色的看好,咱们以为数据核心装备将加快国内能源转型和晋升新能源有用需求,绿色电源和数据核心耦合将成为趋向。财富链标的梳理,请见研报原文。
算力需求东升西降,DeepSeek开源希望策动我国AI装备和联系算力电力需求启航。咱们以为DeepSeek的胜利代表环球算力起色范式的更改。一方面,DeepSeek不依赖高职能GPU的性情,使其正在阴谋效劳上告终了明显晋升,且消重对提供严重的表部GPU资源依赖,为中国AI大模子开采供给了更可行和更经济的办理计划;另一方面,Deepseek的开源形式使其能够当地摆设,且有利于晋升数据安详性和收拾速率,这将加快国内AI行使的开采过程。跟着DeepSeek的胜利面市,咱们看好国内AI大模子和AI行使投资的加快,策动中国主权AI装备和AI电力需求神速伸长,缩幼与海表当先国度的差异。
凭据国度能源局,2022年寰宇数据核心用电量约2700亿度,占寰宇用电量~3%。凭据信通院,2022年寰宇算力领域抵达302Eflops(基于FP32等效),个中根底算力、智能算力领域分歧抵达120、178.5Eflops。凭据信通院,截至2022年尾,准则机架650万架(按准则机架功率2.5kw统计),对应数据核心装机功率累计25GW(咱们基于PUE假设1.55)。
1.根底算力一面,咱们贯串IDC预测,假设根底算力领域按2023-26年15%年复合增速伸长,2023/24/25/26年算力领域抵达138/159/183/210Eflops。假设功耗稳定(根底算力闭键基于CPU,比拟基于GPU的智能算力对应功耗无显著增补),以2022年装机领域为基数,对应年均新增装机3.8GW。
2.智能算力一面,咱们参考国内闭键云厂商CAPEX安放和芯片提供境况,以其CAPEX增速动作按照,假设2023/24/25/26年算力领域同比伸长10%/30%/60%/60%,到2026年领域伸长至653Eflops。正在此根底上,咱们思量随技巧提高和摩尔定律,国产芯片功耗低落(2022年GPU功耗49Gflops/W,2026年晋升至124Gflops/W),以及数据核心PUE连续低落(2022年1.55,到2026年低落至1.35),为援手上述算力领域2024/25/26年须要年新增智算数据核心装机量2.3/4.2/5.3GW。
3.综上,根底算力和智能算力合计希望正在2024/25/26年增补电力负荷6.1/8.0/9.1GW。落地到用电量层面,咱们基于一年8760幼时,假设根底算力、智能算力上架率分歧50%、100%,则上述新增数据核心装机领域对应每年新增数据核心用电量2024/25/26年分歧365/530/633亿度,拉动寰宇用电量0.4/0.5/0.6pct,占寰宇电力需求比重抵达3.4%/3.6%/4.0%。若推理需求加快带来算力领域伸长超预期,则有恐怕对电力负荷和用电量变成进一步拉动。
与美国境况差别,我国电力体系眼前供需格式趋于宽松,且电网保供本事较强,数据核心企业尚能够依赖电网供电告终AI大模子操练和推理,与核电、气电等安静电源签定直连保供允诺的需要性弱于美国同业,这也反过来给新能源供数据核心供给了机遇。从项目角度来看,已有比方新疆绿电智算核心,合盈数据智算核心等告终绿电和算力的耦合,采用UPS的供电组织。个中合盈数据智算核心项目正在张家口的蔚县、沽源、张北装备合计5.53GW装机容量的新能源电站,共分为13个新能源发电项目,年新增新能源发电量达130亿千瓦时,知足其怀来科技财富园算力集群超1GW负荷领域。为安静供电,新能源也安放设备储能体系,合盈数据“源网荷储”一体化演示项目首期540MW风电光伏已于2023年并网发电。项目通过电力市集化生意买通源网荷储的落地旅途,抵达了确保电能量与绿色情况权力的移动、绿电消纳、明显消重能耗、晋升能源使用效劳的功效。
