电力行业市场前景及投资研究报告：算力电力美国AI能源核心赛道

证券研究报告|行业深度2025

12

03年

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道打造极致专业与效率汇报框架目录12AI对美国电力需求的拉动几何解决AI电力供需的有效途径3

投资策略与相关标的4

风险提示2AI对美国电力需求的拉动几何01

AI对美国电力需求的拉动几何•

美国电力供需现状•

美国数据中心用电增长测算•

供需错配与电网容量难以支撑用电高增3美国电力供需现状◼

需求端：美国整体用电增速相对偏低✓

与我国相比，美国用电增速相对偏低，2024年美国全年用电量为41104亿千瓦时，同比增长2.5%。✓

美国各部门用电占比基本保持稳定，2024年工业用电、商业用电、居民用电以及交通用电占比分别为26.0%、36.5%、37.3%以及0.2%。图表1：美国用电量情况图表2：美国各部门用电占比资料：

Wind，国盛证券研究所资料：

EIA，国盛证券研究所4美国电力供需现状◼

需求端：2024年美国电力弹性系数0.77，人均用电量是中国1.7倍✓

美国商业与居民用电占比高，电力弹性系数2024年为0.77。美国经济转向服务业和信息技术，单位产出能耗持续下降，电力弹性系数长期低于1。2008-2024年，美国用电量复合增长率仅为0.38%，远低于同期2.09%的GDP复合增速。✓

2024年美国人均用电量约为中国的1.7倍。图表4：中美人均用电量对比图表3：美国用电弹性系数资料：

EIA，Wind，国盛证券研究所资料：

EIA，Wind，国盛证券研究所5美国电力供需现状◼

需求端：数据中心用电占比逐年提升✓

2023年美国数据中心能耗占比提升至4.4%。根据Berkeley

Lab，2014年-2016年，美国数据中心能耗保持相对稳定，约为60TWh；随着AI发展加速，其能耗在2017年开始显著增加，2018年美国数据中心能耗约为76TWh，占美国总电力消耗的1.9%；到2023年达到176太瓦时，占美国总电力消耗的4.4%。✓

全球来看，美国、中国以及欧洲为数据中心中主要耗电贡献地区，根据国际能源署数据，2024年，美国占据全球数据中心用电量最大份额，占比达45%；其次是中国，占比25%；欧洲位居第三，占比15%。图表5

美国数据中心耗电量及占比图表6

全球各国、地区数据中心历史耗电量及用电占比资料：

Berkeley

Lab，国盛证券研究所资料：

IEA，国盛证券研究所6美国电力供需现状◼

供应端：天然气是美国当前最主要的发电电源✓

装机容量与占比：2024年火电、水电、天然气、核电、太阳能以及风电装机容量分别为377.9、160.0、1142.5、207.2、248.6以及307.0

GW，装机占比分别为14%、6%、43%、8%、9%以及12%。✓

装机容量增速：2024年煤电、水电、天然气、核电、太阳能以及风电装机容量增速分别为-2.3%、0、-0.2%、2.9%、34.1%、3.7%以及10.5%。图表7：美国各电源装机（兆瓦）图表8：美国各电源装机增速资料：EIA，国盛证券研究所资料：

EIA，国盛证券研究所7美国电力供需现状◼

供应端：天然气是美国当前最主要的发电电源✓

发电量占比：2016年起，天然气接替煤炭成为美国最主要的发电电源，并呈现占比提升趋势，2024年达到43%；煤电和核电发电占比近年均呈现下行趋势，2024年占比分别为15%和18%；水电发电占比相对稳定，2024年为6%；其他可再生能源近年发电占比提升至18%。✓

发电量增速：2024年其他可再生能源发电、天然气、核电、水电以及火电的发电增速分别为11.7%、3.5%、0.9%、-0.9%以及-3.4%。图表9：美国各电源发电占比图表10：美国各电源发电量增速其他可再生能源核电天然气火电水电水电火电天然气核电其他可再生能源25.00%20.00%15.00%10.00%5.00%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%18%18%11.7%3.5%0.9%0.00%-5.00%-10.00%-15.00%-20.00%-25.00%43%-0.9%-3.4%15%6%2010年2012年2014年2016年2018年2020年2022年2024年2009年2011年2013年2015年2017年2019年2021年2023年资料：EIA，国盛证券研究所资料：

EIA，国盛证券研究所8美国电力供需现状◼

供应端：煤电产能下滑，天然气新增产能低位✓

煤电容量系数逐年降低。煤电从基荷电力过渡到中间电力，容量系数下降明显。✓

天然气近五年新增产能维持低位。伴随煤电发电占比的下降，天然气发电占比从2010年起显著提升，并在2016年超越煤电发电量，成为最重要的发电电源。目前天然气发电基本来自于过去的产能，近五年新建产能维持低位。图表11：美国煤电容量系数逐年降低图表12：天然气新增产能（GW）维持低位CoalCapacityFactor其他内燃机联合循环0.80.70.60.50.40.30.20.1070605040302010043%2000200220042006200820102012201420162018202020222005年2007年2009年2011年2013年2015年2017年2019年2021年2023年资料：美国环保署，国盛证券研究所资料：

美国环保署，国盛证券研究所9美国电力供需现状◼

供应端：政策支持核电重启，可再生能源政策由支持转向缩紧✓

近几年美国政策重启支持，核电趋势可能会在未来几年内逆转。✓

可再生能源政策由支持转向缩紧。可再生电力太阳能和风能主导了近年新电网容量的建设，但今年《大美丽法案》开启对风光建设的政策转向。图表13：美国近年电源支持政策与法案政策名称推出年份核心内容涉及能源种类基础设施投资和就业法案投入大规模资金支持清洁能源：例如，提供约80亿美元用于建设区域清洁氢能枢纽，加速工业和运输领域的无碳氢燃料应用；投入约30亿美元用于InfrastructureInvestment

and

Jobs

2021

智能电网和储能项目匹配投资，以及25亿美元支持重要输电线路建设；该法案亦建立能源部清洁能源示范办公室并投入约215亿美元用于下一代清洁

氢能、储能、电网升级等Act技术示范，其中包含对先进核能等项目的支持（氢能示范资金在此框架下）。清洁能源激励措施：将扩大了针对可再生能源的30%联邦投资税收抵免（ITC）和每千瓦时$0.0275的生产税收抵免（PTC）；自2025年1月1日起，2022

