1、 敬请阅读末页的重要说明 证券研究报告|行业深度报告 2023 年 03 月 21 日 推荐推荐（维持）（维持）智慧能源系列专题报告（一）智慧能源系列专题报告（一）算力篇算力篇 周期/环保及公用事业 本篇报告分析了本篇报告分析了 ChatGPT 引发人工智能算力增长背后数据中心（引发人工智能算力增长背后数据中心（IDC）需求）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+一一体化清洁能源基地”协同发展的必然性和可行性体化清洁能源基地”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

2、、人工智能兴起、数字经济发展带动算力增长，智能算力、IDC 用电需求增长用电需求增长可观：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

3、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“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：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

4、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“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：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

5、 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%

6、。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：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：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。行业规模行业规模 占比%股票家数（只）217 4.4 总市值（亿元）30044 3.6 流 通 市 值（亿元）25768 3.7 行业指数行业指数%1m 6m 12m 绝对表现 -1.0 5.4 4.1 相对表现 2.2 5.3 11.8 资料来源：公司数据、招商证

7、券 相关相关报告报告 1、环 保 公 用 事 业 行 业 周 报（20230319）：第二产业用电需求修复明显，1-2 月风光发电增速亮眼2023-03-19 2、环 保 公 用 事 业 行 业 周 报（20230311）：中特体系下央企价值有待重估，建议关注“火转绿”标的2023-03-12 宋盈盈宋盈盈 S01 -20-15-10-50510Mar/22Jul/22Nov/22Feb/23(%)环保及公用事业沪深300从从 ChatGPTChatGPT 看算力增长对电力行业的影响看算力增长对电力行业的影响 敬请阅读末页的重要说明 2 行业深度报告 正文正文目录目录 一

8、、人工智能兴起、数字经济发展带动 IDC 增长，用电需求增长可观.4 1、ChatGPT 引发人工智能热潮、数字经济发展带动算力需求快速增长.4 2、数据中心是算力的基础设施、智能算力和数据中心用电量增长可观.5 二、“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：.7 1、西部地区数据中心建设成本优势突出.7 2、“东数西算”助力中西部地区数据中心建设、IDC 厂商积极布局西部.7 三、“双碳”目标推动 IDC 改善能源结构，“风光水火储一体化”清洁能源基地助力绿色数据中心建设.9 1、传统 IDC 能源使用率低、绿色数据中心建设成为未来方向.9 2、PUE 指标达到技术

9、上限、改善能源结构成为绿色数据中心降碳必然选择.9 3、传统风光发电无法满足 IDC 能源供应要求.10 4、“风光水火储一体化”大型清洁能源基地助力建设绿色数据中心.12 四、推荐标的.14 五、风险提示.15 图表图表目录目录 图 1：ChatGPT 模型训练参数增长量.4 图 2：我国智能算力规模、预测及同比（EFLOPS）.4 图 3：2021 年我国算力结构.4 图 4：2016 年以来我国数字经济规模（万亿元）.5 图 5：2016 年以来我国算力规模及同比（EFLOPS）.5 图 6：数据中心服务器集群.5 图 7：我国 IDC 市场规模及同比.6 图 8：我国在用机架数及同比.

10、6 图 9：数据中心用电占全国用电量比重.6 图 10：IDC 主要分布的东西部地区工商业电价（元/度）.7 图 11：IDC 主要分布的东西部地区气温（）.7 图 12：八大国家算力枢纽节点布局图.8 图 13：传统数据中心能源消耗结构.9 图 14：数据中心 PUE 政策要求演变图.9 图 15：2021 年度国家绿色数据中心 PUE 值.10 图 16：宁畅浸没式液冷服务器 B7000，PUE1.05.10 mMrQXXeXaYaYrV8ZMB6McM8OmOrRoMmPlOqQnOkPoMpN8OtRpPNZoOpOMYtQvN 敬请阅读末页的重要说明 3 行业深度报告 图 17：不同

11、发电方式二氧化碳排放量(g/kWh).10 图 18：风光发电出力曲线.11 图 19：2021 年不同发电方式年平均利用小时数.11 图 20：截止 2022 年 2 月各发电集团签约一体化基地规模.14 图 21：2022 年各发电集团签约一体化项目规模及个数.14 表 1：ChatGPT 用电量测算.6 表 2：自然环境温度对数据中心冷却成本的影响.7 表 3：三大运营商及互联网厂商在西部地区数据中心布局规划.8 表 4：标准数据中心需求功率/风光发电实际功率.11 表 5：中国大型陆地风电场装机规模.11 表 6：“十四五”规划中 9 大清洁能源一体化基地.12 表 7：国家鼓励数据中

12、心采用清洁能源政策梳理.13 表 8：不同能源结构下 ChatGPT 二氧化碳排放量及减少比例.13 表 9：2022 年华能集团签约一体化基地项目.14 敬请阅读末页的重要说明 4 行业深度报告 一、一、人工智能兴起、数字经济发展带动人工智能兴起、数字经济发展带动 IDC 增长，用电需求增长可观增长，用电需求增长可观 1、ChatGPT 引发人工智能热潮、数字经济发展带动算力需求快速增长引发人工智能热潮、数字经济发展带动算力需求快速增长 人工智能热潮再起，智能算力提供支撑：人工智能热潮再起，智能算力提供支撑：自 2022 年 11 月 30 日 OpenAI 公司发布智能聊天机器人 Chat