1.国度计谋慢慢加强绿色电力与算力核心的耦合起色。早期计谋如2021年工业和新闻化部颁布的《“十四五”新闻通讯行业起色计划》和《新型数据核心起色三年活跃安放(2021-2023年)》鞭策晋升绿电应用比例。2022年国度起色变革委、国度能源局颁布的《“十四五”当代能源体例计划》进一步鞭策数据核心通过绿电生意应用可再生能源。2023年国度起色变革委、工业和新闻化部等颁布的《深化履行“东数西算”工程加快构修寰宇一体化算力网的履行看法》初度提出到2025岁尾,国度闭键节点新修数据核心绿电占比越过80%。2024年国度起色变革委、国度能源局颁布的《加快构修新型电力体系活跃计划(2024—2027年)》和国度起色变革委、工业和新闻化部等颁布的《数据核心绿色低碳起色专项活跃安放》重申并夸大这一标的。地方计谋也正在慢慢晋升请求。2021年北京请求新修数据核心绿电占比≥10%;2024年多地计谋向80%逼近。内蒙古、宁夏、甘肃等新能源大省供给充盈绿电援手。
2.国度对数据核心的碳排放目标提出了昭着请求。2021年国度起色变革委、工业和新闻化部等颁布的《闭于端庄能效管理饱励核心范围节能降碳的若干看法》请求晋升数据核心能效秤谌,鞭接应用可再生能源。2024年国度起色变革委、工业和新闻化部等颁布的《数字化绿色化协同转型起色履行指南》饱励数据核心采用智能化能源打点体系,晋升绿电应用比例,援手数据核心加入虚拟电厂等新型能源形式。地方计谋也正在慢慢晋升碳排放目标请求。2021年上海请求绿电占比≥10%,饱励绿电生意;
3.国度计谋对数据核心的PUE提出了昭着请求。2021年工业和新闻化部颁布的《新型数据核心起色三年活跃安放(2021-2023年)》和《“十四五”新闻通讯行业起色计划》均提出到2023年和2025年,新修大型及以上数据核心PUE消重到1.3以下。地方计谋对PUE的请求更为端庄。2021年北京请求新修数据核心PUE≤1.3,高PUE数据核心需改造;2021年上海及2022年甘肃、广东、内蒙古、宁夏均提出2025年PUE≤1.3;2022年广东、内蒙古等提出2025年PUE≤1.3,鞭策分散式光伏和储能。
数据核心装备有用激动我国新能源消纳,咱们估算,若2024-26年每年数据核心装备量6~9GW,思量使用幼时的三倍不同(数据核心6000幼时vs新能源2000幼时),可当地消纳18~27GW新能源,可供给的新能源增量消纳空间相当于新修2条特高压表送线途。
算力分为通用算力、超算算力和智能算力,行使场景和中央硬件有明显不同,以是对供配电体系需求亦有所差别。拆分来看:
1)云数据核心-通用算力:亦称为根底算力,芯片架构闭键以CPU为算力中央,闭键用于知足云阴谋和边沿阴谋等根底通用阴谋需求,无法高效收拾大领域并行阴谋职业。通用算力下游闭键为云办事商,闭键分为电信运营商(中国电信-天翼云、中国联通-联通云和中国搬动-搬动云)和互联网运营商(阿里云和华为云等)。以长江云互联网数据核心为案例,其阴谋额定功率为134kW(24台修设机架*7kW单机架功率输出*0.8须要系数),该项目选用240 kVA 模块化UPS电源(6个40kVA功率模块)。
2)超算核心-超算算力:闭键基于超等阴谋机,日常用于科学阴谋,超算核心修设往往具备高度定造化。凭据《超等阴谋数据核心供配电体系计划研商(江峰,《智能修造电气技巧》2022年第4期)》,以运算速率为300Pflop/s 的S1级超算核心(日常为国度级超算核心或国度级测验室)为例,阴谋节点的用电需求为25~28MW,高速汇集、存储等节点的用电需求合计2MW驾御。
