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目錄TOC\o"1-2"\h\z\u一、800V直流架構下,北美數(shù)據中心配儲是AIDC發(fā)展的必然選擇 1英偉達發(fā)布800V白皮書,大功率趨勢確認 1大功率趨勢下,數(shù)據中心配儲勢在必行 1英偉達800V供電方案演進過程中,儲能已從可選項成為必選項 3二、“硬缺電”問題逐步嚴峻,數(shù)據中心配儲、SOFC成為快速補缺的首選方式 4三、OBBB法案:政策不改儲能剛需 8四、北美儲能標的有望迎來訂單快速增長期 風險分析 請參閱最后一頁的重要聲明一、800V直流架構下,北美數(shù)據中心配儲是AIDC發(fā)展的必然選擇英偉達發(fā)布800V白皮書,大功率趨勢確認AI800AI電力基礎設施的發(fā)展藍圖,明確了高壓直流成為未來AI數(shù)據中心供電的主流方案。單顆功率提升,機柜功率達到級別。AmpereHopper時B200、B300RubinKyber1MW級別。由此可見,系統(tǒng)效率更高、可擴展性更強、銅耗更少的高壓HVDC勢在必行。圖表1:GPU功率提升,單機柜功率已提升至MW級別偉大功率趨勢下,數(shù)據中心配儲勢在必行數(shù)據中心功耗波動較大。AI數(shù)據中心中,100%之間頻繁波動,這樣GPU芯片需要電源供給能夠快速變化,以適應自身負荷的波動需求,而電網則需要穩(wěn)定可預測的負荷以免出現(xiàn)電壓、頻率波動,這兩種矛盾的需求之間需要儲能來進行平衡。圖表2:數(shù)據中心集群功率波動非常頻繁偉典型GPU負荷波動周期可短至100ms,持續(xù)1-5s,然后幾分鐘后進入下一循環(huán)。針對數(shù)據中心負荷波動的不同周期,英偉達提出了兩級儲能概念:①電容儲能置于機柜內部,以解決100ms以下的波動為主;②電站級儲能置于數(shù)據中心并網點,可以解決10s及以上周期的波動。由此可見,電壓等級、能耗顯著上升的趨勢下,多維度穩(wěn)定電能的輸出成為重要考量,多時間尺度的儲能逐漸成為未來800V數(shù)據中心生態(tài)當中成為必選項。圖表電容適合毫秒級波動,電池適合秒級以上波動 圖表電容置于附近可以有效平抑波動偉 偉電網需要負荷具備可控性和可預測性,維持電網穩(wěn)定性,避免為峰值需求過度建設,并減輕輸電設施的壓力。英偉達在白皮書中提到,并網審批是AI工廠部署的主要瓶頸,這很大程度上是由于GPU負荷波動具有不可預測性。當GPU集群負荷波動時,可能導致電網電壓和頻率偏差超出可接受范圍,導致電網受到威脅,從而引發(fā)并網審批的延遲或拒絕。搭配儲能則可以有效解決該問題,加快并網的審批和數(shù)據中心建設的順利推進。英偉達800V供電方案演進過程中,儲能已從可選項成為必選項800V顯著提高線纜功率傳輸能力,且相比目前多種方案具備技術優(yōu)勢。英偉達在800V白皮書中闡述,交流線纜額定電流60-100A,若需在原有的415V/480V交流電壓下傳輸更大功率,則需要更多的連接設備,占用更多接口。采用800V直流供電后,可以簡化IT電源接口,精簡系統(tǒng)架構。英偉達800V方案同時具備技術成熟度和先進性的優(yōu)勢:受益于近年來成熟的光伏和電動汽車供應鏈,可SiCOCP主推的±400V43極斷路器,在技術上引入了復雜度;相比未來1500V方案,后者具備更大潛力,但仍有絕緣和安全問題。通過若干方案過渡后,SST有望成為數(shù)據中心供電的終極方案。英偉達提出了提供800V電源的若干過渡方案:①過渡方案1:保留UPS,增加ACDC環(huán)節(jié),改動最小但效率不高,增加了額外的轉換環(huán)節(jié)。②過渡方案2:取消UPS,改為設施級ACDC整流器(功率達到1.5MW級),仍需要從中壓變壓器低壓側引入480V交流電源。③終極方案:探索中壓整流器并進一步使用固態(tài)變壓器(SST)作為未來方案,容量高達7.5MW,可從13.8kV或35kV中壓交流直降800V直流,簡化電力結構。不論是終極SST解決方案,還是過渡方案,在供電架構中,儲能已從可選項成為必選環(huán)節(jié)。