摘要：这个由日本软银旗下SB Energy建设的超级光伏电站，合计能产出875MW的清洁能源，几乎相当于一个典型核电设施的规模。而其中85%的电力将输送给谷歌在达拉斯地区的数据中心。

“我们在创造历史。”

2024年10月18日，美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆出席该国历史上最大的光伏项目 “猎户座太阳能带” 的开幕式时，发出了这样的感叹。

这个由日本软银旗下SB Energy建设的超级光伏电站，合计能产出875MW的清洁能源，几乎相当于一个典型核电设施的规模。而其中85%的电力将输送给谷歌在达拉斯地区的数据中心。

随着AI爆发，大模型的参数量、数据中心的规模都呈现几何式增长，这背后，需要庞大的电力来驱动计算、存储以及冷却系统。

电力，日益演变为制约AI发展的达摩克里斯之剑。

有数据显示，2023年，美国数据中心停机的原因中，52%是由于电力供给不足所致。这一数字在2020年还仅为37%。

埃隆·马斯克、萨姆·奥尔特曼、黄仁勋等科技大佬都曾对电力紧缺表达过担忧。一时间，储备电力粮草成为科技巨头们的必修课。而由于化石能源并不符合全球碳中和的宏大叙事，科技大厂纷纷投向清洁能源。

但其中，地热、核电、风能等受制于地域限制、建设周期长等因素，“光伏+储能” 极有可能成为解决AI电力问题的最佳方案。

AI的尽头是电力。

向ChatGPT发起提问，当手指在键盘上敲下Enter键，就如同开启了一个庞大的多米诺骨牌，其背后调动的资源数以亿计。

有统计显示，ChatGPT每次响应请求所消耗的电力几乎是传统谷歌搜索的10倍，平均耗电2.9瓦时，可以让一个60瓦的灯泡点亮三分钟。而ChatGPT每天大约要处理2亿个访问，消耗超过50万度电力。

要知道，电解铝是人类工业时代不折不扣的 “耗电大户”，我国每年几乎要拿出7%的电量来进行电解铝生产，每炼1吨电解铝需耗13600kw/h直流电（接近1.4万度）。

粗略估算，ChatGPT每天所需的电力能够生产37吨电解铝。

在新的科技时代，相比人工智能，电解铝的耗电水平简直小巫见大巫。

AI系统炸裂的吞电量让科技大佬陷入沉思，日益提升的高性能硬件、训练推理环节、数据中心运转、温控系统都需要庞大的电力来支撑。

例如，一块英伟达A100的功耗为400瓦，GPT-3训练用到了1024块A100芯片，GPT-4大幅攀升至25000块，根据马斯克的说法，GPT-5需要可能需要30000-50000个更先进的H100，其每块功耗的峰值为700瓦。

从ChatGPT-3到GPT-5，参数量持续暴增，GPT-3的参数量约为1750亿个，GPT-4几乎是上一代的10倍，达到1.8万亿个。而三星高管曾剧透，GPT-5约拥有3-5万亿个参数。

参数量、训练芯片数量和性能的激增，都导致能耗的显著增加。据测算，GPT-3一次训练的耗电量就达1287兆瓦时，能支撑3000辆特斯拉汽车共同启动并再跑20万英里；GPT-4一次训练所需的电能全部转化为热能后，可将大约1000个奥运会标准游泳池的水加热到沸腾。

与此同时，随着大模型迭代升级，高性能的硬件被武装进各地的大数据中心，加上用户端高频率的使用，复杂需求的增多，AI深度学习模型需要执行大量的矩阵运算和浮点运算任务，进一步推高能源消耗。

全球各国拔地而起的数据中心、智算中心，成千上万台服务器整齐排列，昼夜不停地运转。意味着，“电力养料” 要永续不停地供应。

虽然，DeepSeek戳破了算力倍增的Scaling Law（模型规模定律）铁律。但其目前仅支持文本和图片文字识别，无法进行图片编辑，更无法进行视频创作。随着DeepSeek R2、GPT-5、LLaMA4等超级大模型的问世，各路资本和创业公司的疯狂涌入，电力消耗总体仍会攀升。

