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AI算力正在改写电力增长曲线:2025年全球数据中心用电量约4850亿千瓦时,其中AI专用数据中心用电同比增长约50%。当算力负荷以高增速、高密度、集中化的方式扩张,电力从哪里来、怎么送、由谁兜底,就成了绕不开的问题。这份证券研究报告从政策演进、绿电直连技术路径与商业模式、项目落地现状、经济性测算一直讲到产业链受益标的,试图回答一个问题:算电协同与绿电直连,能否支撑起能源新基建的估值重塑。
核心判断
- 2026年3月“算电协同”首次写入《政府工作报告》,随后四部门联合印发行动方案,从试点示范迈向规模落地。
- 国家枢纽节点新建算力中心绿电占比须≥80%、PUE≤1.1,算力设施与绿电被政策强制绑定。
- 650号文确立以荷定源、新能源年自用电量占比不低于60%、上网电量一般不超20%的机制框架。
- 截至2026年6月底全国已审批约100个绿电直连项目,配套新能源装机约34.1GW,河北与内蒙古合计约占65%。
- 典型100MW项目在80%清洁能源覆盖、PPA电价0.29元/千瓦时下,无杠杆IRR约5.5%、股权IRR约7.5%。
脱水解读
算力用电正在成为电力增长的主力
报告给出的全球图景是:2025年全球数据中心用电量约4850亿千瓦时,同比增长17%,其中AI专用数据中心用电同比增长约50%,贡献了当年数据中心用电增量的七成以上。国际能源署预计到2030年这一数字将翻倍至约9500亿千瓦时,占全球电力需求的比重由1.5%升至约3%。
中国的情形同样紧张。2025年全国算力中心用电量约1700亿千瓦时,占全社会用电量约1.6%,增速领跑全社会用电量;全国一体化算力网络八大枢纽节点算力用电近三年年均增速约39.5%,远高于全社会用电量平均增速。国家能源局预计“十五五”期间全国算力用电量年均新增超1000亿千瓦时,到2030年约达8000亿千瓦时,占全社会用电量比重升至约6%。
三重错配逼出算电协同的国家战略地位
算力需求爆发式增长,使传统电力消纳模式面临三重错配矛盾,报告由此引出构建与人工智能发展深度适配的能源保障体系的必要性。破解之道被指向绿电直连:推动能源资源配置方式从被动响应转向主动适配,既通过源网荷储协同规划提升供电可靠性,满足算力负荷高密度、不间断的运行需求,也依托电力市场机制和数字化调控手段引导算力负荷灵活参与电网互动。
政策节奏相当紧凑。2023年12月,发改委等部门在《关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》中首次在国家层面提出“算力电力协同”;2026年3月,“算电协同”首次写入《政府工作报告》,国家发改委、国家能源局、工信部、国家数据局四部门随后联合印发行动方案。
该方案要求国家枢纽节点新建算力中心绿电占比≥80%、PUE≤1.1,倒逼算力设施与绿电深度绑定。2026年9月11日国常会研究算力网建设,提出“推动算电协同、算网融合,加快绿电直连、源网荷储等项目落地”。《新型电力系统建设“十五五”规划》则明确“十五五”期间全国电网投资突破5万亿元,较“十四五”增长超30%,算电协同首次列为新型电网六大核心建设方向之一。
绿电直连:绕开公网的专线供能模式
绿电直连是指算力设施与新能源电站专线直连、绕过公用电网输送环节的供能模式,本质属性为专线供电、不经公网、碳排放核算清晰。报告特别指出,该模式是唯一被欧盟CBAM机制认可的绿电供应模式,可切实解决出口型企业的碳排放合规问题,同时减少绿电来源争议、提升企业绿色竞争力。
机制约束在2025年5月落地。发改委、能源局650号文确立以荷定源,即按用户需求反向规划装机与储能,并要求新能源年自用电量占发电量比例不低于60%、上网电量一般不超过20%。2026年5月两部委进一步印发688号文《关于有序推动多用户绿电直连发展有关事项的通知》,支持工业园区、零碳园区、增量配电网就近接入新能源,打开“一对多”的规模化空间。