《通胀削减法案》将传统的PTC替换为清洁能源生产税收抵免（§1

3701），传统ITC被清洁电力投资税收抵免（§13702）取代，这些税收抵免适用风能、太阳能、氢能、储能等于用于所有预计温室气体排放率为零的发电设施（以及ITC下的储能系统）。通胀削减法案InflationReductionAct（IRA）主要包括以下几个方面：（1）开发和部署核能新技术，其中包括修改NEIMA法案，以修改美国核管会（NRC）对先进核能反应堆申请审查的收费结构；设立先进核能反应堆奖激励先进核能技术的开发和部署；为早期厂址许可证审查和预申请活动提供资金；调整现有核能监管框架，将聚变能源监2024

管和现有核裂变监管框架区分等。（2）推进核燃料循环、供应链以及劳动力队伍建设，包括发布先进核能燃料概念的开发、鉴定和许可报告，发布乏燃料和高水平放射性废物两年期报告，发布先进制造和建造方法的报告。（3）改革美国核管会，提高效率，包括增加工作人员等。（4）提高美国的核能领导力，包括明确美国核管会的国际角色、对全球民用核能产业及其供应链的状况进行全面评估、收紧核燃料特定许可证等。加速部署多功能先进核清洁能源法案ADVANCEActof2024核能核能能源部9亿美元资助计划$900

million

solicitation

tosupportthedeployment

ofsmallmodular美国能源部重新启动总额

9亿美元

的资助计划，支持新一代轻水小型模块化反应堆（Gen

III+SMR）的部署，以满足AI、数据中心等高能耗行业的用电需求。计划分为两部分：8亿美元用于支持首批建设团队，1亿美元用于推动后续项目在设计、许可和供应链等方面的突破。2025总统行政令：国家安全下部署先进核反应堆DEPLOYING

ADVANCEDNUCLEARREACTORTECHNOLOGIES特朗普签署行政命令，要求加速部署先进核反应堆技术以强化国家安全。核心措施包括：国防部须在2028年前于本土军事基地部署美国陆军监管的2025

核反应堆；能源部需在90天内选定核技术试验场，30个月内实现首座私营反应堆运行；优先释放20吨高纯度铀储备支持核燃料供应链，减少对外依赖。核能美国太阳能和风能行业气候专项资金被大幅削减，相关税收优惠也出现重大调整，原本持续至2032年的30%税收抵免政策将从2026年开始逐步取消直至2027年底完全取消，即2027年底前未能投产上线的清洁能源项目将无法再享受税收抵免。核电税收抵免将持续到2036年，氢能税收抵免将于2028年取消。此外，《通胀削减法案》中200亿美元温室气体减排基金、美国能源部用于电力传输部署、低碳建筑材料研发、建筑脱碳等多项未分配专项拨款也被撤销。“大而美”法案OneBigBeautifulBillAct（OBBBA）2025风能、太阳能、储能、氢能等资料：美国能源部，全球技术地图，美国环境保护署，中国石油新闻中心，国盛证券研究所10美国数据中心用电增长测算◼

BerkeleyLab：预计美国数据中心2028年耗电量约在325-580太瓦时✓

预计美国数据中心2028年耗电量在325-580太瓦时，占美国电力消耗比例的6.7%-12%。2023年美国数据中心的能耗达到176太瓦时，占美国总电力消耗的4.4%。根据伯克利大学预测，美国数据中心2028年耗电量约在325-580太瓦时，占美国电力消耗比例的6.7%-12%。✓

未来AI对于电力的使用需求增加主要取决于AI服务器的数量及其运作。分设备来看，近年传统服务器和AI服务器共同贡献了数据中心用电需求的增加，存储板块的用电需求虽然也持续增加但不及服务器的增速，基础设施用电比例逐步降低。图表14：美国数据中心2028年耗电量约在325

580太瓦时图表15：数据中心分设备用电需求预测资料：

BerkeleyLab，国盛证券研究所资料：

BerkeleyLab，国盛证券研究所11美国数据中心用电增长测算◼

IEA国际能源署：预计2030年美国数据中心耗电量增加240太瓦时至420太瓦时✓

2015-2024年，美国数据中心的电力消耗每年增长约12%。2024年，美国数据中心电力消耗约为180太瓦时，占全球总量的近45%，占美国电力消耗总量的比例超过4%。预计到2030年，全球数据中心电力消耗将达到约945太瓦时，占全球电力消耗总量的比例接近3%。中国和美国是数据中心电力消耗增长最重要的地区，到2030年将占全球增长的近80%。与2024年水平相比，预计2030年美国的消耗增加约240太瓦时（增加130%）、中国增加约175太瓦时（增加170%）、欧洲增长超过45太瓦时（增加70%）、日本增加约15太瓦时（增加80%）。图表16

2030年全球数据中心电力消耗将达到约945太瓦时图表17

2030年各国、地区数据中心电力消耗预计资料：IEA，国盛证券研究所资料：IEA，国盛证券研究所12美国数据中心用电增长测算◼

Mckinsey：预计2024-2030年美国数据中心耗电量增加428太瓦时✓

麦肯锡预测美国有望成为数据中心电力需求增长最快的市场，预计2024年至2030年间，美国数据中心的电力需求将以约23%的复合年增长率增加约428太瓦时至606太瓦时。✓

美国能源部预测，从2023年开始，美国数据中心的电力需求将每年增加约13-27%，2028年将达到325-580TWh，占美国总电力需求的6.7%-12%。图表18

2030年美国数据中心电力消耗预计达到606太瓦时图表19：美国能源部对于数据中心电力需求预测资料：Mckinsey，国盛证券研究所资料：华尔街见闻，国盛证券研究所13美国数据中心用电增长测算◼

至2030年数据中心额外电力装机容量需求在9-100GW✓

EPRI：2023-2030年预计数据中心电力需求年增速在3.7%-15%，至2030年电力消耗占比达到4.6%-9.1%，对应额外装机容量需求9-18GW（低增情景）、12-25GW（中增情景）、28-57GW（高增情景）、49-100GW（更高增长场景）。✓

JLL：预计2030年数据中心所需额外装机容量30-62GW。✓

MCKINSEY：预计2030年数据中心所需额外装机容量22-47GW。✓

E3：预计2030年数据中心所需额外装机容量20-100GW。图表20：美国数据中心用电需求增速预测图表21

2030年数据中心所需额外装机容量资料：EPRI，国盛证券研究所资料：

，国盛证券研究所fluenceenergy14美国数据中心用电增长测算◼

数据中心电力需求年复合增长率在3.7%-27%✓

综合各机构对于美国数据中心用电需求的预测，预计2028-2030年美国数据中心用电需求在325-580太瓦时，所需额外电力装机容量9-100GW，年复合增长率在3.7%-27%。图表22