3)智算核心AIDC-智能算力:日常采用芯片异构阴谋架构,贯串CPU、GPU、NPU、TPU等多种芯片,变成高并发的分散式阴谋体系。跟着智算需求的连续增补,眼前我国智算核心用电领域能够抵达100-200MW(凭据DTDATA,火山引擎内蒙古和林格尔算力核心一期机架功率达100MW),Vertiv预测另日希望攀升至300~500MW的秤谌。
智能算力亦可拆分为操练算力和推理算力,DeepSeek或撬动AI行使的推理算力需求,数据核心的能效比请求相应晋升。操练算力特意用于操练AI模子,收拾大批数据,亦有相对应的操练卡,比方英伟达A100等,更夸大单精度(FP32)和半精度(FP16)的高职能,由于操练找寻切确阴谋;推理算力用于神速收拾预操练好的AI模子,对应的推理卡以英伟达L20为代表,浮点运算本事请求较操练卡低,更闭切整数精度(INT8)来大幅普及阴谋效劳和消重功耗。DeepSeek的颁布和开源大幅缩进了模子层面差异,使AI起色重心从操练模子向行使落地倾斜,行使侧的推理算力需求相应上升。推理更珍视能效比,即单元能耗下的阴谋本事,使其更适合大领域摆设和永恒运转,咱们以为正在智能算力需求上行,且能效比厉重性日益晋升下,将策动数据核心供配电体系需求的组织性转折。
硬件层面的功耗膨胀表象,与DeepSeek等大模子平台迸发的AI推理需求变成叠加效应。凭据各厂的芯片和办事器参数,固然单瓦浮点算力以每代约1倍速度晋升,可是同时咱们也看到跟着效劳的晋升,办事器和机柜的功率参数以每代40-60%的比例晋升,闭键系办事器其它部件,比方内存、存储、汇集等亦正在同步晋升功耗。尽量DeepSeek大幅消重了操练本钱,可是正正在催生更广大的行使生态,策动推理需求神速上升,咱们以为操练向推理的切换并不会厘革功耗膨胀的大趋向,可是算力需求的组织性厘革使得能效比和碳踪迹逐步庖代纯正的算力目标,成为量度AI企业中央逐鹿力的要害维度。
综上所述,咱们以为AI数据核心将加快古板数据核心向智算核心AIDC的切换,瞻望后续,或将面对四大挑衅催化供配电体系迭代。
#1电能供应:电能消费随AIDC市集(推理算力需求策动)领域晋升和硬件功耗膨胀相应伸长,对电力接入、电能使用率和能源使用效劳(PUE)提出挑衅;
目前,数据核心供配电体系办理计划闭键为交换不间断电源(UPS)、高压直流电源(HVDC)、巴拿马电源和固态变压器(SST)。
1)UPS交换体系:数据核心最初应用UPS计划,且仍为眼前最主流的供配电计划。为保护牢靠性,UPS计划日常应用N+1、2N、DR、RR等供电架构,可是也不行避免地带来冗余变成的低效劳。凭据台达的数据,眼前UPS体系效劳为95.1%,全链途效劳86.6%。
2)HVDC高压直流体系:HVDC计划逐步被数据核心验证,正在中国市集率先扩散。HVDC体系能有用避免交换供电中的多次变流和变换进而淘汰能源转换耗费,拥有模块化、效劳高、牢靠性高、本钱更低等上风。HVDC修设本钱略低于古板UPS,且比拟古板UPS具备必定效劳上风,并可消重数据核心PUE,淘汰能源消费。凭据台达的数据,眼前HVDC体系集体效劳为95.1%,全链途效劳为88.3%(比拟UPS计划高1.7pct),而且占地面积比拟UPS计划淘汰约20%。
3)巴拿马电源体系:互联网公司数据核心的起色催化对供配电体系简化、淘汰辅帮援手修设空间等新请求,巴拿马电源计划应运而生。巴拿马电源基于HVDC计划将电途和磁途调解更始,供电传输一步到位,使得正在体系架构简便的同时晋升链途牢靠性。凭据台达的数据,眼前巴拿马电源体系集体效劳为97.5%(比拟UPS计划高2.4pct),全链途效劳为90.6%(比拟UPS计划高4.0pct),而且占地面积相较UPS淘汰约60%。
4)SST固态变压器体系:SST通过自愿管造将电力体系资源池化,按需调理供电,巩固数据核心供配电的牢靠性和使用率。SST动作具备双向充放电的“能源途由器”,能够告终另日新能源的接入调解,既可放大数据核心的能源根源,亦可激动新能源的消纳。凭据台达的数据,SST体系集体效劳为98.0%(比拟UPS计划高2.9pct),全链途效劳为91.1%(比拟UPS计划高4.5pct),而且占地面积相较UPS淘汰约80%。
