AIDC供電，短期靠燃機“救火”，長期靠這三條路線

供電能力，正在成為數(shù)據(jù)中心建設的隱形天花板。

申萬宏源證券于4月16日發(fā)布行業(yè)深度報告《算力需求增長加劇電力缺口，燃機市場打開成長空間》指出，北美AI數(shù)據(jù)中心（AIDC）建設提速，正在將電力供給矛盾推向臨界點。

短期內(nèi)，燃氣輪機與往復式內(nèi)燃機憑借快速啟停、靈活部署優(yōu)勢，成為AIDC現(xiàn)階段供電核心方案；航改燃機啟動僅需5-10分鐘，重型燃機聯(lián)合循環(huán)效率可達60%以上；中長期，SMR（小型模塊化核反應堆）、可控核聚變、SOFC（固體氧化物燃料電池）被視為AIDC長期供電理想方向。

燃機：當下最能“救火”的方案

面對AIDC的即期供電剛需，申萬宏源認為，燃氣輪機與往復式內(nèi)燃機是現(xiàn)階段最具可行性的核心方案。

原因在于技術特性的高度匹配。光伏、風電屬于間歇式能源，難以應對全天候穩(wěn)定供電需求；核電站與大型水電建設周期普遍在4-5年以上，無法匹配AIDC的建設節(jié)奏；而燃氣輪機響應迅速、調(diào)節(jié)靈活、建設周期短，是"現(xiàn)階段支撐AIDC連續(xù)負荷與應急備電的主流方案"。

燃機內(nèi)部，輕重兩類機型各有側重：

航改燃機源于航空發(fā)動機改型，啟動時間僅需5-10分鐘，典型出力5-60MW，占地小、可移動部署，適配分布式供能、應急調(diào)峰等場景。代表機型包括GE的LM2500+系列、LM6000系列，西門子能源的SGT-A35，以及三菱重工基于普惠PW4000發(fā)動機推出的FT4000等。

重型燃機功率更大，典型出力50-500MW，啟動時間30-60分鐘，適配大型AIDC的基荷供電需求。配套聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)后，發(fā)電效率可達60%以上，是化石能源發(fā)電效率的天花板級技術路線。按透平進口溫度劃分，重型燃機從D級（功率<100MW）到J級（>1600℃，功率300-400MW）逐級提升。

往復式內(nèi)燃機則與燃機形成互補。其啟停更快（5-10分鐘達滿負荷）、單機容量3-20MW、建設周期15-24個月，成本可控，主要覆蓋中小型AIDC供能及極端兜底備電場景。Meta在俄亥俄州數(shù)據(jù)中心電廠的實際部署，就同時使用了索拉Titan250、西門子能源SGT 400等燃氣輪機，以及CAT 3520燃氣內(nèi)燃機的組合方案。

中長期：三條技術路線打開長期空間

申萬宏源報告指出，燃機是"救火"方案，但AIDC的長期供電需求指向三條前沿技術路線：SMR、可控核聚變、SOFC。

SMR（小型模塊化核反應堆）

國際原子能機構（IAEA）將SMR定義為單堆額定輸出功率在10-300MWe的核反應堆。與傳統(tǒng)大型核電站相比，SMR采用模塊化設計，可"搭積木"式建造，大幅降低施工風險和成本。IAEA最新預測顯示，至2050年核電發(fā)電能力將提升至現(xiàn)今水平的2.5倍，其中SMR占據(jù)25%。

科技巨頭已密集入局。據(jù)報告整理：亞馬遜與X-energy合作，計劃在美國部署超過5吉瓦SMR，目標時間2039年；谷歌與Kairos Power簽署購電協(xié)議，目標2030年建成首座SMR；微軟與Constellation簽訂20年購電協(xié)議，重啟三里島核電站；Meta資助TerraPower兩個核反應堆項目，總發(fā)電能力690兆瓦，并與Oklo簽署協(xié)議在俄亥俄州開發(fā)1.2吉瓦核能技術園區(qū)；甲骨文正在設計一個數(shù)據(jù)中心，預計由三座小型核反應堆提供超過1千兆瓦電力。

報告認為，SMR電站的經(jīng)濟性有望在2030年后媲美天然氣電廠。

可控核聚變

核聚變被視為"終極能源"，當前主要分為磁約束和慣性約束兩條技術路徑。申萬宏源認為，磁約束聚變"更具工程化可行性和中長期產(chǎn)業(yè)化的潛力"，代表裝置包括ITER（全球）和EAST（中國）。

科技巨頭同樣積極布局。微軟與Helion合作推進脈沖場反構型技術，簽署全球首份聚變購電協(xié)議，預計2028年建成；谷歌與CFS、TAE分別布局高溫超導托卡馬克與氫硼聚變；英偉達投資CFS，聚焦AI+聚變模擬方向。

SOFC（固體氧化物燃料電池）

SOFC工作溫度600-1000℃，可直接兼容天然氣、煤制氣、沼氣等多種燃料，發(fā)電效率45%-60%，結合熱電聯(lián)供后綜合能量利用效率可超過90%。美國BloomEnergy已實現(xiàn)規(guī)模化商業(yè)應用，為蘋果、沃爾瑪、谷歌等企業(yè)部署多套分布式發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電效率約60%、熱電聯(lián)產(chǎn)效率近90%。

三條路線的共同特點是：環(huán)保、高能量密度、長周期穩(wěn)定供能，高度匹配AIDC的長期需求。申萬宏源認為，2030年有望迎來商業(yè)化落地關鍵節(jié)點。

電力結構性錯配

報告判斷，當前數(shù)據(jù)中心建設不是全面缺電，而是結構性錯配。根據(jù)EIA（美國能源信息署）數(shù)據(jù)，2024年美國總發(fā)電量4.31萬億千瓦時，總用電量3.98萬億千瓦時，整體并不短缺。但美國70%的輸電線路和變壓器運行年限超過25年，60%的斷路器運行超過30年。

與此同時，AIDC用電高度集中在加州硅谷、德克薩斯州、弗吉尼亞州等科技產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，電網(wǎng)老化與需求爆發(fā)在時間和空間上形成雙重錯配。

申萬宏源在報告中提出一個值得關注的判斷："供電能力在很大程度上影響AIDC建設規(guī)模與落地節(jié)奏，供電方案的重要性甚至可能高于算力硬件，成為AI大模型訓練與商業(yè)化推進中不容忽視的底層約束條件，而非簡單的輔助配套環(huán)節(jié)。"

美國能源部（DOE）發(fā)布的《資源充足性報告》也明確警示，受電廠退役與電力負荷增長疊加影響，到2030年美國停電次數(shù)可能增加100%。

申萬宏源在報告中提出兩條布局主線。

第一條主線聚焦現(xiàn)階段成熟發(fā)電設備，包括燃氣輪機、往復式內(nèi)燃機的整機制造、核心部件、系統(tǒng)集成及運維服務。報告提及具備總裝能力的航發(fā)動力、中國動力、東方電氣，以及產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)的應流股份、萬澤股份、航宇科技、隆達股份等。

第二條主線前瞻布局前沿發(fā)電技術，關注SMR核反應堆設計制造、核聚變核心設備、SOFC燃料電池的技術研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化落地。核聚變相關標的包括合鍛智能、聯(lián)創(chuàng)光電、西部超導等。

報告同時提示三類風險：AIDC建設進度不及預期、技術路線替代風險，以及市場拓展不及預期（包括地緣因素對海外市場的潛在影響）。