各机构对于数据中心用电需求预测汇总数据中心用电需求预测325-580TWh

2028复合增长率BerkeleyLabIEA13-27%（）420TWh

203015%（）9-18GW12-25GW28-57GW额外新增（低增情景）、（中增情景）、

（高增EPRIMcKinsey&Co.JLL3.7%-15%49-100GW2030（更高增长场景）（

）情景）、22-47GW

2030额外新增//（）30-62GW

2030额外新增（）E320-100GW

2030）/额外新增（DOE325-580TWh

202813-27%（）资料：

BerkeleyLab，

EPRI，IEA，

fluenceenergy，

Mckinsey，华尔街见闻，国盛证券研究所15美国数据中心用电增长测算◼

我们测算2030年美国数据中心总用电694太瓦时，2024-2030年复合增速21%✓

美国算力规模：根据中国信通院2024年《先进计算暨算力发展指数蓝皮书》，预计未来五年全球算力规模仍将以超过50%的增速发展，2030年超过16000EFLOPS，根据我们测算预计美国算力规模全球占比在2030年维持在31%左右，美国2030年算力规模在5000EFLOPS左右水平。图表23

数据中心PUE预测✓

能效比：根据2021-2023美国数据中心算力规模增长与用电量，倒算出能效比分别为43.09、60.21以及70.68，预计未来芯片等设备的能耗仍有优化空间，假设未来能效比持续提升。✓

新增功率：综合前文各机构预测，预计至2030年美国数据中心电耗新增功率在50GW左右，假设2024-2030年美国数据中心电耗新增功率以17%的增速梯度增加，2024-2030年新增功率分别为4.4/5.1/6.0/7.0/8.2/9.6/11.2

GW，共计增加

51.6GW。✓

PUE：数据中心能耗除设备外还受制冷、配电等系统影响，PUE=数据中心总能耗/IT设备能耗。根据RAND预测，美国数据中心PUE从2024年的1.25逐步降至2028年1.12，外推2030年PUE预计为1.10。✓

利用小时数：假设全年24小时运行，利用小时数为8760小时。资料：RAND，国盛证券研究所16美国数据中心用电增长测算◼

我们测算2030年美国数据中心总用电694太瓦时，2024-2030年复合增速21%✓

综合以上，我们测算2030年美国算力规模4960

EFLOPS，2024-2030年复合增长率33%；2030年美国数据中心能效比为90，PUE降至1.10；2023至2030年新增功率51.6GW，新增用电517.8TWh，总用电达到693.8TWh，2024-2030年用电量复合增长率21%。结合EIA对于美国总用电量的预测，预计2030年美国总用电量4497.4TWh，数据中心用电占比提升至15%。图表24

美国数据中心用电预测图表25

美国数据中心用电及占比能效比YOY

(EFLOPS/GW)美国算力规模（EFLOPS）新增功率(GW)新增用电(TWH)总用电(TWH)年份PUE总用电yoy20202021154.4209.1308.0572.8901.51296.31782.22378.81.381.351.321.281.251.221.181.15100.00115.00134.00176.00223.99278.79340.80411.5135%47%86%57%44%37%33%436071757781851.31.63.74.45.16.07.015.0019.0042.0047.9954.8062.0170.7115%17%31%27%24%22%21%2022202320242025E2026E2027E2028E3093.330%878.21.1280.57492.0820%2029E2030E3948.44960.228%26%89909.61.111.1093.43585.51693.8419%19%11.2108.33资料

：中国信通院，RAND，Wind，TIA，BerkeleyLab，国盛证券研究所资料：中国信通院，RAND，EIA，Wind，

BerkeleyLab，国盛证券研究所17美国数据中心用电增长测算◼

预计25-27年美国总电量缺口分别为942、917、1015亿千瓦时图表26

美国电力供需缺口及预测单位：亿千瓦时2016年2017年2018年2019年2020年2021年2022年2023年2024年2025E2026E2027E用电量39,02338,643-1%40,0314%39,544-1%38,559-2%1,00039,4482%1,15015%41,0972.5%8,98016.1%2,516-11.8%7,796-1.3%15,792-2.9%3,78211.9%1,15329.2%40,6693%1,34017%40,112-1%1,76031%41,833-1.1%6,751-18.8%2,450-3.8%7,7490.4%18,0617.1%4,211-3.0%1,65515.1%41,1042%2,24027%42,6694%43,5032%44,4272%yoyyoyyoyyoyyoyyoyyoyyoyyoy考虑数据中心用电量发电量2,78824%44,8034.0%6,281-3.7%2,4320.1%7,814-0.1%18,9051.1%4,8186.6%2,73324.3%9421,23941.2167-5.0800.1970.04913,40822%45,6782.0%6,012-4.3%2,4350.1%7,809-0.1%19,2872.0%5,0585.0%3,26419.4%9171,27939.5162-5.0800.1970.04954,11521%46,4261.6%5,748-4.4%2,4350.0%7,805-0.1%19,4230.7%5,2984.7%3,79216.2%1,0151,31839.4157-5.0800.0970.04983.540,77612,3912,6788,05713,7932,27036140,354-1.0%12,058-2.7%3,00312.1%8,050-0.1%12,977-5.9%2,54312.0%53341,8103.6%41,306-1.2%9,650-16.1%2,879-1.6%8,0940.3%15,8857.9%2,9598.5%71940,098-2.9%7,734-19.9%2,853-0.9%7,899-2.4%16,2682.4%42,3072.9%8,315-7.4%2,5481.3%7,715-1.0%16,8716.8%4,34314.8%1,43824.8%43,0863.0%6,522-3.4%2,429-0.9%7,8190.9%18,6993.5%4,5197.3%2,19832.8%——煤电11,495-4.7%2,925-2.6%8,0710.3%14,71813.4%2,7277.2%——水电——核电——天然气——风电3,37914.2%892——太阳能发电63819.8%47.8%12.7%24.0%总电量缺口总装机容量（GW）1,044264801,05410.0254-10.079-0.11000.14409.2876.3271,06410.1241-13.7800.299-0.245414.2941,0684.4227-13.979-0.198-1.34605.81,08416.2214-12.9801,11430.1208-5.6801,12914.9188-20.5801,15526.2177-10.980-0.1961.14895.31476.09119.11,19842.6172-4.580-0.2971.14890.51535.312230.5——新增——新增——新增——新增——新增——新增——新增——煤电——水电0.2970.0960.295——核电10043081-1.64688.611814.648-1.04735.313314.661-0.948410.21418.6——天然气——风电1.61618.01523.51698.01821039.2371778.021230.06.8324.9——太阳能发电227211.25.05.510.613.430.030.0总装机缺口利用小时数26.03,6160.5%3,750-0.8%3,0540.0%8,075-0.1%3,8500.8%3,0001.3%1,800-0.2%25.73,572-1.2%3,700-1.3%3,0540.0%8,070-0.1%3,9001.3%3,0000.0%1,795-0.3%28.83,522-1.4%3,650-1.4%3,0540.0%8,065-0.1%3,9000.0%3,0000.0%1,790-0.3%3,9074,6883,3668,0923,2052,7961,6673,830-2.0%4,7401.1%3,78112.3%8,079-0.2%2,953-7.9%2,9064.0%2,00220.2%3,9312.6%4,7760.8%3,675-2.8%8,1170.5%3,2449.9%2,892-0.5%2,0261.2%3,867-1.6%4,254-10.9%3,622-1.5%8,2491.6%3,4576.6%2,860-1.1%1,943-4.1%3,698-4.4%3,615-15.0%3,582-1.1%8,185-0.8%3,4750.5%3,688-0.3%4,31119.2%3,160-11.8%8,160-0.3%3,335-4.0%2,852-0.4%1,8890.8%3,7471.6%4,4262.7%3,1941.1%8,151-0.1%3,4884.6%3,0747.8%1,9905.3%3,621-3.4%3,814-13.8%3,074-3.7%8,096-0.7%3,6945.9%3,597-0.7%3,781-0.9%3,054-0.7%8,080-0.2%3,8213.4%2,9623.6%1,804-0.5%yoyyoyyoyyoyyoyyoyyoy——煤电——水电——核电——天然气——风电2,8630.1%1,875-3.5%2,859-7.0%1,813-8.9%——太阳能发电资料：EIA，Wind，中国信通院，RAND，TIA，BerkeleyLab，国盛证券研究所18供需错配与电网容量难以支撑用电高增◼