在商业模式上,报告梳理出绿电物理直供、源网荷储一体化、虚拟电厂直供三大核心模式,三者在技术架构、适用场景及经济性上各有侧重。
项目落地:审批快、投运仍在爬坡
目前绿电直连的国家政策已形成“准入—定价—多用户扩围”三层框架。项目硬约束包括:并网型项目按以荷定源配置新能源,新能源年自发自用电量占总可用发电量的比例原则上不低于60%,占用户总用电量的比例不低于30%,并在2030年前提高至不低于35%;上网电量一般不超过总可用发电量的20%;未连续运行现货市场的地区,原则上不得向公共电网反送电。
截至2026年9月底,国内绿电直连已由政策试点转入“地方细则密集出台、项目集中审批、少量标杆投运”的阶段。国家能源局统一口径显示,截至2026年6月底,全国已审批约100个项目,配套新能源装机约34.1GW,2026年7—9月地方仍在新增批复和公示。区域上,河北、内蒙古是审批数量和装机规模最集中的区域,截至2026年5月底的不完全统计,两地分别公示约40个和39个项目,合计约占已统计项目数量的65%;宁夏、青海、新疆、山西、辽宁随后跟进。
负荷侧主要集中于数据中心、电解铝、钢铁冶金、电池及负极材料、绿色氢氨醇、零碳园区等场景。其中数据中心是绿电直连最确定的主力场景:全年全天候运行、负荷稳定、对电价高度敏感,电费约占下游租赁成本的45.5%。全国已审批约100个项目中,数据中心/算力中心相关项目13个,按配套新能源装机规模计算占比约8%。
经济性:IRR可行,降本要靠全链路精算
数据中心电费占运营成本比例较高,因此每度电节省几分钱,在GW级、全年高利用小时的负荷下也会形成可观金额。报告以典型100MW项目测算:在80%清洁能源覆盖比例、PPA电价0.29元/千瓦时条件下,数据中心每年可节约电费约0.7亿元,项目无杠杆IRR约5.5%、股权IRR约7.5%。该回报率表明绿电直连已经具备商业可行性,且IRR对PPA价格、储能成本、专线距离和利用率高度敏感。
报告强调,数据中心绿电直连的经济价值,本质上不是“省掉全部过网费”,而是通过新能源专线供电、长期PPA、单一容量制输配电费、减少自发自用电量对应的系统运行费与线损,以及源荷储协同调度,重新分配发电侧、负荷侧和电网之间的成本与收益。
由此给出的降本顺序是:先选区域和政策,再做小时级源荷匹配;先压专线和接网容量,再决定储能规模;先通过风光互补和柔性算力消纳,再以储能填补剩余缺口;最后通过PPA、现货交易和辅助服务优化现金流。
技术方案:SST加构网储能补齐供电短板
在供电架构层面,报告以新风光SST+构网储能一体化方案为例。SST支撑全直流供电架构,主攻变电降耗与绿电接入,但无法独立解决电网异常下不间断供电难题;构网储能承担电网支撑、能量调峰与应急供电功能,二者协同实现供电高效化、电网稳定化、部署集成化、运营低碳化。
区别于传统UPS与柴油机组的被动应急模式,高压级联构网储能可在电网故障时分秒级无缝切入供电,省去柴油机预热启动时间,杜绝算力业务中断;构网型储能还具备主动支撑电网能力,自主平抑电压、频率波动,抵御短路、瞬时停电等极端工况,适配西部新能源配套算力基地的电网环境。
二者形成新型配电闭环后,数据中心从“依赖市政市电+柴油兜底”转向“绿电直供+固态变电+储能备用”的低碳新模式。报告提到,存量IDC节能改造、新建超算项目均在加速落地这套一体化方案;AIDC微电网则融合“1+3+3”技术体系,提供并网型、离网型、增强型微电网三大场景化供电能力。对数据中心而言,并网型方案在供电可靠性、经济成本、政策合规性及实施可行性上综合优势明显,是现阶段更可行、更主流的选择。
产业链:源网储荷算五位一体与四大赛道