13、GPT 以来，引发全世界范围内对人工智能关注热潮。ChatGPT 上线不到一周用户突破 100 万，2 个月后用户达到 1 亿，成为史上用户数增长最快的消费者应用。根据 Open AI 公布资料，ChatGPT 每次训练需要的参数量呈指数级增长。要满足如此庞大的用户访问量和模型训练量，背后离不开强大的智能算力支撑。算力表示数据中心服务器对数据进行处理后实现输出结果的一种能力，分为基础算力、智能算力和超算算力，基础算力以 CPU 芯片输出的计算能力为主，智能算力以 GPU、FPGA、AI 芯片等输出的人工智能计算能力为主；超算算力以超级计算机输出的计算能力为主。算力常用计量单位为每秒执行的浮点数

14、运算次数（FLOPS）。人工智能行业渗透率逐年提升，我国智能算力规模快速增长：人工智能行业渗透率逐年提升，我国智能算力规模快速增长：随着人工智能在互联网、金融、工业等行业的渗透率快速提升，我国智能算力需求飞速增长，2021 年在总算力中占比达到 52%，超过基础算力。2022-2023 中国人工智能计算力发展评估报告显示，2022 年中国智能算力规模达 268 EFLOPS(百亿亿次/每秒),预计到 2026 年中国智能算力规模将达到 1271.4 EFLOPS。20212026 年期间，预计中国智能算力规模年复合增长率达 52.3%。图图1：ChatGPT 模型训练参数增长量模型训练参数增长

15、量 图图2：我国智能算力规模、预测及同比（：我国智能算力规模、预测及同比（EFLOPS）资料来源：Language Models are Few-Shot Learners、招商证券 资料来源：IDC、招商证券 图图 3：2021 年我国算力结构年我国算力结构 资料来源：中国算力指数发展白皮书 2022、招商证券 数字经济发展带动算力需求快速增长：数字经济发展带动算力需求快速增长：算力是数字经济发展的重要支撑，2021 年我国算力总规模超过 202EFLOPS（每秒浮点运算次数），近五年年均增速超过 30%，算力规模排名全球第二。随着 AI 和产业数字化转型等多样化算31.775155.226

16、8427640.7922.81271.40%20%40%60%80%100%120%140%160%02004006008000200222023E 2024E 2025E 2026E智能算力规模同比47%52%1%基础算力智能算力超算算力 敬请阅读末页的重要说明 5 行业深度报告 力需求场景涌现，预计算力总需求每年将以 20%以上速度快速增长。根据中国信通院测算，算力每投入 1 元，将带动 34 元的经济产出。2021 年我国算力产业规模达到 2.6 万亿元，直接和间接分别带动经济总产出 2.2 万亿和 8.2 万亿元。2012 年至 2021 年

17、，中国数字经济规模从 11 万亿元增长到超 45 万亿元，数字经济占 GDP 比重由 21.6%提升至 39.8%。图图 4：2016 年以来我国数字经济规模（万亿元）年以来我国数字经济规模（万亿元）图图5：2016 年以来我国算力规模及同比（年以来我国算力规模及同比（EFLOPS）资料来源：CEIC、招商证券 资料来源：信通院、工信部、招商证券 2、数据中心是算力的基础设施、智能算力和数据中心是算力的基础设施、智能算力和数据中心用电量增长可观数据中心用电量增长可观 数据中心是产生算力的基础设施：数据中心是产生算力的基础设施：产生算力的基础设施是高性能的服务器集群数据中心（IDC）。根据 Op

18、enAI披露的资料显示，ChatGPT 训练阶段算力消耗约为 3640PF-days(即假如每秒计算一千万亿次，需要计算 3640 天)，需要 78 个投资规模 30 亿、算力 500PFLOPS 的数据中心才能支撑运行。图图 6：数据中心服务器集群：数据中心服务器集群 资料来源：鲜枣课堂、招商证券 我国数据中心增长旺盛：我国数据中心增长旺盛：得益于互联网产业、数字经济快速发展驱动，我国数据中心市场规模高速增长，机架数目稳定上升。根据工信部统计，截至 2021 年底，全国在用超大型和大型数据中心超过 450 个，智算中心超过 20 个。截止 2022 年 6 月，我国在用数据中心机架总规模超过

19、 590 万标准机架，服务器规模近 2000 万台。22.627.231.335.839.245.5000020%10%20%30%40%50%60%05002001920202021我国算力规模同比 敬请阅读末页的重要说明 6 行业深度报告 图图7：我国：我国 IDC 市场规模及同比市场规模及同比 图图8：我国在用机架数及同比：我国在用机架数及同比 资料来源：能源数字化转型白皮书、招商证券 资料来源：工业和信息化部、招商证券 人工智能、数据中心电力需求可观：人工