数据中心分部及用电需求区域差异大✓

美国数据中心高度集中于弗吉尼亚、德克萨斯和加利福尼亚等少数州。

这种集聚虽得益于完善的能源与网络条件，却导致区域电力负荷显著不均，部分州数据中心用电已占总耗电量的

10%以上，其中弗吉尼亚州高达25.6%，远超全国其他地区。在弗吉尼亚等地，数据中心密集引发输电瓶颈与容量紧张，使“缺电”风险集中于少数高负载州，电网调度与能源转型在部分州面临更严峻挑战。图表27：美国各州数据中心分布图表28：美国各州数据中心电力消耗分布资料：视觉资本家，国盛证券研究所资料：数据中心地图，国盛证券研究所19供需错配与电网容量难以支撑用电高增◼

供电系统是当前数据中心事故的主要✓

数据中心故障主要于供电系统。

全球数据中心故障主要于供电系统、制冷系统以及其他，2023年占比分别为52%、19%以及11%，且供电系统事故占比呈现逐年提升趋势。2020-2022年美国整体年平均电力扰动时长较2017-2019年中枢提升，难以匹配数据中心高连续性全生命周期用电的需求。图表29：全球数据中心事故原因图表30：美国年平均电力扰动时长资料：EIA，国盛证券研究所资料：Deepknowledge，国盛证券研究所20供需错配与电网容量难以支撑用电高增◼

美国发用电均集中于东南部，中西部电力富余✓

发电端，德克萨斯、佛罗里达和加利福尼亚等州产能远超全国平均，形成明显的能源集中格局；用电端，东南部与中大西洋地区（如德克萨斯、佛罗里达、弗吉尼亚）需求相对较高。部分高负载州面临容量紧张与供电风险，而中西部等地区则电力相对富余，加利福尼亚、俄亥俄、佐治亚以及纽约等区域存在自身电力缺口。图表31

2024年美国各州发电、用电量及电力缺口资料：EIA，国盛证券研究所21供需错配与电网容量难以支撑用电高增◼

区域电网互联容量难以匹配不平衡的电力负荷增长✓

北美各区域电力负荷增长驱动不同，东部受AI数据中心与工业负荷拉动，南部由制造业回流和人口增长带动，西部以交通电气化发展为主。东部工业复苏叠加数据中心用电激增，负荷增速可能将进一步增长，各区域用电不平衡现象进一步加剧。✓

美国电网的主要问题在于区域互联容量不足。美国电网区域间互联能力有限，多数跨区输电通道容量不足5GW。电网互联度低导致能源在空间上的调度受限，部分地区供需紧张难以跨区缓解，成为制约美国电力系统稳定性与保供能力的关键瓶颈。图表32：美国电力负荷增长驱动力结构图表33：美国区域电网互联容量分布资料：NERC，国盛证券研究所资料：NERC，国盛证券研究所22供需错配与电网容量难以支撑用电高增◼

季节性负荷变化进一步加剧供需矛盾✓

美国不同区域极端天气导致季节性负荷差异加大。今年夏季美国极端高温大范围蔓延，对电力设备可靠运行和机组平稳出力造成显著影响。另外，中西部地区来水显著偏低以及野火发生概率也进一步加剧供电风险。✓

季节性负荷变化明显，夏季电力系统承压。每年7-8月为美国电力需求和电网负荷的集中高峰期，以加利福尼亚州为例，2024年7-8月净电力负荷分别为283、272亿千瓦时，预计2026年接近300亿千瓦时，电力系统调节压力相对较大。图表34：美国季节性极端天气加剧系统压力图表35：加利福尼亚州净电力负荷（亿千瓦时）资料：Wind，国盛证券研究所，注：2025年部分值为预测值资料：中国储能网，国盛证券研究所23解决AI电力供需的有效途径02

解决AI电力供需的有效途径•

短期途径：核电、燃气•

长期途径：SMR、可控核聚变、SOFC24解决AI电力供需的有效途径◼

数据中心供电需求：高负荷、高稳定性、区域不均、就地供电、低碳✓

高负荷和稳定性：数据中心设备机柜用电负荷会提高到3kW/台、4kW/台，机房单位面积的平均用电负荷提高到1.5kW/m2、2kW/m2，AI训练/推理提升机架功率，需要高供电稳定性和高响应速度。✓

区域不均：截至2024年3月，美国约有5381个数据中心，截至2023年底15州负载占80%，弗吉尼亚州数据中心用电占州总电力>25%，区域性电源与网架承压。✓

就地供电需求：北美多市场接网等待≥4年，PJM等区域平均3-5年，部分项目需5-7年；变电与输电扩容审批复杂、排队长，促使“表后就地供电”需求上升。✓

低碳性：美国市场对于ESG披露要求更高，企业对低碳排放有诉求。图表37：核电兼顾可靠性与清洁性图表36

2023年各电源容量系数（%）资料：DOE，国盛证券研究所资料：DOE，国盛证券研究所25核电——数据中心供电的稳定基石◼

核电匹配数据中心用电需求✓

稳定基荷：和其他清洁能源相比，核电更加高效稳定，其容量系数（93%）远高于其他可再生能源。✓

长期具备经济性：

LCOE是基于各类电源平均寿命通过贴现法计算的电源使用成本，在这种计算方法下核能是目前清洁能源中使用成本最低的电源类型，而在数据中心100%电力使用场景中，核电的经济性进一步凸显。✓