比拟UPS,HVDC须要更少的转换阶段,以是具备更高的表面效劳,体系特别牢靠。HVDC中央组件为换流站,包罗换流变压器、换流器、滤波器、平波电抗器、无功积蓄装备等修设。效劳方面,凭据台达数据,HVDC市电直供体系/HVDC 2N体系/UPS 2N体系的集体效劳分歧为96.0%/95.2%/94.7%,比拟UPS有必定上风。除此除表,HVDC采用电池与电源并联体系,且中央功率单位采用间隔拓扑,体系集体牢靠性更高;正在负载分拨方面,UPS存正在三结交换电不均衡的题目,HVDC不受搅扰。
1)供电体系方面:目前旧例UPS体系由于2N冗余供电,大一面正在低负载下运转,而HVDC正在低负载下效劳相较UPS计划上风特别显著,以是除表面效劳差异表,HVDC体系正在应用中具备逾额效劳上风。
2)冷却体系:凭据NTT DATA,当采用HVDC时电源体系和机组发生热量相应淘汰,进而消重数据核心的PUE值;别的,正在数据核心功率晋升趋向下液冷排泄率走高,直流电比拟交换电更适配液冷计划。
3)办事器机组:古板办事器电源受电端通过UPS交换侧整流,再通过DC/DC变换供电;HVDC输入端变为直流,办事器内部电源可省去整流器闭节,直接将输出直流电通过DC/DC转换,进而消重办事器电源单位(PSU)的效劳损耗。
咱们以为供配电体系演进途径为晋升电压支柱日益晋升的功率需求+放大分散式能源接入。高电压行使方面,晋升电压能够淘汰体系中由多个降压闭节导致的损耗,且电压晋升后也会缩幼电缆截面,增补走线空间使用率,并消重电缆本钱;新能源接入方面,光伏和储能发电为直流,能够神速接入数据核心全直流体系,进而淘汰交直流转换的损耗,凭据NTT DATA,光伏直接接入直流体系比拟经电网接入可淘汰5%到10%的电能损耗。
全直流供电体系或为绿电耦合需求下的更优解。全直流供电体系计划为先将电网侧10kV交换电输入转化为750V直流电,该闭节将接入光伏、储能平分散式电源,并为直流空调室表机组供电;之后,将750V直流电降至400V为室内空调机组等供电,再进一步降至240V直流为照明和IT办事器等直流负载供电。咱们亦防卫到眼前市情上PSU由于思量UPS兼容性往往仅援手240V电压,思量到后续高电压HVDC体系增加后或激动直流计划PSU排泄率晋升,咱们看好另日饱励高电压直流电无需降压直接为办事器供电的计划,进一步淘汰体系中降压带来的损耗。
巴拿马电源计划具备高效劳、高牢靠性、高功率密度、高功率容量和保卫轻易等特色。2019年度数据核心准则峰会上,阿里巴巴连合厂商正在北京国度聚会核心正式推出了面向IDC的最新供电技巧“巴拿马电源”。比拟古板的HVDC计划,巴拿马电源柔性集成了10kVac配电、间隔变压、模块化整流器和输出配电等闭节,采用移相变压器庖代工频变压器,并从10kVac到240V dc全体供电链途做到了优化集成。凭据ODCC《巴拿马技巧白皮书》,比拟古板数据核心的供电计划,占地面积淘汰50%,其修设和工程施工量可精打细算40%,其功率模块的效劳高达97.5%。
巴拿马电源与古板HVDC体系的中央不同正在于移相变压器。比拟于古板供配电计划,巴拿马电源通过集成优化供电链途精打细算低压柜和配电柜,并通过移相变压器取代古板工频变压器来免除积蓄柜、电容积蓄、有源滤波柜,闭键系移相变压用具备多绕组,谐波含量闭键有3/5/7次谐波,畸变率幼于5%,以是不须要设备滤波器,免却功率因数调剂闭节。