20、智能、数据中心电力需求可观：ChatGPT 每次运行需要消耗大量电力，根据我们的测算，ChatGPT 年耗电量平均可达 2.58 亿千瓦时。数据中心更是耗电大户，电力成本占运营成本的 60%左右。根据中国 IDC 圈数据，2021年全国数据中心的耗电量超 2100 亿千瓦时，到 2025 年我国的数据中心耗电量预计将增长至近 4000 亿千瓦时，数据中心耗电量占全国用电量比重预计将从 2018 年的 1.6%增长至 2025 年的 5.8%。另外，在 A100 等高性能芯片禁运背景下，我国数据中心建设面临“叠加数量换性能”处境，人工智能、数据中心的用电量将会进一步提升。ChatGPT 耗电量测

21、算：ChatGPT 底层语言模型为 GPT-3（目前已更新至 GPT-4，但模型参数尚未公开），有175B 参数，与另一种大型语言模型 BLOOM 相近（BLOOM 有 176B 参数），BLOOM 单次查询耗电量0.00396 千瓦时，可以认为 ChatGPT 与其一致。根据 Similarweb 数据，ChatGPT 2023 年 2 月访问量达到 10亿次，平均每日 0.36 亿次。假设用户每次访问查询问题数目为 1 个、5 个和 10 个，我们测算了这几种情况下ChatGPT 年耗电量分别可以达到 0.52 亿、2.58 亿和 5.16 亿千瓦时，计算过程如表 1 所示。表表 1：Ch

22、atGPT 用电量测算用电量测算 查询查询 1 1 个问题个问题 查询查询 5 5 个问题个问题 查询查询 1010 个问题个问题 每日访问量/亿次 0.36 0.36 0.36 每日查询总量/亿次 0.36 1.79 3.57 单次查询耗电/10-3千瓦时 3.96 3.96 3.96 单日耗电量/万千瓦时 14.14 70.71 141.43 年耗电量年耗电量/亿千瓦时亿千瓦时 0.520.52 2.582.58 5.165.16 资料来源：Similarweb Data、Language Models are Few-Shot Learners、招商证券 图图 9：数据中心用电占全国用电

23、量比重：数据中心用电占全国用电量比重 资料来源：智研咨询、工信部、IDC 圈、招商证券 32.4%29.8%27.2%43.3%34.6%5.8%14.1%0%10%20%30%40%50%0.0500.01,000.01,500.02,000.02,500.03,000.03,500.04,000.02016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023E中国数据中心市场规模（亿元）同比36.1%39.4%27.0%30.0%13.5%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%35.0%40.0%45.0%00500600

24、7002002020212022H1在用数据中心机架规模（万标准机架）同比1.9%1.9%2.2%2.4%2.7%2.6%5.80%0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%01,0002,0003,0004,0005,000200025E数据中心用电量(亿千瓦时)占全国总用电量比例 敬请阅读末页的重要说明 7 行业深度报告 二、二、“东数西算”政策加持和成本优势突出，西部地区建设“东数西算”政策加持和成本优势突出，西部地区建设 IDC 成为趋势成为趋势 1、西部地区数据中心建设成本优势突出西部地区数据中心建设成本优势突出 电价低

25、廉降低运行成本：电价低廉降低运行成本：算力增长带动 IDC 建设需求旺盛，东部地区应用需求大，但建设 IDC 的土地、用电、人力成本过高，能耗指标紧张，建设 IDC 性价比较低。IDC 分布较多的北京、上海、广东、江苏等相对东部地区平均工商业电价为 0.676 元/度，而甘肃、宁夏、贵州等西部地区平均工商业电价为 0.541 元/度，电价成本差异明显。气候适宜节省制冷成本：气候适宜节省制冷成本：空调冷却能耗占数据中心能耗的 40%左右，如果能利用自然环境温度免费降温可以极大降低能耗。根据我们统计，东部地区平均温度约为 18.4，而西部地区平均气温约为 10.7，对降低冷却能耗成本十分有利。根据

26、中国气象数据网统计，按工业平均电价每千瓦时 0.5 元计，数据中心所在地气温每降低 1，10 万台服务器的标准数据中心机房每天可节约 9.6 万元。我们也进行了相关测算，每摄氏度环境温度下降可降低冷却成本约 10%，电价按 0.5 元/千瓦时计，10 万台服务器规模的数据中心每日节省电费可达 7.2 万元。图图10：IDC 主要分主要分布的东西部地区工商业电价（元布的东西部地区工商业电价（元/度）度）图图11：IDC 主要分布的东西部地区气温（）主要分布的东西部地区气温（）资料来源：国家电网、招商证券 资料来源：天气网、招商证券 自然环境温度对数据中心冷却成本影响测算：假设服务器数量 10 万