报告将算电协同产业链概括为“源—网—储—荷—算”五位一体:上游绿电生产为算力提供低碳基荷电源,西部绿电富集区电价低至0.3元/度以下;中游特高压跨区输送、智能微网、构网型储能保障供电连续性,SST适配800V HVDC成为技术趋势;下游AI数据中心作为柔性负荷参与需求侧响应;平台调度则由电力预测调度、虚拟电厂、绿电交易为全链路赋能。
受益赛道被分为四类。绿电运营方面,商业模式从“发完电找市场”转为“以荷定源”,项目回报从市场化博弈变为类合约现金流,枢纽节点资源卡位、低成本绿电指标与配套储能能力决定受益顺序。火电方面,算力负荷特征使顶峰容量与调节资源的稀缺性定价抬升,盈利结构转向“固定收益托底+弹性收益增厚”,定价逻辑需从“周期性电量资产”切换为“系统可靠性资产”。
能源基建及电力设备方面,“十五五”5万亿元电网投资构成基本盘,叠加AIDC供电架构升级与每个直连项目本身的“专线+微网+源网荷储”增量工程,报告称这一赛道赚的是确定性资本开支的钱,订单可见度最高。大储系统集成商方面,储能同时占据政策红线与技术刚需两个位置,650号文要求自用电量占比不低于60%,风光出力与算力7×24小时负荷之间的缺口必须由储能填补;叠加现货套利与辅助服务,储能从成本项变为收益项。报告还提示了三类风险:地方配套细则与审批推进可能慢于预期;煤价超预期上涨且电价传导受阻将挤压火电利润;绿证价格波动与定制高压变压器、开关设备18—24个月交付周期可能拖累项目进度。
图说解读
算力用电的两条增长曲线
2025年全球数据中心用电量约4850亿千瓦时,国际能源署预计到2030年翻倍至约9500亿千瓦时;中国算力中心用电量2025年约1700亿千瓦时,国家能源局预计到2030年约达8000亿千瓦时。两条曲线都指向同一结论:算力用电的增速远高于全社会用电量平均增速。
中国算力用电占全社会用电量的比重将从约1.6%升至约6%,这意味着算力负荷不再是可以忽略的边缘增量,而是电力平衡表中必须单独考虑的一块。报告还提到,主流机构对2030年中国算力用电量的预测区间为5000至8000亿千瓦时,预测分歧本身也说明这一领域的不确定性较高。
算电协同政策一路升格
从2023年12月首次提出“算力电力协同”,到2026年3月写入《政府工作报告》,再到2026年9月七部门方案与国常会部署,算电协同在不到三年时间里完成了从概念到国家顶层战略的跃迁。政策密度在2026年明显加快,5月的688号文与9月的两份文件前后衔接,形成准入、扩围、落地的完整链条。
2026年9月4日七部门方案要求国家枢纽节点新建算力中心绿电占比≥80%、PUE≤1.1,这是把算力设施与绿电深度绑定的硬指标。配套的《新型电力系统建设“十五五”规划》则给出投资口径:“十五五”期间全国电网投资突破5万亿元,较“十四五”增长超30%。
项目审批的区域集中度
截至2026年5月底的不完全统计,河北和内蒙古分别公示约40个和39个项目,两地合计约占已统计项目数量的65%。这一分布与绿电资源禀赋、算力枢纽布局高度吻合:张家口、怀来是京津冀枢纽的核心数据中心集群,蒙西则是风光资源与电价优势突出的区域。
宁夏、青海、新疆、山西、辽宁随后跟进。枢纽节点资源卡位、低成本绿电指标与配套储能能力,决定受益顺序,这解释了为何报告在标的逻辑中反复强调区域布局。截至2026年6月底,全国已审批约100个项目、配套新能源装机约34.1GW,而2026年7—9月地方仍在新增批复和公示,审批扩容仍在继续。
绿电直连三种商业模式
报告将算电协同模式下的绿电直连归纳为三大核心商业模式:绿电物理直供、源网荷储一体化、虚拟电厂直供。三者在技术架构、适用场景及经济性上各有侧重,物理直供强调专线供电与碳排放核算清晰,源网荷储一体化的特点是以荷定源、源荷同步规划同步建设同步投产,虚拟电厂直供则侧重聚合柔性负荷参与电网互动。
其中源网荷储一体化被报告称为当前算电协同项目的主流形态:专用线路或园区微电网直供,储能平抑波动,可调节算力负荷参与电网削峰填谷。对数据中心而言,并网型方案在供电可靠性、经济成本、政策合规性及实施可行性上综合优势明显,能够平衡“快速、稳定、低碳、低成本”的复合需求。
