AI基建潮加速推进，柴油发电机有望优先受益
思瀚产业研究院    2025-03-05

一、全球AI资本开支上行，数据中心规模加速提升

全球AI资本开支快速上行，AIDC为AI基建重要组成。GenAI推动科技公司CAPEX快速提升，AI算力基建投资力度持续加大。全球主权国家和科技巨头持续加码AI领域投资，美国总统推动OpenAI等机构联合成立“星际之门”项目，旨在未来几年在AI基础设施方面至少投资5000亿美元，据华信咨询设计研究院《中国智算中心产业白皮书2024》，中国未来三年将投资至少5000亿元用于建设智算中心，英国政府1月公布人工智能机遇行动计划，法国将在未来几年对本土AI项目进行1000亿欧元以上投资；微软、亚马逊、谷歌、Meta合计将于2025年在AI技术和数据中心投入超3000亿美元，微软2025财年投资800亿美元用于AI数据中心建设。

我国算力规模有望快速提升。根据IDC与浪潮信息发布的《中国人工智能计算力发展评估报告》，我国智能算力规模将从2024年725EFLOPS增至2027年2020EFLOPS，复合增速约为40%。

大模型算力需求提升，推动智算中心规模&耗电量加速提升。 根据华信咨询设计研究院，端到端大模型理论训练时间为8×数据token数量×参数量/(数量×单卡有效算力），ChatGPT参数量175B，预训练数据量3.5万亿，使用8192张卡，耗时49天。深度学习时代AI训练算力约每3-4个月翻倍，大模型时代AI训练算力每2个月翻倍，远超摩尔定律速度，算力需求增速陡峭，以GPT为例，GPT3参数达1746亿，训练一次需要的总算力为4000P，GPT5训练算力规模达到70000P。

智算中心大量使用GPU，耗电量是CPU数据中心数倍：1）芯片形态向多核超异构并行发展，芯片厂持续提高TDP，H100功耗700W，B200达千瓦；2）服务器芯片串行转为并行，HGX B200服务器功率达14kW；3）单机柜功耗为传统通算数倍，GB200 NVL72机柜功率高达120kW。

据ABI Research数据，2024年底全球有5697个公共数据中心，大型和超大型IDC占总数的28%，到2030年占比有望达到43%，电力总容量将达到400GW以上；2024年全球有约511个超大规模站点，2030年将增至770个。

Deepseek不减AI投资热情，推理侧&应用侧需求有望行至奇点。DeepSeek训练成本极低但性能表现非常接近GPT-4o，其论文显示V3模型完整训练仅需279万H800 GPU小时、总成本约为558万美元，不及GPT-4o的1/10，AI竞赛进入算法驱动算力新时期。但我们认为DS的出现并不会减少算力领域投资，DS低成本优势使大型企业可以通过相对小的成本快速部署，推动AI的应用普及：

1. 算力仍是科技巨头竞争优势来源。Meta、微软CEO均表示持续大规模算力投入仍将是未来保持竞争力的关键；

2. 杰文斯悖论与推理侧/应用高速发展：杰文斯悖论是指资源利用效率提高时资源总消耗量反而会增加，例如蒸汽机发明后煤炭消耗增加、汽车燃油效率更高时汽油消耗量增加。

据AI产品榜，1月底DeepSeek移动端发布20天后突破2000万日活，超过豆包、达到ChatGPT的40%，而ChatGPT发布20日后日活仅146万。由于DS参数较少且开源，我们认为其本地部署和衍生模型的全口径消耗量有望超过GPT、LLaMa。

二、 AIDC电网可靠性要求高，需要配置UPS+柴发备用电源

AIDC对电网可靠性要求高，配电系统须配置备用电源。数据中心基础设施重要性持续提升，意味着相应的运行保障等级需相应提升。据波耐蒙研究所估计，数据中心停电事故平均可使企业每分钟损失超5000美元；2016年数据中心平均宕机成本已达74万美元， 较2010年增近37%，2017年英国航空公司数据中心电力中断，损失上亿英镑。

根据2023年全国电力可靠性年度报告，2023年全国仅有近40%用户未发生过故障停电，35%的用户发生故障停电1次，21.5%甚至发生5次以上，4.6%发生10次以上；全国城市电网每户平均故障停电1.28h，华北/东北/华东/华中/西北/南方地区分别为0.76/2.73/0.40/1.75/2.48/1.23h；故障停电平均每次持续3.2h，其中40%的故障停电在1h以内恢复，4%的恢复时间超过10h。

为保障电力供应高度可靠，高等级IDC需要进行设置容错或冗余，通常由双路市电供电、配置UPS（不间断电源）+柴油发电机。

UPS+柴油发电机为高等级数据中心备电配置。数据中心可按设施冗余设置进行分级，配电冗余通常由UPS系统和柴油发电机系统组成，柴油发电机相较于燃气轮机启动快速，可作为应急和备用电源；UPS主要功能在于电源停工期间短暂提供电源，直到发电机启动并开始提供稳定电力。

国际：美国标准TIA-942《数据中心的通信基础设施标准》将数据中心根据冗余设置分为T1基础配置至T4故障容忍四个等级。T4级别配备双路市电和2(N+1)备电，拥有96小时以上断电保护能力，可用性达99.995%，年宕机时间低于0.5h。

国内：GB50174《数据中心设计规范》由高至低分为A/B/C三级，AB级要求配置不低于G3级的柴油发电机，需满足IDC最大平均负荷需要。

数据中心规模推动柴发边际配置率进一步提升。统计5个国内数据中心项目的数据，国内高级数据中心柴发配置率（按功率计算）在120%~150%之间；规模较大的20MW移动湛江项目、55MW某金融行业项目柴发配置率分别为143%、150%，移动湛江额外配置2台备用柴发，某金融项目配置3台备用，远高于其他较小型项目的配置。我们认为，智算中心大型化有望推动柴油发动机需求曲线更加陡峭。

柴发备电走向高压化，柴发机组价格占比提升。 柴发备电方案主要有：①400V低压机组低压侧接入；②400V升至20kV，低压机组+升压变压器+高压柜；③10kV高压机组高压侧接入。当前IDC设备功率密度、用电规模、供电距离不断增加，柴发机组容量要求提升，低压方案被高压方案逐步取代。在上页我们梳理的5个项目案例中，有标注规格的4个案例均使用10kV高压方案。

根据《10kV高压油机作为备用电源在数据中心中的应用》的测算，在某数据中心案例中，高压方案相较于低压方案减少约300万元，主要为配套投资的显著减少，高压机组总价提升100万元，在投资总额占比为91%，相较低压方案提升24百分点。

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