电力AI系列报告五:美国缺电研究:数据中心建设重塑美国电力格局.pdf

要点
如何看待美国缺电成因?我们认为,美国缺电的核心原因是数据中心资本开支预期持续增强,基于此,Grid Strategies对美国2025-2030年夏季峰值负荷增长的预测已从24年的64GW大幅上调至25年的166GW。数据中心资本开支预期与实际需求之间存在错配,实际需求与基建能力之间也存在一定错配,这都使得数据中心实际落地节奏具有不确定性。
储能、SOFC等调节电源能有效弥补负荷缺口。美国未来新增电源装机以气电为主,EIA预计当前项目规划下26-30年将新增气电装机7/7/16/8/7GW,而其余稳定电源基本无新增,同时煤电机组将面临较大退役压力。截至2025年10月中旬,自2023年1月起的美国数据中心储备项目规划容量已达到245GW,随着数据中心持续投运,峰值负荷会水涨船高,单靠稳定电源将难以满足负荷需求。基于不同的数据中心落地节奏,我们对美国缺电程度进行测算。若不考虑调节性电源,未来数据中心建设节奏为5年90GW/10年245GW/8年245GW/5年245GW时,2030年负荷缺口分别为2/35/65/157GW;若考虑调节性电源,则以上四种情形下均能满足负荷需求。
负荷增长区域特征明显,主要集中在数据中心建设密集区。未来美国电力峰值负荷增长主要集中在ERCOT、PJM等输电区域,核心推动因素是数据中心。PJM和ERCOT是美国数据中心的主要建设区域,截至26年1月,PJM的弗吉尼亚州、ERCOT的得克萨斯州计划中的数据中心容量分别为34.19GW、26.60GW。前者具有低延迟的网络优势、后者具有丰富天然气资源的电力优势。
PJM:数据中心需求激增推动夏季峰值负荷将从26年的156GW增长至36年的222GW,叠加有效装机容量减少的影响,PJM电力备用裕度在25/26年度下降至18.6%,跌破20%的安全值,这导致其容量电价从24/25年度的28.92美元/兆瓦天飙升至25/26年度的269.92美元/兆瓦天。PJM正通过政策调整来加快电源建设,同时提高稳定电源建设优先级。截至25年6月,PJM已有46GW发电项目签署并网协议,并有11.8GW以气电为主的项目进入快速审批通道。
ERCOT:丰富的天然气资源、更低的电价、更快的并网审批速度使其成为新规划数据中心的首要选址。截至2025年11月8日,ERCOT已收到226GW大型负载互联申请,其中包括数据中心164GW,这将推动其夏季峰值负荷从2025年的87GW增长至2030年的138GW,ERCOT预测其电力系统可靠性将在2028年转向不足。为了应对这一情况,ERCOT正在加快储能、气电这类能有效增强电力系统可靠性的电源建设,截至2025年底,ERCOT共有441GW发电项目处于电力互联申请队列中,其中包括175GW储能和54GW气电。
投资建议:美国缺电问题带来电力系统可靠性需求提升,燃气轮机、电力设备、储能等方向有望充分受益。1)燃气轮机:市场高景气背景下海外燃气轮机头部企业产能存在瓶颈,看好中国企业持续提升份额,建议关注东方电气(A+H)、上海电气(A+H)等。2)电力设备:美国电网基建需求增长,看好存在供给瓶颈的变压器环节,建议关注金盘科技、思源电气、伊戈尔;Al电源架构升级能有效提升电源效率,看好HVDC、SST方案持续放量,建议关注盛弘股份、四方股份、麦格米特、禾望电气。3)储能:短期内能有效增强电力系统可靠性,建议关注阳光电源、阿特斯。
风险分析:AI数据中心建设不及预期风险;出口美国贸易风险;原材料价格波动风险。

我们的创新之处
1、从数据中心资本开支预期、实际需求、基建能力之间存在错配的角度,深度探讨了美国缺电的核心原因。
2、基于不同的数据中心落地节奏,我们对美国缺电程度进行了测算,同时讨论了调节性电源对于负荷缺口的弥补作用。
3、具体分析了美国各区域负荷增长存在结构性差异的原因。
4、深度探讨了数据中心建设对美国未来负荷增长最快的两个区域PJM、ERCOT的影响,同时对其缺电问题的成因、现状、对策进行了具体分析。
股价上涨的催化因素
1、数据中心建设超预期:若数据中心建设超预期,将随之拉动相关产业链需求包括燃气轮机、储能等电源端以及电网设备、AI电源等配电端,这有利于推动相关公司股价上涨。
2、美国缺电担忧超预期:美国缺电的担忧来自于数据中心资本开支预期持续增长,以及数据中心资本开支预期、实际需求、基建能力之间存在错配,若以上因素推动市场对于美国缺电担忧持续加剧,将有利于推动相关公司股价上涨。
3、合作进展超预期:市场持续关注中国相关产业链公司在美国市场业务的进展,若中美公司相关合作进展或订单落地超预期,将有利于推动相关公司股价上涨。
投资观点
美国缺电的结构性问题正转化为长期、确定性强的投资机会,燃气轮机、电力设备、储能均是受益方向。随着电力系统可靠性需求提升,以上方向具有不断释放需求的增长动力。1)燃气轮机:市场高景气背景下海外燃气轮机头部企业产能存在瓶颈,看好中国企业持续提升份额,建议关注东方电气(A+H)、上海电气(A+H)等。2)电力设备:美国电网基建需求增长,看好存在供给瓶颈的变压器环节,建议关注金盘科技、思源电气、伊戈尔;Al电源架构升级能有效提升电源效率,看好HVDC、SST方案持续放量,建议关注盛弘股份、四方股份、麦格米特、禾望电气。3)储能:短期内能有效增强电力系统可靠性,建议关注阳光电源、阿特斯。

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