27、台，每台功率 0.5 千瓦，则总功率 5 万千瓦，并假设冷却功率与服务器功率相同，根据对加州圣何塞的 Cisco 数据中心研究，提高数据中心机房温度从 20 升高至 24，冷却水供水温度从 6.6 升高至 8.8，该数据中心冷却成本节约了 21.9%，由于节省的为冷水机组的运行能耗，可以认为环境温度降低 2.2时这部分能耗也将节省，即每摄氏度降低冷却成本约 10%，电价按 0.5 元/千瓦时，则数据中心每日节省电费可达 7.2 万元。表表 2：自然环境温度对数据中心冷却成本的影响：自然环境温度对数据中心冷却成本的影响 每摄氏度降低能耗 10.00%单服务器功率/千瓦 0.6 服务器数量/台 1

28、00000 总功率/千瓦 60000 每小时节省电量/千瓦时 6000 平均度电成本/元/千瓦时 0.5 每天节省电费每天节省电费/元元 7200072000 资料来源：提高数据中心设计温度的可行性及节能分析、招商证券 2、“东数西算”助力中西部地区数据中心建设、“东数西算”助力中西部地区数据中心建设、IDC 厂商积极布局西部厂商积极布局西部“东数西算”助力中西部地区数据中心建设：“东数西算”助力中西部地区数据中心建设：为解决我国供需失衡、失序发展等问题，国家启动“东数西算”工程，引导数据中心向西部资源丰富地区集聚，实现有序发展。2021 年 5 月，国家发改委等四部门联合发布全国一体化大数据

29、中心协同创新体系算力枢纽实施方案明确提出布局全国算力网络国家枢纽节点，规划在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁0.541 0.676 00.10.20.30.40.50.60.70.8陕西甘肃宁夏四川内蒙贵州西部平均北京天津上海江苏浙江广东东部平均10.7 18.4051015202530 敬请阅读末页的重要说明 8 行业深度报告 夏等 8 地启动建设国家算力网络枢纽节点，将东部算力需求有序引导到西部，优化数据中心建设布局，促进东西部协同联动。2022 年 2 月，国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知，同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成

30、渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等 8 地启动建设国家算力枢纽节点，并规划了 10 个国家数据中心集群，我国“东数西算”项目正式启动。图图 12：八大国家算力枢纽节点布局图：八大国家算力枢纽节点布局图 资料来源：发改委、中国战略新兴产业 、招商证券 三大运营商、互联网厂商积极布局：三大运营商、互联网厂商积极布局：在成本优势和“东数西算”政策助力下，三大运营商和相关互联网巨头积极响应，着力布局西部地区，西部地区建设数据中心成为趋势。表表 3：三大运营商及互联网厂商在西部地区数据中心布局规划：三大运营商及互联网厂商在西部地区数据中心布局规划 名称 时间 相关规划 中国电信 2020 明确“2+4+31

31、+X”布局，其中2为内蒙古和贵州数据中心园区，4为京津冀、长三角、粤港澳大湾区和成渝四个枢纽的布局；31+X为包括甘肃、宁夏两个枢纽在内的为31省及X个重点城市的布局。在2+4区域拥有机架规模40万个，并将进一步优化东西部比例，由7:3调整至“十四五”末的6:4。中国移动 2022 中国移动(广西)数据中心一期工程建成投产，总投入25亿元，可容纳1.5万个机架，22.5万台服务器，将为打造面向东盟的数字丝绸之路提供新动能。此外广西移动已在全区建成数据中心30处，遍布14个设区市。中国联通 2022 加快京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝区域四大国家东数枢纽节点新型数据中心新建、扩建项目，满足国

32、家重大区域发展战略实施需要。华为 2021 在中国布局五大数据中心，其中贵安、乌兰察布是华为云一南一北两大云数据中心，贵安数据中心一期已投入使用，规划为华为全球最大的云数据中心，可容纳100万台服务器。阿里云 2016 张北数据中心已于2016年9月投产，部署国内云计算数据中心规模最大的浸没式液冷集群，乌兰察布超级数据中心于2020年6月开始正式对外提供云计算服务，阿里云西部云计算中心及数据服务基地于2020年11月落户成都。资料来源：各公司官网及新闻、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 9 行业深度报告 三、三、“双碳”目标推动“双碳”目标推动 IDC 改善能源结构，“风光水火储一体化”清洁能

33、源改善能源结构，“风光水火储一体化”清洁能源基地助力绿色数据中心建设基地助力绿色数据中心建设 1、传统传统 IDC 能源使用率低、绿色数据中心建设成为未来方向能源使用率低、绿色数据中心建设成为未来方向 数据中心向低碳绿色转型：数据中心向低碳绿色转型：传统数据中心能源消耗高，使用效率低，早期数据中心 IT 设备能源消耗占比不到 50%，PUE 指标高达 2。国家和地方出台一系列针对数据中心低能耗、高质量发展的政策要求，倡导建立绿色数据中心。PUE 表示数据中心能源使用效率，计算方式为：PUE=数据中心总能耗/IT 设备能耗，其中数据中心总能耗包括IT 设备能耗和制冷、配电等系统的能耗，PUE 值