進一步從技術路線上,印證了數(shù)據中心配儲是AIDC發(fā)展的必然選擇。圖表5:800V供電方案的演進過程,儲能已從可選項成為必選項。偉二、硬缺電問題逐步嚴峻,數(shù)據中心配儲、SOFC成為快速補缺的首選方式2025-2028年美國AI19324971,三年約為55.7%。其中,較上一版本我們調升了對于英偉達芯片出貨量,考慮60%供美國本土,而其他供美國本土。圖表6:我們預計2028年美國AI需求帶來的電力側容量新增有望達到71GWGPU出貨(萬片)芯片功率片)服務器功率片)電力側容量功率(W/片)20242025202620272028電力側容量/GWyoy/%619190.3%3270.8%4951.4%7145.9%NVDA4006368168771200H200/H207001225147038054B20012002100252020224B3001400210025203587203000Rubin18003150378096400750RubinUltra360063006300177450AMD72100120140160M300(500W)500780101418M325(1000W)1000156020282430MI350(1-1.4KW)12001872243430708030MI40018002808365040110160GOOGL120300400500700V5e/p500781101612000V6e/p(600-900w)7501172152325010000V7e/p(1000w+)10001563203150300500700AWS20200230300360Trainium2/2.5-500W50078110162020030Trainium3-1000W+100015632031200300360Meta2590120140MTIAT-V17001094142225MTIAT-V1.512001875243890MTIAT-V2180028133656120140MSFT4080120VDA、AMD、Google、AWS、Meta、MSFT考慮穩(wěn)定可控電源,即排除掉太陽能、風電這兩種不穩(wěn)定電源之后,可控電源的總裝機反而是下降的,從2024923GW,主要因煤電退坡較快,油電也有下降,而氣電的增長不足以彌補前兩者退出所致,電池儲能近幾年才得到發(fā)展,也不足以彌補穩(wěn)定可控電源裝機的減少。若以穩(wěn)定可控電源裝機/峰值電力負荷之比作為電力系統(tǒng)穩(wěn)定度的標志,則根據過去若干年情況,該比值應在1.20左右圖表7:美國2025-2028年電源需求達到49、64、84、109GW年份2025E2026E2027E2028ENERC預測每年新增功率(GW,主要是常規(guī)負荷20202020常規(guī)負荷同時率0.70.70.70.7AI數(shù)據中心新增電力容量(GW)18.832.148.670.9數(shù)據中心負荷同時率0.60.60.60.6總新增負荷需求(GW)25.333.343.256.5穩(wěn)定可控電源需求(GW)30.339.951.867.8ERC、EIA考慮不同負荷的同時率(即負荷預測時應根據不同用電負荷之間彼此不會在同一時刻達到負荷最高點,應打一定折扣),則根據我們對未來美國AI數(shù)據中心電力容量需求,加上NERC對美國未來新增功率(約每年20GW,假設為常規(guī)制造業(yè)回流、再工業(yè)化等負荷)的預測。如上表所示,我們認為美國未來穩(wěn)定電源裝機需求,2025-2028年分別為30、40、52、68GW。為了滿足上述需求,目前來看,美國可以選取的解決方案主要包括:(搭配光伏、風電等可再生能源,也可作為頂峰電源單獨使用):交付迅速、度電成本具備顯著優(yōu)勢,反應速度快,調節(jié)性能好單體固態(tài)氧化物燃料電池):交付迅速,已實現(xiàn)與燃氣輪機的平價20GW的電源裝機需求。小堆核電(SMR):目前尚未有投運項目,建設周期長。羅伊斯等主要發(fā)動機制造商均有自己的航改燃機產品線。