美国能源部的研究显示，该国数据中心用电量已从2014年的58TWh上升至2023年的176TWh，占国家电力消耗的4.4%，预计到2028年，将激增到325-580TWh，占国家总用电量的6.7%-12%。

科技逐鹿未来的当下，许多国家已将 “AI奉为国力”。美国总统特朗普更是指出，他将利用 “能源紧急状态” 批准加快AI发电厂的建设。“这些电厂可以使用任何形式的燃料为其供电，政府不会对AI行业设定任何气候目标。”

走过城镇化和工业化，如今在AI时代，电力供给和基础设施的建设被重新提上日程。

在1831年，法拉第发现电磁感应现象，为发电机和变压器的研制奠定了理论基础，引发了第二次工业革命，使人类从蒸汽时代跨入电气时代，此后经历的互联网时代、移动互联时代再到未来的AGI时代，都离不开电力作为能源基座。

全球电力，尤其新能源电力，在AI的急迫需求性下，很可能将进入新一轮史诗级爆发周期。

欧美电力电网设备陈旧不堪，不仅难以抵抗突如其来的灾害，更无法匹配AI的爆发式喷涌。

2003年，美加两国经历了一场史无前例的大停电，影响美国8个州和加拿大安大略省，波及高达5000万人口。大停电共持续了整整10天，预计总损失达250亿至300亿美元，仅纽约市损失就超过5亿美元。

制造业、零售业、交通业等均受重创，多地交通混乱、医院依赖备用电源、超市食品腐烂、民众只能徒步出行，甚至间接造成8死亡。

而停电的原因仅仅是因为克利夫兰附近的FirstEnergy公司，未及时修剪线路附近树木，导致树枝接触高压线引发短路的连锁反应。

根据美国能源部数据，2013年之后的十年间，美国爆发了10次大停电事件，平均一年一次，输电等基础设施的脆弱性可见一斑。

美国电网基础设施多建于上市纪中期，设备陈旧、传输效率低，70%的变压器等设备超过25年，60%的断路器运行超30年。

超期服役，加上年久失修，电力企业和输电网络又各自为政，能源公司长期忽视线路维护，这让美国电力基础供给更容易出现停电，难以应对突发故障。

囿于地形限制，美国形成东部煤炭天然气、西部水力、南部德克萨斯天然气发电的三大电网体系，中西部及东南部缺少电网分布。三大电网彼此互联有限，各州能源政策独立，未形成全国性的电网。

美国电力系统由超过9000个发电厂和50万英里（约合80万公里）长的电缆组成，然而，由于电力行业基本被私有企业掌控，处于成本、安装等成本考虑，美国许多地方甚至使用木头电杆。电力系统看似庞大，但犹如一辆失修的老爷车，在灾害面前屡屡宕机。

比如，2003年的大停电，原本是一件很容易解决的事故，但私营业主各自为政，发生连锁反应后，又各管一摊，支离破碎难以统一协调，最终酿成大祸。

德州电网更是一座 “孤岛”，与其他地区完全断开，发生灾害时，无法从其他电网 “借电”，导致德州成为过去十年中发生停电事故最多的州。

电网是链接能源供给侧和消费侧的中枢，电网陈旧，导致新上马的风光核电迟迟无法并网，恐陷入无用武之地的窘境。

此外，美国电力设备如变压器高度依赖进口，由于缺乏关键材料 “取向硅钢”，美国80%的电力变压器都需要外购。

但眼下，AI的蓬勃发展已经等不及迟缓的欧美电网改造，因此亟需找到新的解决办法。

为解决区域性电价上涨和稳定电源紧缺两大问题，目前主流方案主要有：核电、地热、光伏、燃气和燃油。考虑到科技型企业均有ESG要求，只有光伏、核电、地热符合要求。

有分析认为，地热地域限制大+建设周期长，短期看环保意义大于实际意义，长期看是数据中心供电的较好选择。美国的地热能资源主要集中在加州、内华达州和犹他州，地域性较强；同时，由于数据中心电力需求较大，大型地热发电项目从资源识别到商业化运营大约需要7年以上，仅建设运营也需要数年，短期内可行性不强，因此目前美国科技巨头中仅有Meta和谷歌选择了地热能为数据中心供电。