34、大于 1，越接近 1 表明非 IT 设备耗能越少，即能效水平越好。政策不断要求降低数据中心政策不断要求降低数据中心 PUE 指标，提升能源利用效率：指标，提升能源利用效率：2017 年，国务院印发“十三五”节能减排综合工作方案，要求数据中心 PUE 值优于 1.5；2019 年，工信部等关于加强绿色数据中心建设的指导意见要求新建大型、超大型数据中心 PUE 值达到 1.4 以下；2021 年，工信部新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023）要求新建大型及以上数据中心 PUE 降到 1.3 以下；2022 年，上海市出台关于推进本市数据中心健康有序发展的实施意见，要求“集聚区新建大型数据

35、中心综合 PUE 降至 1.25 左右”。图图13：传统数据中心能源消耗结构：传统数据中心能源消耗结构 图图14：数据中心：数据中心 PUE 政策要求演变政策要求演变图图 资料来源：中国 IDC 圈、招商证券 资料来源：中国智能计算产业联盟、招商证券 2、PUE 指标达到技术上限、改善能源结构成为绿色数据中心降碳必然选择指标达到技术上限、改善能源结构成为绿色数据中心降碳必然选择 通过降低通过降低 PUE 实现降碳面临瓶颈：实现降碳面临瓶颈：面对政策端 PUE 指标趋严和绿色低碳要求，IDC 企业通常通过改进电源效率密度、采用先进制冷技术、优化选址等方法降低 PUE 值，进而实现低碳减排要求。根

36、据工信部公布的 2021 年国家绿色数据中心名单，大部分 IDC 数据中心 PUE 基本已降至 1.3 以下。另外 IDC 基础设施供应商也在踊跃探索降 PUE技术，联想自主研发的“温水水冷”技术能够把整体 PUE 降到 1.1 以下，宁畅浸没式液冷服务器也能将 PUE 降至1.1，中科曙光自主研发的浸没式相变液冷技术可将 PUE 值降至 1.04。随着技术进步，数据中心 PUE 指标接近物理上限，IDC 通过降能耗来降低碳排放量方式已然面临瓶颈。42%40%18%IT设备和软件制冷系统供配电系统 敬请阅读末页的重要说明 10 行业深度报告 图图 15：2021 年度国家绿色数据中心年度国家绿

37、色数据中心 PUE 值值 图图16：宁畅浸没式液冷服务器宁畅浸没式液冷服务器 B7000，PUE1.05 资料来源：工信部、互联网资料整理、招商证券 资料来源：2023 宁畅“极致冷静 集智计算”、招商证券 改善能源结构成为绿色数据中心降碳必然选择：改善能源结构成为绿色数据中心降碳必然选择：数据中心作为能源消耗大户，全国用电量占比可观且逐年递增，是实现“双碳”目标的重要对象之一。在 PUE 值达到技术瓶颈情况下，从能源结构突破是 IDC 实现进一步降碳的必然选择。在不同发电方式中，风光发电的碳排放量极低。在“东数西算”背景下，IDC 向西部迁徙并消纳西部地区充沛的风光清洁能源，既可以实现降碳又

38、可以降低成本。图图 17：不同发电方式二氧化碳排放量：不同发电方式二氧化碳排放量(g/kWh)资料来源：世界核协会、招商证券 3、传统风光发电无法满足传统风光发电无法满足 IDC 能源供应要求能源供应要求 风光发电不稳定性与风光发电不稳定性与 IDC 用电需求存在结构性矛盾：用电需求存在结构性矛盾：中西部地区风光能源充沛，价格低廉，与风光电场合作本应是IDC 供电首选方案，但 IDC 的高性能设备及业务需求对电源稳定性要求极高，与传统风光发电的波动性大、利用小时数低导致的供电不稳定存在结构性矛盾。目前业内 IDC 电源结构仍以火电为主，占比达 70%以上，个别数据中心通过与水电站合作直接购买绿

39、电来实现 100%绿电，但地域限制较大，无法推广至整个行业。1.11.151.21.251.31.351.4733499499858545452929262626260 020020040040060060080080001200煤电煤电燃油燃油天然气天然气太阳能太阳能生物质生物质核电核电水电水电风电风电 敬请阅读末页的重要说明 11 行业深度报告 图图 18：风光发电出力曲线：风光发电出力曲线 图图19：2021 年不同发电方式年平均利用小时数年不同发电方式年平均利用小时数 资料来源：电力工程技术、招商证券 资料来源：国家统计局、招商证券 传统风光

40、电场发电理论装机功率可以满足传统风光电场发电理论装机功率可以满足 IDC 用电需求，但供电稳定性无法满足：用电需求，但供电稳定性无法满足：我们测算了一个标准的数据中心用电需求，其装机功率可以占到目前一般大型风电场、光伏电站发电功率的 37.4%、97.8%，理论上传统风光电场的发电功率可以满足 IDC 用电需求，但由于风光发电的时间不稳定性，若要保持稳定供应，带来的储能成本十分高昂，因此传统风光发电显然无法满足数据中心用电需求。数据中心用电需求功率测算：假设一个标准数据中心有 2000 台标准机架，单机架功率 10kW，PUE1.3，则装机容量 2.6 万 kW，全负荷运行年耗电约 2.28

