AI走向“大象起舞”:深度剖析PJM电网高频数据,透视AI算力需求
中泰证券·2025-11-27 12:59

报告投资评级 - 行业评级:增持(维持) [2] 报告核心观点 - 核心观点1:高频电力数据证实 AI 算力需求仍在加速,通过对覆盖美国核心数据中心集群的 PJM 电网进行高频监测,观察到负荷和电价都在大幅提升 [3] - 核心观点2:AI 是从 1 到 N,看好 Google“大象起舞” [4] 从电力负荷看算力需求 - 算力消耗的背后是电力供给,是数据中心日夜不停轰鸣的上百万张 GPU/ASIC,它们消耗了大量的电力,希望通过分析美国电网不同区域、不同节点的电力负荷和电价的高频变化,绘制出当前美国 AI 算力需求的图景 [10] - 美国目前超过 100MW 的数据中心集中于东海岸波士顿–纽约–华盛顿沿线(北弗吉尼亚区域最为集中)、美国南部的德克萨斯州、西海岸的加州湾区以及若干内陆枢纽城市 [11] - 截至 2024 年,全美在运营中的项目总负荷为 43.75GW,在建设中的项目总容量为 23.28GW,计划建设的量达到 132.52GW,是目前在运营总量的 3 倍,规划中大部分是超过 500MW 负荷的超大算力中心 [12] - 弗吉尼亚州和亚利桑那州是大型负荷最为集中的州,单区域均负载分别达到 551MW 和 729MW,规划中弗吉尼亚州有 28.6GW 负荷要建设,单区域均负荷为 1101MW [14] - 美国未来 35 年的数据中心建设需求处于井喷状态 [16] 从 PJM 电网负荷看高频算力需求 - 弗吉尼亚州、俄亥俄州、伊利诺伊州 3 大州核心负载区域基本上集中于美国 PJM 电网所覆盖区域,分别对应了 Dominion(DOM)、American Electric Power(AEP)、ComEd 区域,实时负载分别为 13.5GW、14.4GW 和 8.8GW [19] - 观察指标为电网负荷是否有提升以及电价是否持续提升,高强度运行的 AI 数据中心会持续加大电网负荷,且全天 24 小时不间断运行 [25] - DOM 区域 2025 年月度平均负荷增量在 3GW 左右(扣除基础负荷),较 2024 年增加 0.98GW,911 月平均负荷增量同比分别大幅增长 73%、53.2%、56.4% [28] - AEP 区域 2025 年月度平均负荷增量 1.34GW 左右(扣除基础负荷),较 2024 年增加近 0.8GW,911 月单月平均负荷增量同比分别大幅增长 158%、223%、180% [29] - Dominion、American Electric Power 两个区域,2025 年 911 月增量平均负荷就较 2024 年同期增加了近 2GW [30] - ComED 区域 2025 年 10 月凌晨 3 点平均负荷达到 9.7GW,较 2024 年同期增加了 0.46GW,波谷负荷明显抬升 [35] 从计价节点电价波动定位具体数据中心算力消耗趋势 - 分析北弗吉尼亚区域 AWS、Google、微软的数据中心所在电网计价节点 ARCOLA、SHILOHDP、BOYDTNDP 的高频电价和拥堵费数据 [42] - 排除天气、日间工业商业活动、天然气价格的扰动因子后,观察夜间价格变化趋势 [44] - ARCOLA-BOYDTNDP-SHILOHDP 夜间电价差明显抬升,10、11 月趋势更加明显,以 Google 占主要耗电的 ARCOLA 节点差价增幅最为突出,2025 年 10 月达到 7.94 美元/MWh,同比增长 197%,11 月达到 13.11 美元/MWh,同比增长 680%,环比增长 65% [50] - 电价标准差扩大,节点波动加剧,10、11 月三地电价标准差明显高于 PJM 地区整体标准差 [50] - 夜间拥堵费同步提升,ARCOLA 节点 10、11 月拥堵费差价分别同比 2024 增长 223%、890% [48] - Arcola 节点 2025 年平均电价为 59.2 美元/MWh,而 2024 年为 36.8 美元/MWh,平均拥堵费从 2024 年的 4.81 美元/MWh 增长至 2025 年的 11.7 美元/MWh(增长 2.4 倍),夜间均价从 2024 年的 32 美元/MWh 增长至 2025 年的 50.9 美元/MWh,同比增长 59% [52] - 2025 年 7 月结束的 2026/2027 年度 PJM 容量拍卖价格触及全区域统一上限 329.17 美元/MW-天,反映出整体供需全面趋紧 [62] 关于 AI 应用思考:从 1 到 N,大象起舞 - AI 应用有 4 大门槛:1)单用户成本规模效应弱;2)订阅制限制用户拓展;3)应用要求更高 ROI 和附加值;4)数据闭环飞轮,前 3 个门槛在于资金和赛道,第 4 个门槛在于生态布局 [5] - 成本端:AI 应用新增用户是扎实的营业成本项,边际成本不具有明显规模效应,显著提升的是调用 AI 大模型的成本 [65] - 订阅制:初期受众面缩小,获客难度提升,无法采用免费+广告模式 [65] - ROI 要求:订阅价格普遍为 20 美元/月,但对 ROI 要求更加苛刻,只有明确商业化逻辑和高附加值的应用才能生存 [65] - 数据闭环飞轮:应用效果优化有赖于用户行为数据,这些数据会沉淀在大模型公司中用于优化基础模型,形成数据飞轮 [65] - 面向的用户量越大,场景越多,资金越充裕,在 AI 应用浪潮中越容易脱颖而出,若自身还有基础模型训练储备,则是强大组合 [68] Google:完美的 AI 生态 - Google AI 生态布局从硬件芯片(TPU、Tensor G5)、智能终端(Pixel、Samsung 深度整合),到云基础设施(Vertex AI),再到软件(Android 系统、Chrome 浏览器等),最后落地到应用(Youtube、Search 等) [5][69] - 成本端:拥有自研 AI 加速芯片 TPU,较其他大模型公司在训练和推理开支拥有天然优势 [69] - 受众面:应用生态覆盖全球,8 款应用覆盖 20 亿及以上的月活用户,无需面对应用冷启动获客问题 [69] - ROI:拥有较强现金流,对短期亏损容忍度更高,产品 AI 化提升用户体验和粘性 [69] - 数据飞轮:应用场景足够丰富,B 端和 C 端场景覆盖用户日常需求,数据流和行为信息价值被放大 [70] - 根据 Google 2025Q3 财报披露,10 月公司月消耗 Token 量级达到 1300 万亿,是 2024 年 4 月披露的 9.7 万亿 Token 消耗的 134 倍,Gemini 网页端日访问用户量超过 5500 万人次 [73] 投资建议 - 投资观点:AI 时代是从 1 到 N 的大象起舞,强者愈强,选择可以跨过 4 重门槛的标的胜率将大幅增加,垂类场景拥有独有数据也是可投资方向,但前置条件是 AI 带来的附加价值足够高 [6][76] - 美股建议关注 ALPHABET(GOOGL.O)、Cipher Mining(CIFR.O) [6] - 港股建议关注阿里巴巴(9988.HK)、腾讯控股(0700.HK)、阅文集团(0772.HK)、汇量科技(1860.HK) [6] - A 股传媒板块看好应用端 AI 漫剧、AI 营销、AI 游戏、AI 教育,建议关注相关公司 [6]