而核电由于 “新增机组少+建设周期长”，未来十年内美国新增大型核电机组可能性较低。美国目前在运核电站96.95GW/94座，提供全美18%的发电量。核电机组的建设高峰为1970s，自1979年三哩岛核事故后新机组审批冻结超30年。由于核电同时具备高发电能力、输出功率稳定和高度清洁的特点，短期内存在部分AI数据中心和存量北美核电的资源对接。长期来看，考虑到美国新核电机组需要4-6年审批+6-8年建设周期，未来十年内美国新增大型核电机组可能性较低。同时，核电建设长期存在较多不确定性，自苏联切尔诺贝利和日本福岛核事故以来，各地政府和民众对核电的态度一直较为保守。

根据东吴证券测算，100MW数据中心使用光伏+储能方案，度电成本为0.35元/kWh，与美国工业用电（5美分/kWh）基本持平。

所以中长期来看，光伏加储能是数据中心最理想的选择光伏电站的建设周期相对较短，一旦完成审批，通常在几个月到一年内就能完工。此外，光伏不受地理位置的限制，只要有阳光就能发电。

事实上，正是在全球共识下，全球能源转型进入快车道，2024年全球风光合计新增装机规模突破580GW，约是2015年的5.03倍。

但在风光等新能源强势崛起的同时，却也有一些问题一直未得到解决，尤其是消纳问题正在成为产业化进程最严峻的挑战，而产业新的共识是，储能很可能成为全球能源大变局的决胜关键。

如巴菲特所说，如果储能问题不解决，光伏就无法成为主要的电力来源。但目前和风光装机规模相比，储能规模还差了一个数量级。

据了解，2023年全球储能累计装机占风光累计装机的比例仅为11.9%，较2022年还下降了0.1个百分点，未来还需要更大规模的储能建设。

而据中电联预测2060年中国风光发电量占比将超过60%，五矿证券分析认为届时仅中国对储能的需求便有望达到每年上千GWh级别，从更长远的视角看，没有规模限制的新型储能才是解决消纳问题的答案。

宁德时代董事长曾毓群在2023世界动力电池大会上表示，2030年储能市场规模将超过1TWh。

特斯拉创始人马斯克也一直有个梦想，“希望特斯拉的储能板块可以发展到与汽车业务不分伯仲，甚至超越汽车业务。” 他曾预测，到2030年，特斯拉储能业务的规模将达到汽车业务的规模。

多年前马斯克进一步阐述特斯拉 “秘密宏图” 第三篇章，即下一阶段的发展方向——全面转向可持续能源，目标在2050年前实现能源100%可持续。特斯拉的愿景是 “加速世界向可持续能源转变”，特斯拉提出：如果要彻底实现能源的可持续，全球将需要240TWh储能、30TW可再生电力、10万亿美元的制造投资。

而据市场研究公司Grand View Research发布的报告，全球储能市场将在2025年达到1.2万亿美元的市场规模。

降本增效，一直是储能实现规模化发展的主旋律。

想充分理解储能电站的经济可行性，我们需要尽可能站在电站投资方的角度去思考。

近期五矿证券以中国的锂电独立储能电站为例，搭建度电成本模型，站在电站投资方的角度去分析其经济性，找出影响LCOS的关键变量，供读者朋友参考。其中几个核心假设依据为：

1.装机成本假设：参考2024年6月的储能项目中标价格，我们将 “随容量变化的装机成本”（主要包含电芯、温控、消防设备等，是跟随储能配置时长变动而变化的成本）和 “随功率变化的装机成本”（主要包含PCS、EMS、变压器、土建施工、并网调试等，是根据装机功率确定的成本）这两个参数分别设定为0.40元/Wh和1.60元/Wh，那么该4H储能项目 “EPC综合造价” 为0.40+1.60/4=0.80元/Wh。

2.运行数据假设：据中电联统计，2023年中国独立储能平均等效充放电次数为172次，根据当前中国独立储能运行现状，该参数设定为200次；按目前的情况独立储能电站度电综合收益设定为0.50元/kWh较为合理，甚至已经是较为乐观的水平。