土地利用效率高：核能在所有发电方式中占地最少，每英亩产生的电力最多，未来有望匹配数据中心自建电站需求。图表38：各类能源的LCOE图表39：各类能源土地利用效率（兆瓦时/英亩）资料：《Projected

Costs

ofGenerating

Electricity》资料：DOE，国盛证券研究所(2020年），国盛证券研究所26核电——数据中心供电的稳定基石◼

美国近年频繁颁布政策与法案重启核电图表40：美国近年核电政策与法案政策名称推出年份核心内容基础设施投资和就业法案bipartisan

Infrastructure

Investmentand

Jobs

Act2021提供60亿美元补贴用于扶持经济上陷入困境的现役核电站，防止其过早退役；并拨款约25亿美元通过先进核能建设。通过税收抵免和直接投资激励支持核电：为现有核电站发电提供每兆瓦时最高15美元的零碳核电生产税收抵免（适用于2024–2032年）以降低运营成本，防止机组退役；对新建核电项目（包括先进核能）给予技术中立的税收激励，可选择取得前10年每兆瓦时25美元的发电税收抵免或30%的投资税收抵免。通胀削减法案Inflation

Reduction

Act20222022芯片与科学法案CHIPS

and

Science

Act2023–2027年授权总计3.90亿美元用于先进核能研究基础设施（包括兴建多达4座新研究用反应堆）；2023-2025财年每年拨款约4500万美元用于维护升级现有大学核科学与工程科研设施、转换研究堆燃料和人才培养等。（1）开发和部署核能新技术，其中包括修改NEIMA法案，以修改美国核管会（NRC）对先进核能反应堆申请审查的收费结构；设立先进核能反应堆奖激励先进核能技术的开发和部署；为早期厂址许可证审查和预申请活动提供资金；调整现有核能监管框架，将聚变能源监管和现有核裂变监管框架区分等。（2）推进核燃料循环、供应链以及劳动力队伍建设，包括发布先进核能燃料概念的开发、鉴定和许可报告，发布乏燃料和高水平放射性废物两年期报告，发布先进制造和建造方法的报告。（3）改革美国核管会，提高效率，包括增加工作人员等。（4）提高美国的核能领导力，包括明确美国核管会的国际角色、对全球民用核能产业及其供应链的状况进行全面评估、收紧核燃料特定许可证等。加速部署多功能先进核清洁能源法案ADVANCE

Act

of2024202420252025能源部9亿美元资助计划$900million

solicitation

tosupport

thedeployment

ofsmall

modular美国能源部重新启动总额

9亿美元

的资助计划，支持新一代轻水小型模块化反应堆（Gen

III+

SMR）的部署，以满足AI、数据中心等高能耗行业的用电需求。计划分为两部分：8亿美元用于支持首批建设团队，1亿美元用于推动后续项目在设计、许可和供应链等方面的突破。总统行政令：国家安全下部署先进核反应堆白宫发布行政命令，将国家安全作为抓手加速先进核技术的示范应用。命令要求国防部在2028财年前于一处美国本土军用基地建成并运行一座小型核反应堆（由陆军监管）

；指示能源部在全国实验室等场所划定至少一个站点，利用一切法定权限加快部署先进核反应堆，力争在命令发布后30个月内使首座反应堆投入运行

。能源部还被要求提供不低于20公吨的高浓低丰度铀（HALEU）燃料用于上述先进反应堆，并与国防部协作利用现有权限加速相关反应堆项目的选址审批和燃料加工许可

。DEPLOYING

ADVANCED

NUCLEARREACTOR

TECHNOLOGIES资料：美国能源部，pillsbury，全球技术地图，国盛证券研究所27核电——数据中心供电的稳定基石◼

AI公司近年显著加大核电布局图表41

AI公司布局核电事件汇总时间公司谷歌具体内容国家/地区2022年7月参与美国核聚变企业TAETechnologies的2.5亿美元融资，与雪佛龙等共同投资支持其核聚变研究。美国2023年9月2024年9月微软成立核技术团队，招聘核能领域主管规划用小型核反应堆（SMR）为AI数据中心供电。美国美国首座商业微型反应堆的正进入初步建设阶段，美国能源部已经批准进行选址调查，预计2026年在爱达荷州的选址动工，计划在2027年让反应堆投入运行。OpenAI2024年10月2024年10月2024年9月亚马逊谷歌宣布将投资超过5亿美元开发小型模块化核反应堆（SMR），以满足其云计算服务扩展到生成性AI时对清洁能源的巨大需求。向核反应堆运营商购入拟建的6-7个小型模块化核反应堆（SMRS）的电力，总容量达500兆瓦。美国美国美国甲骨文在季度财报会上宣布计划建设功率达1吉瓦的AI数据中心，并将通过三座小型模块化核反应堆供电。与中广核宁德核电公司共建“AI赋能联合创新实验室”，正式揭牌启动核电数字化转型项目。速宁德核电生产运营的智能化升级，打造行业标杆，实现核电企业的安全高效生产和数字化转型。将汇聚先进AI和通信技术，加2024年12月中国2025年6月META从2027年6月开始，Meta将从Constellation位于伊利诺伊州的ClintonCleanEnergyCenter购入1.1吉瓦的核能电力。美国美国签署意向书，在堪萨斯、德州、犹他等地布置地下小型核反应堆，用于满足AI/高功率需求。宣称其小堆技术适合AI负载、可地下部署以缓解争议。2025年10月DeepFission资料：reuter，华尔街见闻，第一财经，中国核电网，Kcur，tom’shardware，北极星核电网，国盛证券研究所28核电——数据中心供电的稳定基石◼

预计美国2035年核电容量在103-107GW，发电量在839太瓦时✓

根据彭博预测，预计美国2035年核电装机容量在103-107GW，2024-2035年复合增速0.5%-0.9%；2050年核电装机容量120-202GW，2035-2050年复合增速1%-4.3%；发电量角度，预计美国2035年核电发电量达到839太瓦时，核能发电占比在17%。图表42：预计美国2035年核电容量在103

107GW图表43：预计美国核电2035年发电量839太瓦时资料：彭博，国盛证券研究所资料：彭博，国盛证券研究所29核电——数据中心供电的稳定基石◼

铀需求：近年开始显著反弹，预计2040年全球铀需求上升到13万tU✓

全球铀需求逐年提升。根据WNA数据，2025年全球反应堆天然铀需求量预计6.89万tU，其中美国铀需求量为1.90万tU

，占全球铀需求总量的27.6%，全球排名第一；中国铀需求量为1.39万tU，占全球铀需求总量的20.1%，全球排名第二；法国、俄罗斯、韩国铀需求量亦处于较高水平。图表44：全球主要国家的铀需求情况国家2024年核能发电量核能反应堆数量在建反应堆计划建造反应堆数量