單臺商用渦輪發(fā)動機到燃氣輪機的標準改造平均需6–9燃氣輪機的潛在空間在2025-2028年預計為1.4-7.2GW。.要在不破壞原有核心平衡的情況下,加裝自由渦輪;2.燃料從航空煤油換成天然氣或柴油,燃燒溫度、火焰穩(wěn)定性與排放需重新驗證;3.控制系統(tǒng)需完成從飛行狀態(tài)控制發(fā)電穩(wěn)態(tài)控制的系統(tǒng)重構;.需考慮持續(xù)高溫下航空渦輪的材料壽命與冷卻改造等。圖表8:退役寬體、窄體機改造燃氣輪機的潛在空間在2025-2028年預計為1.4-7.2GW年份2025E2026E2027E2028E寬體機退役規(guī)模(架)510520470440平均單機功率(MW/架)50505050改造率-中性(%)5%10%20%30%改造率-樂觀(%)10%25%40%50%寬體機改造規(guī)模-中性(GW)1.32.64.76.6寬體機改造規(guī)模-樂觀(GW)2.66.59.411.0窄體機退役規(guī)模(架)620610590630平均單機功率(MW/架)15151515改造率-中性(%)1%2%4%6%改造率-樂觀(%)2%5%8%10%窄體機改造規(guī)模-中性(GW)0.10.20.40.6窄體機改造規(guī)模-樂觀(GW)0.20.50.70.9渦輪機改造規(guī)模合計(GW)-中性1.42.85.17.2渦輪機改造規(guī)模合計(GW)-樂觀2.77.010.111.9ERC,EIA 算圖表9:渦輪發(fā)動機向燃氣輪機改造的變化點一覽ERC、EIA因此,我們認為光儲、SOFC是目前美國滿足電力裝機需求較為可行的兩種方案。圖表10:根據不同配比,至2028年數(shù)據中心帶動的儲能新增需求或在85-340GWh之間年份2025E2026E2027E2028E穩(wěn)定可控電源需求(GW)30.3可使用的電源供給方式39.951.867.8氣電每年新增裝機(GW)10121520剩余裝機需求(GW)20.327.936.847.8其中SOFC(GW)0.51.02.04.0其中渦輪機改造(GW)1.42.85.17.2其中儲能(GW)18.524.129.736.7功率配比(下限)20%50%80%100%功率配比(上限)50%100%100%100%時長(h,下限)11.522時長(h,上限)46.088儲能容量(GWh,下限)3.718.147.673.4儲能容量(GWh,上限)36.9144.8237.9293.4ERC,EIA 算10-20GWSOFC2025-20280.5、1.0、2、42025-202820-44GW。考慮數(shù)據中心建設浪潮初期時尚可以消耗電力系統(tǒng)原先冗余,而后期電力系統(tǒng)出現(xiàn)功率硬缺口,功率配比逐漸朝100%發(fā)展。時長方面,僅起頂峰作用時時長約1-2h,但后期功率、電量均出現(xiàn)缺口時,考慮部分數(shù)據中心離網供電,需配置較多儲能用于提升冗余安全可靠性,有202873-293GWh之間。三、OBBB法案:政策不改儲能剛需OBBB法案(theOneBigBeautifulBill)又稱大而美法案,是特朗普上臺后為兌現(xiàn)競選承諾所提出的最大稅改法案其中對中國儲能企業(yè)的主要影響集中在稅收抵免(ITC/PTC)上。影響較大的條款在于外國實體限制:新增外國實體限制(PFE)。OBBB法案中外國實體的范圍擴大至光伏儲能領域的ITC/PTC補貼(原先只針對新能源車),2026年起含有來自PFE的實質援助無法獲得補貼,衡量標準為援助成本比率。關于PFE認定,其中較為重要的有:1)單個外國實體擁有該實體至少25%的股份,一個或多個指定的外國實體總共擁有該實體至少40%的股份,或該實體至少40%股權或15%債務由一個或多個指定的外國實體持有;2)根據合同、協(xié)議等向特定外國實體支付款項,同時該合同或協(xié)議規(guī)定該外國實體對該實體的任何合格設施、儲能技術、合格組件(關鍵礦物或其他組件)可進行有效控制。3)所有在中國注冊的母公司及子公司。以上均會被認定為PFE,而PFE援助成本比率過高則無法獲得補貼。圖表11:OBBB法案中生產補貼與投資補貼(PTC/ITC)變化:儲能不提前退坡,增加實體限制補貼類型補貼參數(shù)IRA法案OBBB法案-最終簽字通過版本邊際變化ITC投資稅收抵免(InvestmentTaxCredit)PTC(ProductionTaxCredit)