3.维护成本假设：“电池日历寿命” 假设为8年。目前磷酸铁锂储能电池的设计循环寿命通常超过8000次，设计日历寿命一般可达10年，但2023年独立储能电站年充放电次数仅172次，即便实现较为理想的每天一充一放，日历寿命下电新的总循环次数也不会超过4000次，远低于设计的8000次循环寿命，所以能量型储能电站电池寿命需要关注的是日历寿命这一参数。过去招标的大部分储能系统整体质保年限仅有5年，实际运行寿命不足8年，综上我们假设每8年就需要对电池进行整体更换。

在当前技术条件、建设成本以及较为乐观的收入假设下，五矿证券测算出一个100MW/400MWh独立储能电站项目的全生命周期现金流。作为投资方，我们需要在第0年投入9600万，收获一组长达30年的未来现金流，其中在第9、17、25年需要分别追加三笔投入更换电池。最终可测算出该项目资本金IRR为-12.7%，项目NPV为-8995万元，投资收益为负，项目不具备经济可行性。

简单理解，对于储能电站来说，完成一次充放电循环获得的收益要大于成本，才具备经济性。我们用项目 “全生命周期费用” 的净现值，除以项目 “全生命周期发电量” 的净现值，可以测算出该独立储能电站LCOS约为0.62元/kWh。前文我们对于该项目 “度电综合收益” 的假设为0.50元/kWh，度电成本大于度电收益，项目不具备经济性是显然的。

近两年锂价下跌带动储能电站LCOS大幅下降，展望未来，想实现储能LCOS的进一步降低，指望初始建设成本继续大幅下降是不现实的，我们需要找到其他降本路径。

在上文100MW/400MWh储能电站模型的基础上，通过对核心参数的敏感性分析，发现对LCOS影响较大的另外两个变量是 “年循环次数” 和 “电池日历寿命”。对于2H储能电站，若年循环次数从200次上升至350次，电池日历寿命从8年上升至15年，LCOS可以从0.84元下降至0.44 元；对于4H储能电站，LCOS则可以从0.62元下降至0.34元。

这两大关键变量分别对应储能发展的两大卡点。其中，提高储能电站 “年循环次数”，需要 “电力现货市场”。

这里需要先了解一下储能发展的产业大背景：2020年以来，大部分省份出台了强制配储政策，新建风光项目必须按一定比例配置储能，配储成为风光并网发电的必要前置条件，但真实情况是中国储能电站利用率非常低，主要原因包括：

1）配建储能质量差，投资方投建储能只是为了风光并网指标，在购买设备时追求绝对低价，甚至使用废旧电池，消防设施更是能省则省，出于安全考虑，导致运营方和电网均不敢调用；

2）新能源配储电站单个体量太小，占用电网调度资源严重，调度起来比较繁琐；

3）缺少商业模式，充放电没有收益，例如部分新能源配储只能服务单一风光电站，无法独立并网，难以接受电网调度。

目前伴随着储能容量租赁模式的推广，越来越多风光电站不再选择自己配储，而是通过租赁容量完成并网指标。当百MW级别的独立储能电站数量越来越多，当储能需要真正用起来，且成为独立市场主体需要自付盈亏的时候，储能设备质量差和体量小的问题就有了很大改善，但是商业模式仍然是个问题。储能电站只有在放电收入大于充电成本时，即具备充放电条件，交易员才会向交易平台申报充放电曲线，再由储能电站集控人员下发充放指令，最终完成一次充放电循环。以上流程实现的前提是，有一个可以体现峰谷价差的电力现货市场。可以说 “电力现货市场” 已经成为当前限制储能发展的一个卡点。

理论上，电力现货市场应该是储能收益的主要来源，正所谓 “无现货，不市场”。电力现货市场最重要的作用是 “发现价格”，通过不同时间点、不同空间节点的真实供需情况，形成真正的分时电价，形成峰谷价差，并为中长期交易提供价格风向标。传统电力中长期市场中，大部分交易往往是年度一口价形式，不同时间点电价相同，没有峰谷价差，这导致储能、火电调峰、需求侧响应等系统灵活性资源的价值无法体现。即使部分省份中长期市场人为划分峰谷平段电价区间，也可能和真实供需不匹配，反而造成价格信号错乱。可以说没有现货市场的灵活性资源都是无源之水，难以准确定价，也没有盈利模式。

