智慧能源系列专题报告(一)：算力篇：从CHATGPT看算力增长对电力行业的影响

　　本篇报告分析了ChatGPT 引发人工智能算力增长背后数据中心（IDC）需求增长对电力市场的影响，以及“双碳”和“东数西算”背景下“绿色IDC+一体化清洁能源基地”协同发展的必然性和可行性。

    　　人工智能兴起、数字经济发展带动算力增长，智能算力、IDC 用电需求增长可观：ChatGPT 再次引发全世界对人工智能关注热潮，人工智能发展背后需要强大的算力支撑，对应基础设施是高性能的服务器集群——数据中心（IDC）。数据中心同时也是数字经济的重要底座，2019 年中国数字经济对经济增长贡献率达到了 60% 以上。随着AI 和产业数字化转型等多样化算力需求场景涌现，预计算力需求每年将以20%以上速度快速增长，相应的对IDC 的需求也在飞速增长。智能算力用电需求庞大，根据我们测算，ChatGPT 平均年耗电可达2.58 亿千瓦时。IDC 更是耗电大户，2021 年全国IDC 的耗电量超2100 亿千瓦时，到2025 年预计将增长至近4000 亿千瓦时，占全国用电量比重预计从2021 年2.5%增长至2025 年5%左右。算力需求爆发和IDC 快速发展带来的电力需求增长非常可观。

    　　“东数西算”政策加持和成本优势突出，西部地区建设IDC 成为趋势：西部地区土地、用电和人力价格低廉，气候适宜，建设IDC 成本优势突出。数据中心密集的东部地区工商业平均电价约为0.676 元/度，西部地区工商业平均电价约为0.541 元/度，电力成本优势明显。此外，数据中心能耗约40%用于制冷，如果可以利用自然环境冷却将极大降低成本，东部地区年平均气温约为18.3℃，西部地区年平均气温约为10.7℃，十分有利于降低制冷成本。根据估算，环境温度每降低1℃，10 万服务器规模的数据中心每天可节省电费9.6 万元。在政策端，“东数西算”政策提出规划建设10 个国家数据中心集群，其中5 个位于中西部地区，将东部算力有序引导西部。政策导向和成本优势使西部地区建设数据中心成为趋势。

    　　“双碳”目标推动IDC 改善能源结构，“风光水火储一体化”清洁能源基地助力建设绿色数据中心：PUE 指标要求愈来愈严，最新技术已能将PUE 值降至1.1 以下，通过降能耗方式降碳已然面临瓶颈，从能源结构突破实现进一步降碳成为数据中心的必然选择，政策端也鼓励数据中心采用清洁能源。

    　　传统风光发电波动性大，与数据中心对电源稳定性要求存在结构性矛盾。根据我们测算，传统风光电场发电功率难以满足标准IDC 用电需求，“绿电直购”方式受限。为保证能源供应清洁低碳、高效稳定，“风光水火储一体化”大型清洁能源基地应运而生。“十四五”规划9 大清洁能源一体化基地，其中7 座位于中西部地区，使未来绿色数据中心全部使用清洁能源具备现实基础。我们测算了在清洁能源占比分别提升至60%、90%情况下，数据中心碳排放量将降低40.25%、80.51%。在数据中心用电量全国占比可观背景下，改善数据中心能源结构对实现“双碳”目标意义重大，“绿色数据中心+清洁能源一体化大基地”协同发展模式具有可行性和必然性。

    　　推荐标的：清洁能源一体化大基地参与者、协同发电技术及设备供应公司等，建议重点关注华能国际。

    　　风险提示：数据中心建设不及预期，清洁能源一体化大基地建设不及预期等。