上风#1:效劳高于眼前其他计划,轻载下上风更明显。比拟HVDC体系,巴拿马电源由古板变压器改为移相变压器,免却功率因数调剂闭节。凭据ODCC《巴拿马技巧白皮书》,巴拿马计划的移相变压器的效劳为99%,整流调压一面的峰值效劳为98.5%,集体峰值效劳可抵达97.5%。凭据某数据核心采用巴拿马电源与统一机房240VDC体系正在本质运转中的效劳数据,巴拿马电源计划正在20%/30%负载率下,比拟古板HVDC计划效劳晋升4/3pct,正在轻载下上风特别显著。别的,“巴拿马+一同市电”形式可进一步普及体系效劳,凭据台达预测,该体系集体效劳比拟2N巴拿马电源供电计划具备0.5pct上风。
上风#2:供电架构简便,占地面积淘汰。巴拿马电源通过淘汰配电/功率变换闭节&中压/低压融为一体来简化供电架构,有用淘汰占地面积,勤俭本钱。
上风#3:巴拿马电源计划集成水平高、修设总数少,以是交付速率速、采购本钱低。巴拿马电源集成了从中压输入到变压器,再到DC输出等多个闭节,可预造和预调试,以是入场光阴大大缩短。凭据台达的数据,眼前巴拿马电源2N体系/HVDC市电直供体系/UPS 2N体系装备周期为6/8/10月,且巴拿马电源体系正在现场安置调试闭节所用光阴仅为古板体系的30%-50%。别的,因为巴拿马电源精简了中心闭节,以是修设应用量亦相应淘汰,以ODCC《巴拿马技巧白皮书》案例来看,降本闭键来自于线缆等配套修设的本钱,投资本钱大大消重。
固态变压器(SST)采用多级架构和高频变压器,成为交换电网,新能源和直流供电数据核心之间更高效、更集成的接口。SST正在供配电体系中的效用闭键涉及三个阶段:
1)输入:将高压交换电转换为高压直流电。宽带隙半导体(如碳化硅和氮化镓)正在该流程中可通过消重开闭损耗、巩固热安静性并可以正在更高频率下做事,告终SST紧凑计划和功率密度晋升;无功功率积蓄能够与电网无缝集成并正在动态要求下安静电力输送。
2)间隔:通过高频变压器间隔并安排高压侧和低压侧之间的电压秤谌。高频变压器使用进步磁性资料(比方铁氧体和非晶态合金)消重磁芯损耗,同时连结高热安静性和功率密度,并与古板变压器比拟尺寸和重量明显减幼。
3)输出:将直流电从新转换为交换电或保存为直流电,并援手双向功率流,可告终分散式能源、储能体系和可再生能源的无缝集成。
眼前SST仍处于试点阶段,存正在由电压造式和拓扑器件成熟度题目惹起的牢靠性、可保卫性和应用类型等方面的题目。目前SST正在电动汽车充电和可再生能源范围率先试点,Amperesand将于2025年正在新加坡港面试用其基于碳化硅 (SiC) 的SST,用于双向电动汽车充电。
跟着我国数据核心财富起色带来差别需求,供配电体系随之演进。基于中国通服数字基修财富商量院对国内数据核心市集起色拐点复盘,并凭据HVDC技巧迭代放量光阴节点的对比,咱们发明科技驱动的数据核心需求组织转折和供配电体系迭代互相激动,而计谋和投资策动的数据核心需求边际转折往往饱励供配电新技巧放量。
1)云核心阶段(2010-2020年):古板办事器托管、机架租赁等IDC办事花样慢慢被云阴谋庖代,对大领域数据核心承载提出更大需求,策动集群扮装备、虚拟化和云阴谋需求兴隆,相应地,2008年HVDC技巧被电信运营商引入试点,正在大型云数据核心布景下登入汗青舞台。边际转折方面,2014年需求云化+降本诉求催化HVDC劈头正在互联网运营商数据核心增加,找寻降本增效;2017年劈头计谋和本钱管控趋厉,策动南网、四大行等古板行业央企和大型政企客户劈头联贯引入HVDC技巧。
2)算力核心阶段(2020年至今):人为智能起色驱动数据云存储及阴谋、智能算力、边沿算力等需求连续伸长,需求向“云阴谋大型、超大型 IDC+智能阴谋当地化中型数据核心+边沿阴谋幼微型 IDC”三级更改,相应地阿里巴巴于2020年引入巴拿马电源计划,支柱算力大幅上升的电力提供需求。2023年劈头由海表鼓动的大模子操练竞赛策动操练算力需求,操练卡能耗神速伸长饱励支柱高功率密度的电力提供需求;2025年DeepSeek横空出生,推理侧更珍视“细水长流”,对能效比和绿电耦合提出新的请求。