而电力现货市场可以通过形成峰谷价差，利用市场机制去引导储能完成调峰，并获得较为准确合理的调峰收益。当系统调峰需求大的时候，峰谷价差就会增加，储能调峰收益就会增加。而电力辅助服务市场是一种计划机制，由调度机构发布调峰需求，再由可提供调峰服务的机组要么以固定价格完成履约，要么竞价完成履约。随着风光占比提升，未来系统调峰需求大幅增加，如果只依靠计划性的辅助服务机制去推动调峰，一是计划赶不上变化，“拍脑袋” 定的量容易和实际需求发生偏差，二是难以实现调峰收益的准确定价。未来辅助服务的调峰市场将更多融入到电力现货市场，在一个成熟完善的终极电力市场中，储能调峰收益的主要来源应该是电力现货市场。

可以说电力现货是对整个市场机制的底层颠覆，但目前的进展仍比较缓慢。

从2015年新一轮电改启动至今，中国已经建立了较为成熟的电力中长期交易市场。在2021年新版 “两个细则” 发布后，各地区的辅助服务市场也已经不断完善。但是电力现货市场目前仍然只有5个省份实现长周期连续结算试运行，其中广东、山西、山东已转正，甘肃、蒙西连续运行2年以上。

五矿证券分析认为，建立电力现货市场的难点在于，需要在保证系统安全稳定运行前提下，根据市场出清结果完成实时调度，实现中长期市场带曲线交易，以及统筹多方主体利益。目前中国电力现货市场建设进展明显偏慢，需要提速，2023年10月发改委明确了各试点省份启动试运行时间表，未来2年电力现货市场有望在全国各省大面积铺开。

“电池日历寿命” 不足则是当前限制储能发展的另一个卡点。“日历寿命” 是指电池从生产出厂开始，即使在未使用或很少使用的情况下，能保持其设计性能的时间长度。日历寿命反应了电池的化学成分和结构随着时间的推移而逐渐老化的速度。

目前磷酸铁锂储能电池的设计循环寿命通常超过8000次，设计日历寿命一般可达10年。

在很多电池厂商发布新品时，常常把 “循环寿命” 当作卖点推销，却很少提及 “日历寿命”，其实对于能量型储能电站来说，更应该关注后者。根据中国电科院数据，目前中国功率型储能实际运行寿命平均不足3年，而预期寿命是10年。能量型储能实际运行平均寿命不足8年，而预期寿命是15年。电池系统实际循环寿命和电池单体实验循环的寿命之比平均不足0.5，预期是0.85以上。

对于能量型储能电站而言，日历寿命比循环寿命更重要。磷酸铁锂电池作为储能设备时其充放电的深度、频次存在不确定性，受电力系统需求的影响，对于大部分磷酸铁锂储能系统的应用场景，储能的实际充放电循环次数远低于设计值，但是由于储能系统需一直保持在备用状态，其日历老化一直在发生，所以 “电池日历寿命” 是限制储能经济性的另一个关键卡点。

其实在海外，储能电站运营方通常对储能系统质保寿命的要求基本都在10年以上。以特斯拉的Megapack为例，特斯拉为购买Megapack的客户提供了长达15年的标准保修，另外可以选择增值服务将保修年限延长至20年。即便2024年7月Megapack的2H/4H储能系统官网售价高达1.79元/Wh和1.65元/Wh，是国内储能系统价格的两倍有余，对于电站投资运营方来说，更长的质保年限才能让储能电站全生命周期收益更有保障。建议国内厂商向海外厂商学习，在研发上重视储能系统寿命的提升，通过提供更长年限质保解决储能经济性 “痛点”。

事实上，伴随着技术持续突破，这一卡点有望得到解决。比如宁德时代在2020年成功研发 “3年零衰减” 的超长寿命电池后，于2024年推出了 “首5年容量零衰减，首5年功率零衰减” 的天恒储能系统，其实验室实测循环寿命超过15000次。据外媒NOTEBOOKCHECK报道，宁德可为天恒储能系统提供20年质保，足以体现电池在日历寿命方面的进步。