41、亿度。若电源全部为风光发电，根据 2021 年风电年平均利用小时数 2232 小时/年，则需要风电装机容量为 10.2 万 kW，按照 10%比例配备储能设备装机容量 1.02 万 kW；若全部光伏发电，根据 2021 年光伏年平均利用小时数 1281 小时/年，需要光伏装机容量为 17.8 万 kW，按照 10%比例配备储能设备装机容量 1.78 万 kW。（由于风电光伏发电时间有明显的日内周期性变化，总电量满足要求的情况下，实际需要的储能配比往往非常高，因此风电光伏无法独立为数据中心供电，必须配备其他调节性电源。）目前大型风力发电场装机容量多数在 30 万 kW，一般光伏发电项目装机容量

42、20 万 kW（以甘肃省为例），一个数据中心用电功率占风电场、光伏电站装机功率分别高达 37.4%、97.8%。表表 4：标准数据中心需求功率：标准数据中心需求功率/风光发电实际功率风光发电实际功率 风电风电 光伏光伏 机架数/台 2000 2000 单机架功率/千瓦 10 10 PUE 1.3 1.3 IDC 装机功率/万千瓦 2.6 2.6 能源利用小时数 2232 1281 需求发电功率/万千瓦 10.20 17.78 需求储能/万千瓦 1.02 1.78 需求功率总计/万千瓦 11.22 19.56 实际电场发电功率/万千瓦 30 20 需求功率需求功率/实际电场发电功率实际电场发电功

43、率 37.42%37.42%97.79%97.79%资料来源：国家统计局、招商证券 表表 5：中国大型陆地风电场装机规模：中国大型陆地风电场装机规模 陆地风电场名称 省份/州 装机容量MW 酒泉风电场 甘肃酒泉 7965 大阪城风电场 新疆大阪500 青海海南州切吉乡风电场 青海海南1300 巴彦淖尔市乌兰伊力更风电场 内蒙古 300 通辽北清河风电场 内蒙古 300 龙源灰腾梁风电场 内蒙古 300 中广核乌兰察布宏基风电场 内蒙古 296.5 4448362278022232003000400050006000700080009000火电水电核电风电光伏 敬请阅读末页

44、的重要说明 12 行业深度报告 南澳东半岛风电场 广东 200 上海东海大桥风电场 上海 100 襄阳风电场 湖北襄阳 400.5 中广核甘肃民勤红沙岗风电场 甘肃武威 400 四平风电场 吉林四平 348 辽宁阜新风电场 辽宁阜新 300 通榆风电场 吉林通榆 300 辽宁彰东风电场 辽宁彰东 300 临海括苍山风电场 浙江临海 21.3 南丫风电场 香港 0.8 资料来源：电力网、招商证券 4、“风光水火储一体化”大型清洁能源基地助力建设绿色数据中心“风光水火储一体化”大型清洁能源基地助力建设绿色数据中心“风光水火储一体化”清洁能源基地使“风光水火储一体化”清洁能源基地使 IDC 全部使用

45、绿电具备现实基础：全部使用绿电具备现实基础：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”规划了 9 大清洁能源一体化基地，规划规模超200GW，其中 7 座位于中西部地区。一个大基地装机容量均在千万千瓦级以上，完全可以满足 IDC 用电需求，未来绿色数据中心全部使用清洁能源具备现实基础。2020 年，国家发改委、国家能源局下发了关于开展“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”的指导意见（征求意见稿）。2021 年，国家又相继下发关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见以及关于报送“十四五”电力源网荷储一体化和多能互补发展工作方案的通知，两份

46、文件标志“风光水火储”和“源网荷储”两个一体化工作正式启动。表表 6：“十四五”规划中：“十四五”规划中 9 大清洁能源一体化基地大清洁能源一体化基地 基地名称 风电 光伏 水电 火电 储能 省份 相关规划 松辽清洁能源基地 黑龙江、吉林、辽宁 辽宁：辽宁：推动清洁能源建设，其中风电3.3GW，光伏 1.5GW；黑龙江：黑龙江：“十四五”启动三大千万千瓦级别能源基地建设；吉林：吉林：2025 年新能源装机达到 3000 万千瓦。冀北清洁能源基地 河北北部 河北：河北：2025 年风电、光伏发电装机容量分别达到 4300 万千瓦、5400 万千瓦。黄河几子湾清洁能源基地 内蒙古、宁夏 宁夏：宁夏

47、：2025 年新能源装机达到 4000 万千瓦；内蒙古：内蒙古：“十四五”末可再生能源装机超 1 亿千瓦。河西走廊清洁能源基地 甘肃 甘肃：甘肃：2025 年，全省风光电装机达到 5000万千瓦以上。黄河上游清洁能源基地 青海 青海：青海：2030 年全省风电、光伏装机 1 亿千瓦以上、清洁能源装机超 1.4 亿千瓦。金沙江清洁能源基地 四川 四川：四川：2025 年底建成光伏、风电装机容量各1000 万千瓦。雅砻江清洁能源基地 贵州 贵州：贵州：打造乌江、北盘江、南盘江、清水江“水风光一体化”千万千瓦级可再生能源开发基地。2025 年发电装机突破 1 亿千瓦。金沙江下游清洁能源基地 云南 云