MWe拟建造的反应堆数量

MWe预计2025年所需铀量单位美国TWh781.9417.5364.4202.1179.484.9%18.24.7MWe96,95256,93063,00026,80225,60931,67912,7147123数量MWe.0tU9458573626311770330002514767540174,850930075419,01113,8728389625147032135145512181884中国37,990043048,2560法国67.317.831.78俄罗斯韩国7529042002756023121,655140009300日本201138564000加拿大西班牙印度81.213.419.93.302400012052.100049.9247943652001494002630,800瑞典英国全球48.737.3266729.112.39%6970085883020222500334000968896344076,838141800438396,59970111110,738318289,79168,920资料：WNA，国盛证券研究所30核电——数据中心供电的稳定基石◼

铀需求：近年开始显著反弹，预计2040年全球铀需求上升到13万tU✓

在全球能源清洁转型和核电加速建设发展的推动下，天然铀供需缺口预计长期存在。根据WNA预测，到2040年，全球核电装机容量将达到686GWe，全球反应堆铀需求预计将增加至12.99万tU。在悲观和乐观情景中，到2040年，全球核电装机将分别达到486GWe和931GWe，全球反应堆铀需求将分别上升到8.69万tU和18.43万tU。图表45：全球铀需求预测图表46：全球铀需求缺口预测资料：中国铀业公司公告，国盛证券研究所资料：中国铀业公司公告，国盛证券研究所31核电——数据中心供电的稳定基石◼

铀供给：集中度高，未来存在不确定性✓

供需错配、集中度高：全球铀矿供应集中度高具有稀缺性，同时具有供需错配的特点。铀矿供应国家集中在哈萨克斯坦、加拿大、纳米比亚、澳大利亚以及乌兹别克斯坦，2023年占比分别为39%、20%、13%、9%以及7%；与之相比铀需求国主要集中在美国、中国以及法国等相对缺少供应的国家。✓

长期看供需紧张：根据WNA预测，全球现存铀矿预计2030年起开始供给下滑，未来需要更多新开发的铀矿填补供应缺口，预计到2040年全球铀供应大约75000tU左右，可能将面临供不应求的问题。图表47

2023年全球铀供应集中度较高图表48：全球铀供应预测资料：sprott，国盛证券研究所资料：WNA，国盛证券研究所32核电——数据中心供电的稳定基石◼

铀供应：集中度高，未来存在不确定性✓

各国纷纷重启核能，联合国发布《三倍核能宣言》支持核能建设，全球铀产量显著见底回升。✓

美国铀矿产量持续处于较低位置，后续一方面国内铀矿生产可能持续复苏，另一方面铀进口规模可能将显著提升。图表49：美国铀矿产量（磅）图表50：全球铀产量（tU)资料：EIA，国盛证券研究所资料：WNA，国盛证券研究所33核电——数据中心供电的稳定基石◼

铀价：全球核电重启背景下逐步见底反弹✓

2001

年铀价从历史低点反弹，并持续上涨至

2007

年。真正的泡沫出现在

2007

年，其触发因素包括武器库存减少、加拿大雪茄湖矿发生洪水、大量反应堆投入运行导致的预期供应不足。铀价从2000年代初每磅约

10美元飙升至

2007

年每磅约

136

美元的峰值，涨幅超过

1326%。2008年金融危机终结了铀牛市，价格跌至约40美元/磅，在经济复苏之后，铀市场也随之好转，到

2011

年初价格达到每磅约

64美元。2020年，多家全球最大的铀生产商宣布进一步减产，铀价再次走高。近年来，随着全球对低碳、高基荷电力的需求日益增长，联合国发布《三倍核能宣言》支持核能建设，核能正重新回到各国能源政策的中心舞台。图表51：铀价历史复盘（美元/磅）资料

：

FactsetInsight，EBA，世界核能新闻，丹尼森矿业，人民网，Farmonaut，华尔街见闻，国家核安全局，美国国家医学图书馆，Wind，国盛证券研究所34核电——数据中心供电的稳定基石◼

铀价：全球核电重启背景下逐步见底反弹✓

长贸铀价的角度，近年铀价逐年呈现稳定上升趋势，今年铀价处于相对高点，截至9月为83美元/磅。✓

月度现货铀价的角度，今年铀价基本处于缓慢抬升走势，截至9月铀价为82.63美元/磅。图表52：长贸铀价（美元/磅）图表53：现货铀价（美元/磅）资料：cameco，国盛证券研究所资料：cameco，国盛证券研究所35燃机——数据中心供电的快速解决方案◼

建设周期短，美国燃气产量高供大于求✓

与燃煤、核电等不同能源装机的建设周期对比，气电燃机建设周期相对较短，简单循环燃机建设周期在10-12个月，联合循环燃建设周期在16-20个月。✓

供需角度，美国天然气产量相对较高，供大于求。2024年美国天然气产量37767

BCF

，天然气消费33105

BCF。图表54：能源装机建设周期图表55：美国天然气产量、供给与需求（BCF）能源装机建设周期（年）12个月左右16~20个月10~12个月2~2.5年光伏联合循环燃机简单循环燃机燃煤机组风电（海上）风电（陆地）2~3年1~2年核电机组9.4年资料：《天然气发电在新型电力系统中的功能定位及发展前景研判》（傅观资料：EIA，国盛证券研究所君等），网易网，Metsähallitus，腾讯网，WNISR，国盛证券研究所36燃机——数据中心供电的快速解决方案◼

燃气产业链完善，市场份额高✓

全球燃气轮机市场发展成熟，产业链完善，行业集中度较高，主要供给方在欧美等发达国家，CR3超过80%。根据Gas

Turbine

World公布的数据，2024年行业前三公司全球市占率合计达85%，其中GE、三菱电机以及西门子分别占据34%、27%以及24%市场份额。图表56：海内外燃气轮机厂商及其业务情况图表57

2024年燃气轮机全球份额公司名称公司简介及燃气轮机业务情况西门子能源燃气轮机产品组合就具有两大优势，低生命周期成本和出色的投资回报率。西门子能源重型燃气轮机、工业型燃气轮机和航改型燃气轮机产品系列产品丰富，最大功率可达