根据五矿证券预测，储能行业两大卡点 “电力现货市场” 和 “电池日历寿命”，均有希望在未来3年左右实现突破，届时2H/4H储能LCOS有望分别降低至0.44元/kWh和0.34元/kWh。当储能卡点打通，当中国储能发展从强配驱动转为经济性驱动，储能装机有望复刻2018-2023年光伏装机指数级增长且连年超预期的历程。

放眼未来，五矿证券分析认为，当远期整个电力系统存量调节资源耗尽，调无可调的时候，中午每新增1度光伏，就需要配1度的增量调节资源，若70%为储能，假设未来全球光伏年装机天花板在1000GW（2023年全球光伏装机346GW），那么全球储能年装机天花板就是1000*4*0.7=2800GWh（2023年全球锂电储能装机89GWh）。

不过当前需要特别注意的是，当前在全球贸易保护主义盛行、新技术崛起、以及资本的狂热追逐下，储能产业形势正在发生了巨大变化。比如在宏观层面，为了自身的电力与能源安全，中、美、欧等国已将储能提升至国家战略高度，并颁布了相关扶持政策，不过欧美等国政策暗含贸易保护条款，这在进一步加速了储能产业化进程的同时，也增加了国内企业进行全球化发展及竞争的难度。

更为严峻的是，近年在资本疯狂推动下，储能产业已面临供需失衡的隐忧。比如企查查数据显示，过去十年间（2014年-2023年）储能产业企业注册数量持续保持高速增长趋势，尤其是2022年以来，每年新增注册企业规模都在4万家以上，截止2023年末，储能产业注册企业数量合计达15.76万家，较十年间（2014年）增长了13.33倍。

到了2024年，仅上半年储能新增注册企业数量达4.02万家，2022年-2024年上半年这两年半时间，储能产业新增注册企业数量合计达15.58万家，截止2024年6月末，储能企业注册数量已飙升至19.10万家。

另一方面，据24潮产业研究院(TTIR)不完全统计，2022年-2024年6月这两年半时间，市场公布的亿元级以上的重大储能电池项目179个，项目总投资预算超1.24万亿元，储能电池产能规划超2800GWh。（注部分项目涵盖动力电池产能）

据InfoLink Consulting此前预测，2024年储能电芯产能达750GWh，而2024年全球储能电芯出货量约为266GWh。

综上可见，未来储能产业需求与供给错配可能比很多人想象中的还要严峻。

早些时候，协鑫集团董事长、全球绿色能源理事会主席朱共山去年末也在公开演讲中坦言，储能行业 “没有最卷，只有更卷。产能链价格持续走低，储能投标价半年下降三分之一。产品同质化严重，价格战愈演愈烈，冲业绩、抢份额、报价跌破成本。一半春天，一半寒流，就是我们现在储能行业的现状。”

宁德时代首席科学家吴凯也曾公开表示，“新型储能产业快速发展，正成为新的增长极，行业百花齐放是好事，但是我们也要看到一哄而上的风险。我们希望行业百花齐放、争先恐后比拼的是安全技术、安全设计，而不是丢掉质量安全，去比低价、比偷工减料、比虚假承诺。”

作为行业黑马，海辰储能的联合创始人、总经理王鹏程也多次强调一个观点：未来三年是储能行业 “生死卡位赛”。储能正进入新的淘汰赛与发展时期。这一产业正进入新的淘汰赛时期。

可以预见，在储能行业从强配驱动转为经济性驱动的产业进程中，仍然会面临阶段性供给过剩和激烈的价格战，未来围绕全球新能源的主导权与定价权，无论是企业层面，还是国家层面的较量与博弈可能还会进一步升级，笔者分析认为，储能产业终将进入充分的市场化竞争，未来企业间比拼的是更为真实的科技创新力、资本掌控力、全球开拓力、供应链与品牌影响力等综合竞争力，其中任何一个要素都会影响一个企业的发展。

来源：能投委