100MW项目的经济性账本
这组数字回答的是绿电直连能不能算得过账。以典型100MW项目测算,在80%清洁能源覆盖比例、PPA电价0.29元/千瓦时条件下,数据中心每年可节约电费约0.7亿元,项目无杠杆IRR约5.5%、股权IRR约7.5%。报告据此判断,该回报率表明绿电直连已经具备商业可行性。
IRR对PPA价格、储能成本、专线距离和利用率高度敏感,未来还有较大提升空间。也正因为敏感,报告才强调降本需要全链路精算:先选区域和政策,再做小时级源荷匹配;先压专线和接网容量,再决定储能规模;最后通过PPA、现货交易和辅助服务优化现金流。
四大赛道的受益逻辑拆解
报告把受益标的分为四大赛道,每条的底层逻辑并不相同。绿电运营赚的是商业模式重构的钱,从“发完电找市场”转为“以荷定源”,项目回报从市场化博弈变为类合约现金流;传统火电赚的是系统可靠性定价的钱,盈利结构转向“固定收益托底+弹性收益增厚”。
能源基建及电力设备赚的是确定性资本开支的钱,5万亿元电网投资叠加AIDC供电架构升级,报告称其订单可见度最高;大储系统集成商则同时占据政策红线与技术刚需——650号文要求自用电量占比不低于60%,风光出力与算力7×24小时负荷之间的缺口必须由储能填补,储能在现货套利与辅助服务中从成本项变为收益项。
- · 以荷定源重构盈利
- · 类合约现金流
- · 顶峰调节价值重估
- · 系统可靠性资产
- · 5万亿电网投资
- · 订单可见度最高
- · 政策红线加技术刚需
- · 成本项变收益项
产业链五环节的分工
报告强调,算电协同并非单一的数据中心建设,而是围绕算力负荷与电力供给动态匹配形成的系统工程。上游绿电生产为算力提供低碳基荷电源,西部绿电富集区电价低至0.3元/度以下;中游由特高压跨区输送、智能微网、构网型储能保障供电连续性,SST适配800V HVDC成为技术趋势。
下游AI数据中心作为柔性负荷参与电网需求侧响应,实现“算随电动+电随算动”双向优化;平台调度层面的电力预测调度、虚拟电厂、绿电交易则为全链路赋能。这条链条的价值在于把发电侧、负荷侧和电网之间的成本与收益重新分配,而不是简单地省掉过网费。
风险集中在三个方向
报告列出三类风险。政策落地风险在于,算电协同及多用户绿电直连政策在国家层面已密集出台,但地方配套细则与落地执行速度可能慢于预期,若地方电网接入评估及审批流程推进缓慢,将直接影响项目规模化推广节奏。
收益受损风险指向火电:若煤炭价格超预期上涨且电价传导机制受阻,将直接挤压火电企业利润空间;若容量电价政策执行力度不及预期,火电将顶峰调节能力转化为稳定辅助服务收益的逻辑将受损。进度制约风险则来自两方面:绿证价格大幅波动可能削弱绿电直连的经济性与环境溢价优势;定制高压变压器、开关设备等核心电气设备交付周期长达18-24个月,或将直接拖累项目建设进度。
数据解读
| 指标 | 数值 | 单位 | 出处 |
|---|---|---|---|
| 全球数据中心用电量(2025年) | 4850 | 亿千瓦时 | 一、算电协同升维国家战略 |
| 全球数据中心用电量同比增速(2025年) | 17 | % | 一、算电协同升维国家战略 |
| AI专用数据中心用电同比增速(2025年) | 50 | % | 一、算电协同升维国家战略 |
| 全球数据中心用电量(2030年预测) | 9500 | 亿千瓦时 | 一、算电协同升维国家战略 |
| 中国算力中心用电量(2025年) | 1700 | 亿千瓦时 | 一、算电协同升维国家战略 |
| 八大枢纽节点算力用电近三年年均增速 | 39.5 | % | 一、算电协同升维国家战略 |
| 中国算力用电量(2030年预计) | 8000 | 亿千瓦时 | 一、算电协同升维国家战略 |