593MW。西门子1884年成立，主营1)能源系统(燃气和蒸汽动力系统、核电力系统、航空发动机、压缩机等);2)三菱重工

工厂和基础设施系统(金属机械、船舶等);3)物流、热能与驱动系统(物料搬运系统、涡轮增压器、暖通空调系统等);4)飞机、国防业务(商用航空、国防飞机、

等)四大业务板块。2024年从GE分拆并上市，专注于加速能源转型的独立公司，其业务涵盖发电、风电和电气化。GEVernova

GEVernova的设备提供了全球30%的电力，且该公司拥有全球最大规模的超过7,000台套的燃气轮机装机，约55,000台风力发电机。东方电气集团自2009年起在国内开展具有完全自主知识产权的重型燃气轮机研制，各项投入累计约20亿元。2023年，首个示范应用机组在广东华电清远项目投运，宣告G50燃机正式商用。东方电气形成了以水电、核电、煤电、气电、风电、船舶动力装置、电气驱动设备、电力工程总承包等为主，涵盖装备研制、工程建设和制造服务等领域的产业布局，累计生产发电设备约5.5亿千瓦，产品装备了海内外800余座大中型电站，出口到50多个国家和地区，大型水电机组约占国产装机总量的二分之一，煤电、核电主设备和重型燃气轮机均约占国产装机总量的三分之一。哈尔滨电气能源领域，业务涉及“风光储氢”多能互补和“源网荷储”一体化解决方案；工业领域，聚焦上海电气

船舶工业、陆上交通、航空航天、智能电网、油气化工五大核心产业链，同时提供工业母机及基础件、数字医疗、智慧楼宇等解决方案。资料：GTW，国盛证券研究所资料究所：各公司官网，国务院国有资产监督管理委员会，维科网，国盛证券研37燃机——数据中心供电的快速解决方案◼

天然气为数据中心供电可实现1+1>2效果✓

热电联产：天然气分布式能源系统以天然气为燃料，燃烧后驱动燃气轮机或燃气内燃机发电，产生的高温烟气和热水作为热源驱动溴化锂机组制冷，制冷后的余热再作为供暖的能源系统，实现了能源的梯级利用。✓

调峰灵活：相比于煤电，气电的响应速度更快、负荷变化能力更强。燃煤电厂的冷启动时间为10小时以上，而单循环燃气电厂的启动只需几分钟；同时，气电机组在短时间内的最大负荷变化也远高于煤电机组。因此，气电为最优的调峰电源之一。✓

冷能利用：利用LNG（液化天然气）本身的冷能用于数据中心的冷却系统，通过冷能梯度利用，降低制冷能耗超50%，大幅降低数据中心运营成本。图表58：数据中心天然气分布式能源系统框图图表59

LNG冷能用于数据中心机房制冷工艺流程图资料：《数据中心天然气分布式能源系统供电方案设计》资料：《“双碳”目标下数据中心对液化天然气冷能应用的探讨》（沈洪流），国盛证券研究所（金驰等），国盛证券研究所38燃机——数据中心供电的快速解决方案◼

天然气为数据中心供电率先走向实践图表60：天然气为数据中心供电案例项目地区发电模式卡特彼勒热电联供项目卡特彼勒公司将为美国犹他州的数据中心建设一座4GW热电联产电厂，配备1.1GWh电池储能系统。该项目由Joule

Capital

Partners公司开发，专为AI行业的高性能计算需求设计。电厂采用冷热电联产技术，不仅能发电，还能利用废热为服务器冷却。美国犹他州珠海LNG绿色智算中心LNG绿色智算中心项目依托珠海经开区毗邻中国海油珠海LNG接收站的区位优势，创造性地将－162℃的LNG冷能高效转化为算力中心冷却系统，通过冷能梯级利用，相较传统智算中心可降低制冷耗能超50%，大幅降低智算中心运营成本，减少碳排放。中国珠海中国辽宁隧道股份上海能建依托隧道股份双碳科创中心，携手中汇港投能源、大唐国际等合作伙伴，用LNG的高品质冷能供给燃气电厂和智算中心的冷却系统，燃气电厂和智算中心的余热则反哺给冷能发电装置。这既降低了气候因素对冷能发电装置的影响，也降低了智算中心能耗水平、提高了燃气发电的效率。创新方案不仅巧妙破解了北方LNG接收站冬季冷能利用困局，更以“冷能—绿电—算力—余热”的闭环模式，提供了可复制可推广的样本。隧道股份创新方案能源公司Entergy宣布，将为科技公司Meta位于美国得克萨斯州的最大数据中心建造三座天然气发电厂。该计划预计将在2026年底前完成，建成后将为Meta的数据中心提供稳定的电力供应。这三座发电厂分别位于奥斯汀附近的两个地点和达拉斯附近的一个地点，每座电厂的发电能力预计将达到200兆瓦，总计600兆瓦的发电容量将专门服务于Meta的数据中心运营。Meta数据中心天然气电厂美国得克萨斯州谷歌碳捕获天然气项目美国伊利诺伊州2025年

10月

23日，谷歌签署首份天然气碳捕集电力协议，聚焦伊利诺伊州

400MWBroadwing

项目，捕获

90%排放供中西部

AI

数据中心。此举标志其

AI

能源供应向低碳转型，首涉碳捕获领域。雪佛龙公司与EngineNo.1合作项目美国东南部、中西部和西部雪佛龙宣布与投资公司Engine

No.1合作开发燃气发电项目，为美国数据中心供电，特别是在美国东南部、中西部和西部。该公司表示，这些燃气发电项目将使用7台美国制造的燃气轮机，燃气轮机于2026年开始交付，雪佛龙预计于2027年底将这些电力推向市场。核能初创公司Blue

Energy

Global

Inc.计划在德州建设一座电厂，将为新建数据中心提供高达1.5吉瓦的电力供应，初期使用天然气系统，最终转向小型核反应堆。根据Blue

Energy2025年10月发布的声明，位于休斯顿西南部维多利亚港的园区预计将于2028年开始向CrusoeEnergySystemsLLC的数据中心供电，反应堆将于2031年投入运营。BlueEnergy项目美国德州资料：中冶有色网，中国珠海政府，新华网，donews，流程工业网，新浪财经，澎湃新闻，国盛证券研究所39SMR——数据中心供电的“灵活方案”◼

小型模块化反应堆（SMR）兼顾安全、易建、灵活、经济多种优势✓

SMR兼顾安全、易建、灵活、经济等多种优势。小型模块化反应堆（SMR）简称为“小堆”，由国际原子能机构（IAEA）定义为发电功率小于等于300MW的反应堆，约为传统反应堆发电容量的三分之一，模块的概念是指主要部件在工厂组装，运输到场地安装，从而缩短建设时间，也易于控制安装质量。✓