48、南：云南：建设金沙江下游、澜沧江中下游、红河流域“风光水储一体化”基地及“风光火储一体化”示范项目新能源装机共 1500 万千瓦。新疆清洁能源基地 新疆 新疆：新疆：建成/推进建设准东、哈密北和南疆环塔里木千万千瓦级清洁能源基地/保障区。资料来源：新华社、新闻报道、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 13 行业深度报告 双碳目标落地有力推动“绿色数据中心双碳目标落地有力推动“绿色数据中心+清洁能源一体化基地”发展模式：清洁能源一体化基地”发展模式：“双碳”背景下，国家出台一系列政策推动数据中心通过自建可再生能源设施、绿色电力交易、认购可再生能源绿色电力证书等方式，提升清洁能源使用比例，“绿色数据

49、中心+清洁能源一体化大基地”协同发展具备可行性和必然性。北京市更是提出 2021 年及以后建成的数据中心，到 2030 年可再生能源利用比例要达到 100%。表表 7：国家鼓励数据中心采用清洁能源政策梳理：国家鼓励数据中心采用清洁能源政策梳理 时间 政策名称 具体内容 2019 关于加强绿色数据中心建设的指导意见 鼓励数据中心直接与可再生能源发电企业开展电力交易，购买可再生能源绿色电力证书，实现数据中心行业用能的清洁低碳化。2020 关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见 引导清洁能源开发使用，加快推广应用先进节能技术；推动绿色数据中心建设，加快数据中心节能和绿色化改造。202

50、1 北京市关于进一步加强数据中心项目节能审查的若干规定 鼓励数据中心逐步提高可再生能源利用水平。在碳达峰、碳中和的背景下，鼓励2021年及以后建成的数据中心，通过自建可再生能源设施、绿色电力交易、认购可再生能源绿色电力证书等方式，逐年提高可再生能源利用比例，在2030年达到100%。资料来源：工信部、发改委、招商证券 提升清洁能源占比对实现数据中心减碳目标意义重大：提升清洁能源占比对实现数据中心减碳目标意义重大：2025 年我国数据中心耗电量预计增长至 4000 亿千瓦时，占全国用电量约 5.8%，如果能够采用清洁能源，减少排放二氧化碳的量将非常可观。我们以 ChatGPT 为例，测算了清洁能

51、源占比分别提升至 60%、90%情况下，二氧化碳排放量相比原有方式可分别降低 40.25%、80.51%，对应2025 年全国数据中心用电量，二氧化碳排放预计将减少 1.2 亿吨、2.4 亿吨，对实现“碳达峰”、“碳中和”目标意义重大。以 ChatGPT 为例测算二氧化碳排放量：假设年消耗电量 2.58 亿度，碳排放量根据世界核协会公布的不同电源度电二氧化碳排放量测算，其中火电为 1.054kg/度，清洁能源为 0.046kg/度（风/光/水取平均）。在清洁能源占比 30%情况下，ChatGPT 运行一年排放二氧化碳 19.39 万吨，在清洁能源占比分别提升至 60%、90%情况下，二氧化碳排

52、放量将降至 11.58 万吨、3.78 万吨，相比原有能源结构分别降低 40.25%、80.51%。表表 8：不同能源结构下：不同能源结构下 ChatGPT 二氧化碳排放量及减少比例二氧化碳排放量及减少比例 清洁能源占比清洁能源占比 30%30%清洁能源占比清洁能源占比 60%60%清洁能源占比清洁能源占比 90%90%ChatGPT 年耗电量（亿度/年）2.58 2.58 2.58 火电二氧化碳排放量（kg/度）1.054 1.054 1.054 火电占比 70%40%10%火电二氧化碳排放量（吨/年）190352.4 108772.8 27193.2 光伏二氧化碳排放量（kg/度）0.08

53、5 0.085 0.085 风电二氧化碳排放量（kg/度）0.026 0.026 0.026 水电二氧化碳排放量（kg/度）0.026 0.026 0.026 清洁能源二氧化碳平均排放量（kg/度）0.046 0.046 0.046 清洁能源占比 30%60%90%清洁能源二氧化碳排放量（吨/年）3534.6 7069 10603.8 二氧化碳排放总量（吨/年）193887 115842 37797 比原有方式减少比原有方式减少 40.25%40.25%80.51%80.51%资料来源：OpenAI、世界核协会、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 14 行业深度报告 四、四、推荐标的推荐标的 人

54、工智能、数字经济发展将带动数据中心建设增长，同时带来非常可观的用电需求增长，在向绿色低碳转型背景下，数据中心将与清洁能源一体化大基地协同发展，一体化基地参与者、协同发电技术及设备供应公司等将直接受益。国内各大发电集团积极参与一体化基地建设，2022 年签约“风光储”、“源网荷储”等类型一体化项目近 150GW，建议关注华能国际等。华能国际：华能国际：背靠华能集团，是各大发电集团中布局一体化基地最为积极的企业，2019 年即提出“两线、两化”战略，“北线”布局风光煤电输用一体化基地，“东线”着力打造一体化海上风电发展带，2021 年提出“十四五”期间加快建设“世界一流现代化清洁能源企业”战略目标