HVDC连结高装机增速,但UPS仍居市集主流。纵向对比,因为HVDC行业联体系计算少,咱们通过HVDC新增装机容量和UPS市集领域的CAGR举行对比。2019-2022年HVDC体系正在数据核心年新增装机CAGR为23%,而同期UPS行业市集领域CAGR为11%;横向对比,凭据智研筹议数据,2021年HVDC占比约为12%,UPS仍以78%排泄率处于主导名望。
复盘汗青,咱们以为HVDC体系排泄率保持低位并非技巧逐鹿力不如UPS,而是对口高效供配电体系的下游需求侧动力不敷所致。拆分来看:
#1眼前HVDC相对UPS的效劳当先上风未拉开差异,改换动力不敷。凭据前文中提到的数据,UPS 2N体系和HVDC 2N体系效劳分歧为94.7%和95.2%,比拟较下HVDC仅具备0.5pct上风,叠加眼前UPS计划特别成熟,正在中幼用户的本质应用场景中效劳差异进一步缩幼。
#2 HVDC正在办事器PSU闭节存正在兼容性题目,导致电压品级受限/分表能耗耗费。目前市情上交换供配修设成熟且一般实用,PSU多援手AC/DC转换,但对DC/DC援手有限,思量到HVDC行使领域幼,PSU厂商往往保存AC/DC转换效用,市情上险些没有十足基于纯直流的PSU产物。若采用通用PSU,则会存正在整流器导致能耗耗费的题目,同时仅援手240V的HVDC,无法兼容更高的电压秤谌。
#1数据核心领域大幅晋升,供配电体系功率晋升的绝对收益凸显。上文中提到眼前我国智算核心用电领域能够抵达100-200MW,Vertiv预测另日希望攀升至300~500MW的秤谌,正在数据核心领域上升趋向下效劳差异绝对收益晋升。
#2绿电耦合将策动下一代全直流体系增加,排泄率晋升后修设兼容题目或将改进。咱们上文提到更高电压的直流供电体系将成为另日趋向,以是咱们看好下一代HVDC(750V以上电压)希望晋升排泄率,为高功率机柜供给更优办理计划,闭键由Meta、微软饱励(眼前海表市集直流计划市占率较低)。本质行使中,750V以上电压的直流电将直接进入PSU,排泄率晋升后亦将策动直流PSU产物增量(正在该电压下无法应用兼容交换的PSU),所以避免整流闭节变成的能耗耗费。
再来回来咱们上文中基于AIDC起色趋向提出的四大挑衅,咱们以为HVDC仍旧给出数据核心供配电体系演进宗旨的谜底:
#1电能供应:HVDC体系通过更少的转换阶段具备比拟UPS更高的体系效劳,淘汰能源损耗,更适合推理算力的高能效比需求。向后瞻望,全直流体系进一步引入开采周期更短的光伏和储能平分散式能源,知足井喷能源需求,普及能源使用效劳。
#2空间使用:HVDC体系能够通过集成多闭节修设(比方巴拿马电源体系),大幅淘汰空间,抵消一面由供电需求陡升变成的数据核心供电体系占用空间膨胀趋向。
#3投资本钱:HVDC体系正在占地面积(土修等根底举措联系本钱)、体系效劳(电力本钱)自己相对UPS体系具备上风,晋升电压晚辈一步降本(直接消重电缆本钱,分散式能源接入亦间接消重电力本钱)。
#4装备周期:HVDC预造集成模组大幅缩短交付周期,且具备必定扩展性。眼前智算核心装备时时时未昭着AI芯片型号,且具备另日扩容需求,HVDC体系可通过预造预调试大幅简短交付周期,避免数据核心装备周期由调试变成的延期,比方阿里巴巴的巴拿马电源体系和腾讯T-train。思量到由DeepSeek 策动的新一轮AI竞赛日月牙异,更低的操练本钱亦导致技巧迭代和开采提速,咱们以为数据核心动作算力支柱,装备周期和矫捷性厉重性相应晋升。