根据国际原子能机构（IAEA）的先进反应堆信息系统（ARIS）数据库，全球约有68种SMR设计处于不同的开发和部署阶段（截至2024年），涵盖水冷堆、气冷堆、液态金属冷却堆、熔盐堆和微型反应堆等五大技术路线。其中非水冷堆（NON-WCR）路线有46种，占比达到67.6%，体现了技术创新从传统轻水堆向多元化方向的突破。图表61：小型模块化反应堆的特点图表62

SMR各类技术路线占比情况特性小型模块化反应堆传统压水反应堆通常>1000MW10-15年单堆功率建设周期建造成本应急计划区通常<300MW3年约10-30亿美元约2公里约60-120亿美元约16公里占地紧凑设计，部分可建于地下高，工厂预制大型地上建设低，现场建造模块化程度资料：ANSTO，稀土掘金，IAEA，国盛证券研究所资料：国际清洁能源论坛，国盛证券研究所40SMR——数据中心供电的“灵活方案”◼

小型模块化反应堆（SMR）的特性适合用于数据中心供电✓

灵活易建、占地小——实现数据中心就地供电：模块化、工厂化制造，建设周期3年左右，可分期投入，更易分布式部署，可在靠近数据中心的区域建设，实现“就地供能”，减少长距离输电带来的能量损耗与成本压力。✓

稳定高能量、易调度——稳定7×24输出：可提供7×24稳定输出，满足连续性高负荷与电能质量需求。可离网运行。✓

零碳可持续——满足企业ESG目标：发电过程零碳排放，完美契合科技巨头（如微软、谷歌、亚马逊）的零碳能源目标。还具备热能联供、氢能制备等拓展潜力，可进一步支持区域工业的深度脱碳与能源多元化布局。图表63

不同劳动力情景中大型反应堆和SMR成本（美元/千瓦）图表64

SMR和大型反应堆的单位投资成本概率分布资料：美国能源部，国盛证券研究所资料：美国能源部，国盛证券研究所41SMR——数据中心供电的“灵活方案”◼

小型模块化反应堆（SMR）的特性适合用于数据中心供电✓

SMR可以根据冷却剂不同分为3类，轻水、气体或液态金属

。图表66：各国SMR的研究进展（截至2020年）高温气冷堆(HTGR)出口温度很高(750℃~950℃)，用氦气作冷却剂，石墨作为堆芯材料，可产生很高的热效率，可利用HTGR高温优势提供高参数的工艺热。

液态金属反应堆的冷却剂工作温度高，但相应的压力较低，因而一次侧可在低压下运行。

钠冷堆的功率密度高，采用快堆技术，金属冷却剂传热系数很高，堆芯最为紧凑。✓

PWR和BWR采用廉价轻水作为冷却剂和慢化剂，采用水作为冷却剂的SMR可充分利用现有LWR的技术。图表65

SMR反应器分类资料：

《A

Reviewof

theSmall

Modular

Reactor》

（刘建阁等），国资料

：

《A

ReviewoftheSmall

Modular

Reactor》（刘建阁等），国盛证券研究所盛证券研究所42SMR——数据中心供电的“灵活方案”◼

小型堆已经开始尝试应用于数据中心供电✓

Amazon与X-energy合作，在美国华盛顿州建设的CascadeAdvancedEnergyFacility项目，将分三阶段部署最多12台Xe-100模块堆，总装机约960MW，首阶段先装4台（约320MW）。该项目定位用于支持Amazon的AI云数据中心负载。✓

瑞典Blykalla、Evroc和Studsvik三家公司已签署谅解备忘录，共同探索在瑞典建设首批使用核电的数据中心。该项目将采用小型堆（SMR）技术，为该国不断增长的AI和云基础设施提供稳定、清洁电力。✓

中国核能行业协会专家委特邀顾问、国家电力投资集团有限公司原董事长王炳华表示，国内头部信息技术、交通运输企业等已与核能企业合作开展了小型堆为数据中心供电的示范项目前期论证，以及一体化车载微型动力堆研发项目。图表67

SMR未来市场预测图表68：亚马逊工厂未来SMR设施预设图资料：亚马逊官网，国盛证券研究所资料：艾莱德市场研究，国盛证券研究所43可控核聚变——数据中心供电的“终极梦想”◼

可控核聚变：数据中心供电的“终极梦想”图表70：可控核聚变能源商业化购买协议✓

燃料低成本、近无限→满足指数级增长电力需求✓

能量密度高、7*24小时稳定基荷→绝对可靠电力保障✓

零碳→满足严格ESG要求✓

HelionEnergy在美国华盛顿州启动商业核聚变电站的建设，并与Microsoft签署电力购买协议(力接入Microsoft的数据中心。计划在2028年将约50MW的聚变电✓

CommonwealthFusionSystems(CFS)与Google签署供电协议，计划提供约200MW的聚变发电容量，以支撑AI/数据中心的电力需求。图表69：可控核聚变市场规模预测（USDBillion）资料：PrecedenceResearch，国盛证券研究所资料：聚变能源报告，国盛证券研究所44可控核聚变——数据中心供电的“终极梦想”◼

可控核聚变能量密度高且原料易得图表71：可控核聚变原理示意图✓

可控核聚变：能量密度高、原料易得近乎无限、清洁低碳。核聚变是在一定条件下（超高温、高压），由质量较小的原子核互相聚合生成新的质量更重的原子核，同时释放出巨大的能量的反应。核聚变类型主要有4种：氘—氚（D-T）聚变、氘—氦3（D-3He）聚变、氦—硼（p-11B）及氘—氘（D-D）聚变。现有理论和实验研究均表明，氘氚聚变是最容易获得聚变能的方式，因此是实现可控核聚变的较为可行的发展路线。✓

能量密度高：燃烧1千克氘（D）相当于四千克铀，相当于七千吨汽油或者一万吨煤，也就是说“燃烧”1千克海水和燃烧210千克（300升）汽油所获得能量相当。✓

原料易得：每公斤海水含氘（D）0.03g，即使考虑能源消耗水平逐年增加，地球上的D也足以用上几百亿年；氚（T）可以通过中子轰击锂-6得到。✓

安全性高：不产生高放射性核废物，发生事故时核反应会迅速终止。✓

清洁低碳：不产生温室气体。资料：《我国磁约束核聚变能源的发展路径、国际合作与未来展望》（王志斌等），国盛证券研究所45可控核聚变——数据中心供电的“终极梦想”◼

可控核聚变实现条件与关键参数✓

三个关键参数：超高温、足够的等离子体密度以及必要的能量约束时间。✓

温度：核聚变反应需要在极高的温度下进行，通常在1亿到5亿度之间，这样的高温可以使得原子核克服库仑斥力，从而发生聚变反应。✓

等离子体密度：密度必须足够高，一般来说，密度需要达到10^20个粒子每立方米以上，以增加原子核之间的碰撞概率，从而提高聚变反应的速率。✓

能量约束时间：为