55、。截止 2022 年 2 月，华能集团签约一体化基地项目规模达40GW，在同行中遥遥领先，2022 年全年签约一体化基地项目合计达 13 个，签约数量排名领先。作为我国重点发展清洁能源的龙头企业，将从清洁能源一体化基地建设中受益明显。图图 20：截止：截止 2022 年年 2 月各发电集团签约一体化基地规模月各发电集团签约一体化基地规模 图图 21：2022 年各发电集团签约一体化项目规模及个数年各发电集团签约一体化项目规模及个数 资料来源：北极星太阳能光伏网、招商证券 资料来源：2022 年企业风光项目清单、招商证券 表表 9：2022 年华能集团签约一体化基地项目年华能集团签约一体化基地项

56、目 日期日期 签约方签约方 项目名称项目名称 规模（万千瓦）规模（万千瓦）1月28日 内蒙古兴安盟突泉 华能突泉百万风电基地一期30万千瓦风电项目 30 4月12日 湖北襄阳市枣阳市 华能湖北新能源抽水蓄能一体化能源项目项 5月6日 河北清河县 农光互补发电和储能电站项目 5月11日 力容新能源 风光储输一体化重点项目 5月12日 黑龙江安达市“网源荷储+多能互补”基地 130 5月31日 湖北省恩施市 风光水储多能互补项目 60 7月6日 甘肃环县 环县风光综合新能源示范项目首批B1B2风光项目 112 10月21 广西来宾市、皇氏集团 来宾农光牧储大基地项目 300 6月14日 广东清远

57、广东清远大型水、光、气、风一体化多能互补清洁能源产业基地 9月19日 新疆乌什县 新疆乌什县700MW光储一体化 70 7月18日 河北保定 河北保定千万千瓦级风光储等应用示范基地 5月31日 湖北恩施 湖北恩施600MW风光水储多能互补项目 60 9月22日 内蒙古乌拉特后旗 华能乌拉特后旗风光热储一体化项目30万千瓦光热发电项目 30 资料来源：北极星太阳能光伏网、招商证券 40.1525.5720.618.9168.288653.42055404535235055规模（GW）个数(单位：GW)敬请阅读末页的重要说明 15

58、行业深度报告 五、五、风险提示风险提示 1、经济增速下滑导致经济增速下滑导致数据中心用电需求疲软：数据中心用电需求疲软：宏观经济下滑导致数据中心建设不及预期，进而影响用电量不及预期。2、“风光水火储”一体化大基地建设不及预期：“风光水火储”一体化大基地建设不及预期：清洁能源一体化基地受国家宏观战略影响，落地实施需要时间，若建设进度不及预期，会对行业参与者业绩产生影响。敬请阅读末页的重要说明 16 行业深度报告 分析师分析师承诺承诺 负责本研究报告的每一位证券分析师，在此申明，本报告清晰、准确地反映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与，未来也将不会与本报告中的具体推荐或

59、观点直接或间接相关。宋盈盈：宋盈盈：CFA，清华大学环境工程本硕，北京大学国发院经济学双学士。2018-2020 年，任招商证券环保公用事业行业分析师。2020-2022 年任招商证券美妆时尚行业分析师，重点覆盖珠宝、医美、美妆板块，2022 年团队新财富排名第四位。2023 年起任招商证券环保公用事业行业首席分析师。评级评级说明说明 报告中所涉及的投资评级采用相对评级体系，基于报告发布日后 6-12 个月内公司股价（或行业指数）相对同期当地市场基准指数的市场表现预期。其中，A 股市场以沪深 300 指数为基准；香港市场以恒生指数为基准；美国市场以标普 500 指数为基准。具体标准如下：股票评

60、级股票评级 强烈推荐：预期公司股价涨幅超越基准指数 20%以上 增持：预期公司股价涨幅超越基准指数 5-20%之间 中性：预期公司股价变动幅度相对基准指数介于 5%之间 减持：预期公司股价表现弱于基准指数 5%以上 行业评级行业评级 推荐：行业基本面向好，预期行业指数超越基准指数 中性：行业基本面稳定，预期行业指数跟随基准指数 回避：行业基本面转弱，预期行业指数弱于基准指数 重要重要声明声明 本报告由招商证券股份有限公司（以下简称“本公司”）编制。本公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告基于合法取得的信息，但本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。本报告所包含的分析基于各种

61、假设，不同假设可能导致分析结果出现重大不同。报告中的内容和意见仅供参考，并不构成对所述证券买卖的出价，在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。除法律或规则规定必须承担的责任外，本公司及其雇员不对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失负任何责任。本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易，还可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。客户应当考虑到本公司可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突。本报告版权归本公司所有。本公司保留所有权利。未经本公司事先书面许可，任何机构和个人均不得以任何形式翻版、复制、引用或转载，否则，本公司将保留随时追究其法律责任的权利。