这组数据勾勒出算力用电的基本盘。全球层面,2025年数据中心用电量约4850亿千瓦时,同比增长17%,其中AI专用数据中心增长约50%,贡献了当年增量的七成以上;到2030年预计翻倍至约9500亿千瓦时,占全球电力需求比重由1.5%升至约3%。 中国层面,2025年算力中心用电量约1700亿千瓦时,占全社会用电量约1.6%,但八大枢纽节点近三年年均增速约39.5%,远高于全社会平均。“十五五”期间全国算力用电量年均新增超1000亿千瓦时,到2030年约达8000亿千瓦时,占比升至约6%。算力负荷呈现高增速、高密度、布局集中化的特征,这正是传统消纳模式难以匹配的根源。
| 指标 | 数值 | 单位 | 出处 |
|---|---|---|---|
| 新能源年自用电量占发电量比例下限 | 60 | % | 二、绿电直连技术路径与商业模式 |
| 新能源年自用电量占用户用电量比例(当前) | 30 | % | 三、核心应用场景与典型案例 |
| 新能源年自用电量占用户用电量比例(2030年前) | 35 | % | 三、核心应用场景与典型案例 |
| 上网电量占总可用发电量比例上限 | 20 | % | 二、绿电直连技术路径与商业模式 |
| 已审批绿电直连项目数(截至2026年6月底) | 100 | 个 | 三、核心应用场景与典型案例 |
| 配套新能源装机(截至2026年6月底) | 34.1 | GW | 三、核心应用场景与典型案例 |
| 河北与内蒙古项目合计占比(截至2026年5月底) | 65 | % | 三、核心应用场景与典型案例 |
| 数据中心相关项目占配套装机比例 | 8 | % | 三、核心应用场景与典型案例 |
政策约束的核心是“以荷定源”。650号文要求新能源年自用电量占发电量比例不低于60%、上网电量一般不超过20%;对用户侧则要求自用电量占总用电量比例不低于30%,并在2030年前提高至不低于35%。未连续运行现货市场的地区,原则上不得向公共电网反送电。这些数字共同界定了绿电直连“专线供电、不经公网”的本质属性。 项目层面,截至2026年6月底全国已审批约100个项目、配套新能源装机约34.1GW,河北与内蒙古合计约占已统计项目数量的65%。全国已审批项目中数据中心/算力中心相关项目13个,按配套装机计算占比约8%,报告认为如果AI算力扩张兑现,这一比例可能逐步上升。
| 指标 | 数值 | 单位 | 出处 |
|---|---|---|---|
| 测算项目规模 | 100 | MW | 三、核心应用场景与典型案例 |
| 清洁能源覆盖比例 | 80 | % | 三、核心应用场景与典型案例 |
| PPA电价 | 0.29 | 元/千瓦时 | 三、核心应用场景与典型案例 |
| 年节约电费 | 0.7 | 亿元 | 三、核心应用场景与典型案例 |
| 项目无杠杆IRR | 5.5 | % | 三、核心应用场景与典型案例 |
| 股权IRR | 7.5 | % | 三、核心应用场景与典型案例 |
| 电费占下游租赁成本比例 | 45.5 | % | 三、核心应用场景与典型案例 |
| “十五五”全国电网投资 | 5 | 万亿元 | 一、算电协同升维国家战略 |
经济性测算是整份报告的关键支撑。100MW典型项目在80%清洁能源覆盖、PPA电价0.29元/千瓦时条件下,每年节约电费约0.7亿元,无杠杆IRR约5.5%、股权IRR约7.5%。报告据此认为绿电直连已具备商业可行性,同时提示回报对PPA价格、储能成本、专线距离和利用率高度敏感。 需求侧的敏感性来自成本结构:电费约占下游租赁成本的45.5%,因此每度电节省几分钱,在GW级、全年高利用小时的负荷下也会形成可观金额。供给侧的支撑则来自投资:“十五五”期间全国电网投资突破5万亿元,较“十四五”增长超30%,算电协同首次列为新型电网六大核心建设方向之一。
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