稅收抵免額度退坡節(jié)奏
ITC:基礎比例6%,符合勞工條件30%;如滿足本土制造、能源社區(qū)、低收計劃,可額外增加10%-50%PTC:基礎額度每KWh抵免0.3美分,若符合勞工條件每KWh抵免1.5美分
無變化2034/2035/2036年退坡25%/50%/100%;光伏和風能設施需要2026年7月4日前開工,或者2027年12月31日前投入使用;戶儲項目2025年底終止補貼;儲能不退坡①被禁止的外國實體(PFE)無法獲得補貼;
無變化風光電站、戶儲提前退坡;其他項目(含儲能)2034年開始退坡,刪除彈性退坡實體限制 ②2026年起后含有來自PFE的實質援助無法獲得補貼,衡量標準為援助成本比率
比例逐年降低,儲能的比例要求比風光更嚴格RA法案,OBBB法對于來自被禁止的外國實體的實質性援助:如果某設施的建設始于2025年12月31日之后,且其建設過程中包含有一定比例的來自被禁止的外國實體的任何實質性援助,則該設施不應被視為合格設施,進而無法獲得ITC/PTC補貼。具體來看,對于2026-2030年起開始建設儲能項目,非限制外國實體援助比例不得低于55%-75%。圖表12:各個項目的非外國實體援助比例應不低于以下值BBB法實質性援助比例的測算使用美國國稅局提供的安全港(SafeHarbor)表格,是美國官方根據市場調研數(shù)據測算的成本表格,并非使用實際采買成本。52%2645%的受限外國實體援助成本比例要求的上限。因此從法案內容來看,集成企業(yè)所用電芯是否被認定為受限外國實體的物質援助,是美國儲能電站能否拿到補貼的核心。但從實操層面來看,即使采用合格電芯,如果集成企業(yè)被認定為受限制外國實體,那么集成端是否會被整體認定為實質性援助,目前尚無定論,需要看最后法案具體實施情況。圖表13:儲能項目項目安全港表格(左為大儲,右為戶儲)稅 注:全港原文達為Safe年內開工的電站項目不受實體限制;年以后開工的項目,目前可行的處理方式有以技術授權:例如寧德時代與Tesla的技術授權合作。3)既定合同:年6月16混合供應:可以將不被定義為外國實體的產品(如技術授權、股權代持)與外國實體產能混合供應。圖表14:預計有可能不被界定為被禁止的外國實體的電芯儲能較少圖表15:不被界定為被禁止的外國實體的工廠通過混合供應,將能夠滿足更多需求對儲能集成企業(yè)來說,能夠讓客戶在沒有任何政策潛在風險的情況下拿到ITC/PTC補貼的方式,則是從電芯到集成完全排除被認定為受限制外國實體的可能性。這種模式下,國內主體對儲能集成工廠的持股比例預計需要下降至25%以內,同時需要采購外資電芯。以阿特斯為例,當前公司儲能集成業(yè)務在A股經營,此前電芯主要來自中國企業(yè),集成在國內基地完成,在禁止的外國實體和物質援助比例規(guī)定下,公司由于A股持股比例超過,且來自中國的電芯產品和集成業(yè)務將導致物質援助比例超過55%,客戶將不能獲得ITC/PTC補貼。為應對以上情況,阿特斯可能采取以下年搶開工:可解決部分2026年裝機需求;(2)采購外資電芯;(3)在泰國、美國分別新建電芯A2026H1投產,美32026ITC/PTC補貼。四、北美儲能標的有望迎來訂單快速增長期儲能系統(tǒng)及電池環(huán)節(jié)出貨國內/海外的利潤差異較大,海外尤其是北美客戶訂單單價及毛利率高于國內區(qū)域對AIDC配儲場景來說,客戶的核心訴求在于交付時效性,因此單位盈利會更高。例如從儲能集成來看,北美單位凈利潤目前在0.3-0.4元/Wh,國內儲能集成優(yōu)秀企業(yè)可達到0.02-0.03元/Wh,但大部分企業(yè)難以實現(xiàn)正向凈利。估值層面,本輪北美電力需求從燃氣輪機啟動、擴散至SOFC,再到光儲,因此我們以北美燃氣輪機龍頭為錨看
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