AI数据核心高功率起色趋向下,咱们看好细分修设赛道中HVDC增速希望领跑。基于前文测算,咱们估计2024-2026E我国算力领域(普算+智算)复合增速44%,对应新增算力领域复合增速85%,思量GPU功耗低落(2024-2026E单瓦算力复合增速31%)和数据核心PUE低落(2024-2026E复合降速2%)后,对应新增数据核心装机量复合增速23%。对应到配套电力修设方面,咱们估计国内AI配套电力修设市集空间2026年将抵达437亿元,细分赛道来看,咱们估计HVDC、锂电池备电两大闭节正在排泄率晋升驱动下希望告终增速领跑(2024-2026E复合增速分歧77%、58%);办事器电源(AC/DC)、柴油发电机正在单价晋升驱动下亦希望分歧告终36%(高功率电源模块单价晋升)、32%(柴油发电机环球产能严重价钱晋升)的增速、跑赢行业。
咱们看好国内数据核心装备带来的电源国产代替机遇,以及技巧迭代加快后HVDC以及巴拿马电源和SST的起色机会。按AI供配电财富链拆分来看:
UPS和HVDC方面:UPS市集逐鹿激烈,HVDC厂商头部效应较为显著。拆分来看,凭据智研筹议数据,2023年国内市占率前三的UPS厂商分歧为科华数据、华为和Vertiv,对应市占率16%/14%/12%,施耐德电气、伊顿、艾默生等国际龙头亦占领必定份额;HVDC方面,凭据DCMAP,龙头分歧为中恒、台达和Vertiv,2022年CR3高达90%。
巴拿马电源体系方面:HVDC龙头中恒电气、中达电通(台达)和Vertiv均有构造。中恒电气推出巴拿马1.0电力模组,和腾讯(2021年中标t-train火车头框架采购项目)、阿里巴巴(2021年中标巴拿马电源框架项目)等互联网巨头均有合作无懈;台达最早和阿里巴巴于2016年起启动巴拿马电源研发,是最资深的巴拿马电源厂商;Vertiv是国内微模块市集龙头,正在数据核心体系集成和预造交付方面气力强劲,同时正在国际HVDC市集当先,具备供给从供电到液冷等数据核心配套归纳办理计划的本事。
移相变压器方面(巴拿马电源中央修设):伊戈尔加入阿里巴巴的巴拿马电源移相变压器的研发,率先告终巴拿马电源移相变压器的从部件到成套供应的冲破,是数据核心细分宗旨的变压器龙头。别的,特变电工,保变电气动作国内变压器行业龙头,亦为移相变压器国内闭键供应商。
正在能源安详诉求下,美国眼前线向于通过核电、气电等安静古板电源知够数据核心电力需求,但咱们以为中国正在双碳标的指引下数据核心电力将走出更聚焦新能源的一条起色道途。国度发改委、工信部颁布的《数据核心绿色低碳起色专项活跃安放》夸大到2025年新修数据核心绿电占比越过80%,并搜索绿电会合供应形式,饱励数据核心与新能源资源的深度整合。咱们以为,一方面,我国电力体系供需格式趋于宽松,数据核心希望成为新能源电力消纳的中坚力气;另一方面,新能源光伏和储能直流畅过HVDC架构接入数据核心希望消重电力损耗、告终双赢,而且买通源网荷储一体化的贸易形式闭环。咱们看好不但仅是算力需求迎来东升西降,正在海表能源组织右转的压力下,国内也希望迎难而上,成立新能源起色的东升西降。
AI行使落地不足预期:咱们估计我国算力领域正在AI行使起色下将迎来高增速扩张,进而策动AI电力修设投资和新能源消纳,若AI行使起色正在技巧或资源层面遭遇阻力,或带来AI行使落地不足预期危险。
供应链危险:目前HVDC计划正在AI电源行业排泄率仍较低,而AI电力修设供应链其他闭节供应商(如PSU修设)为保护赢余要供应市占率更高的UPS计划产物,或惹起体系兼容性题目,恐怕对HVDC计划正在数据核心本质行使中发生负面影响。别的,咱们也防卫到巴拿马电源计划正在云厂数据核心行使计划定造化水平较高,存正在由特定公司供给的非标产物,若特定公司出货受阻,或变成供应链的担心静性。
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