海通国际研究报告深入测算了AI数据中心对电力需求的爆发式增长。预计至2035年，AI对美国的增量电力需求将达到789TWh，年复合增长率14.17%。到2035年AI数据中心所需总功率将达147GW，需要约96万台AI服务器机架。新增装机需求中，光伏45GW（投资618亿美元）、风电16GW（1719亿美元）、天然气47GW（705亿美元）、核电6GW（1191亿美元），合计投资4234亿美元。AI数据中心正从“算力革命”演变为“电力革命”，重塑美国乃至全球能源基础设施投资格局。
AI算力需求驱动电力需求爆发式增长
AI数据中心的电力需求来自大模型推理的指数级增长。根据海通国际测算，2035年全球每天使用大模型推理次数预计1230亿次，每个推理生成平均730个令牌，平均令牌所需FLOP约1.73E+14。需B100等效服务器7.2E+16台，AI机架功耗70kW。FLOP利用率假设为50%，硬件正常运行时间99%。
从代际提升看，单次使用耗电量均值：Google搜索0.0003kWh，GPT-3为0.003kWh，GPT-4为0.005kWh，而DeepSeek R1仅为0.0003kWh。英伟达服务器性能/能耗比持续提升：2020年A100的1.5TOPS/W，2022年H100的3.1TOPS/W，2024年B200 DGX达2.6TOPS/W。每代服务器性能提升比例约50%-80%，但功耗同步攀升。2035年，AI对于美国的增量电力需求将达到789TWh，年复合增长率14.17%。
AI数据中心新增装机投资4234亿美元
AI数据中心所需的稳定绿色电力将推动各类电源的大规模投资。2035年数据中心新增电力需求102.9GW。数据中心容量由新能源提供比例为50%，其中光伏占15%、风电35%、天然气40%、核电10%。具体装机需求：光伏45GW（投资618亿美元）、风电16GW（1719亿美元）、天然气47GW（705亿美元）、核电6GW（1191亿美元），总装机需求投资金额预计4,234亿美元。
值得注意的是，天然气在AI数据中心供电中占据最大装机份额（47GW，40%），体现了AI对稳定基荷电力的刚性需求。可再生能源虽在容量占比达50%，但考虑到负载因子差异（光伏0.22、风电0.34、天然气0.54、核电0.95），天然气和核电的实际供电贡献更为突出。装机投资中风电投资额最高（1719亿美元），反映海上风电项目的高单位成本。
电力基础设施投资的全链条受益
AI数据中心电力需求将催生输配电全链条投资机会。输电侧，预计2025-2035年由AI数据中心带动的输电投资增加约100亿美金，每年新增约10亿美元。到2035年，输电投资年均约719亿美元（新建线路占30%、线路升级改造30%、变电站建设40%）。配电侧，2025-2035年配电侧投资年复合增长率约10%，新需求对市场规模提高的贡献持续增加。2024年配电投资约628亿美元，2035年增至1792亿美元。
高压侧设备市场2025-2030年复合增长率：变压器8.7%、断路器6.9%、开关设备7.4%、变电站5.0%、电网解决方案3.7%。超高压建设占比预计在2030年后显著提升，推动相关设备需求结构升级。从AI数据中心对电气机械设备成本占比拆分看，UPS占12%、备用电源2%、PDU 7%、RPP 4%、电源架7%、变压器3%、断路器1%、开关设备3%，为UPS、变压器、PDU等设备企业带来显著增量市场。
表1：2035年AI数据中心新增装机需求与投资测算| 电源类型 | 装机需求（GW） | 单位成本（美元/KW） | 投资金额（亿美元） | 占总量比例 |
|---|
| 光伏 | 45 | 1,362 | 618 | 14.6% |
| 风电 | 16 | 1,050 | 1,719 | 40.6% |
| 天然气 | 47 | 925 | 705 | 16.7% |
| 核电 | 6 | 11,000 | 1,191 | 28.1% |
AI数据中心电力需求的产业影响与投资主线
AI数据中心电力需求正从“算力概念”延伸为“能源基建主线”。投资逻辑围绕三条主线展开：第一，电源侧——天然气发电（47GW装机）和核电（6GW）受益于AI对稳定基荷电力的刚性需求，燃气轮机和SMR相关企业受益；第二，输配电侧——变压器、断路器、开关设备等高压设备需求随电网投资扩张而增长，年复合增长率5%-10%；第三，数据中心内部电气设备——UPS、备用电源、PDU、电源架等设备需求随数据中心机架增长而爆发，2024-2035年市场规模年均复合增长率超30%。
受益标的方面，燃气轮机关注GE Vernova（市占率20%，营收提升9.55%）、西门子能源（20%，营收提升10.07%）、三菱电机（5%）；输变电设备关注现代电气（10%）、日立（25%）；UPS及电源设备关注伊顿（25%，营收提升29.95%）、施耐德（20%，营收提升20.48%）、Vertiv（20%，营收提升37.87%）。AI数据中心电力需求正开启一个超过四千亿美元的新增投资市场，相关产业链有望持续受益。
