01 產(chǎn)業(yè)鏈全景圖
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02 拆解“電力系統(tǒng)”
電力系統(tǒng)就像一套電能物流系統(tǒng),負責生產(chǎn)并輸送電力,滿足社會用電需求,核心由五個環(huán)節(jié)構成:
發(fā)電:電廠將煤炭、水能、風能等能源轉化為電能,相當于 “電能生產(chǎn)車間”。
變電:先將低壓電升壓為高壓(便于長距離運輸),抵達用電區(qū)域后再分級降壓,相當于 “物流調壓中轉站”。
輸電:高壓輸電網(wǎng)承擔電能的長途輸送,相當于 “電能高速公路”。
配電:將降壓后的電能精準分配至家庭、企業(yè)等終端,相當于 “社區(qū)配送網(wǎng)絡”。
用電:各類用戶接入電網(wǎng)使用電能,實現(xiàn)電能的最終價值。
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其中,輸電網(wǎng)相當于電力系統(tǒng)的全國貨運干線,負責把發(fā)電廠的電能送至城市、工業(yè)區(qū)等用電核心區(qū),同時實現(xiàn)不同電網(wǎng)間的電能互通;
配電網(wǎng)是社區(qū)配送支路,在供電區(qū)域內(nèi)將電能直接分配給各類用戶,對接終端用電需求;
變電環(huán)節(jié)是電能調壓分裝的核心樞紐,主要完成電壓等級變換與電能重新分配。遠距離輸電遵循 “高壓低損” 原則,電壓越高、電流越小,電能損耗便越少,因此變電的核心目的是降低傳輸損耗。
配電網(wǎng)按電壓分為高壓、中壓、低壓三類,組成包含架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關、開關柜、環(huán)網(wǎng)柜、故障指示無功補償器及各類附屬設施。
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國內(nèi)電力系統(tǒng)
我國電力系統(tǒng)電壓分級如同物流配送體系:發(fā)電機輸出的中壓電需經(jīng)變電升壓至 110kV~1000kV 完成大規(guī)模遠距離輸電;電能抵達后先降至 110kV~6kV 供給工業(yè)、公建等大負荷用戶,最終降至 220/380V 送達終端用戶。其中 220kV 及以上承擔長途輸電,110kV 負責轉接,10kV 是我國應用最廣的中壓等級,220/380V 完成末端配送。
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當前,新一輪產(chǎn)業(yè)變革興起,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)正朝著高端化、智能化、綠色化方向升級,新型電力系統(tǒng)與新能源體系建設持續(xù)推進,能源電力安全、能源數(shù)字化轉型、新能源高質量發(fā)展、新型工業(yè)化等要求愈發(fā)突出,不同產(chǎn)業(yè)跨界融合的趨勢也更加顯著。
構建新型電力系統(tǒng),如同為電網(wǎng)升級一套智能中樞系統(tǒng),能夠全面增強電網(wǎng)的狀態(tài)感知、靈活調控與供需平衡能力,既保障大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,也為特高壓輸電和配電網(wǎng)的高質量發(fā)展提供支撐。
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新型電力系統(tǒng)的建設是大勢所趨,順應行業(yè)發(fā)展趨勢才能抓住真正的機遇。AI 等各類上層應用想要落地運行,都離不開電力能源作為基礎支撐,而承擔電力生產(chǎn)、傳輸核心功能的電網(wǎng)設備,更是整個能源體系中不可或缺的關鍵部分。
對于普通人而言,想要把握電網(wǎng)設備產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展機會,不用糾結個別公司選擇,電網(wǎng)設備 ETF(159326)直接布局底層電網(wǎng)行業(yè),貼合當下 “HOLA(重資產(chǎn)、低淘汰率)” 理念,是參與這條賽道的便捷優(yōu)質選擇。
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03 上游--電力需求激增
算力發(fā)展的核心支撐是電力,AI 數(shù)據(jù)中心的快速擴張,正給電力系統(tǒng)帶來顯著負荷壓力,部分區(qū)域甚至可能出現(xiàn)電力供應短缺。
以 ChatGPT 為例,其日均處理約 2 億次用戶請求,單日耗電量超 50 萬千瓦時,相當于 1.7 萬個美國家庭的單日用電總量,OpenClaw 的能耗規(guī)模則更為龐大。
預計 2030 年,中、美兩國數(shù)據(jù)中心年用電量將分別達到 1.7 萬億千瓦時和 1.2 萬億千瓦時,較 2022 年提升 6 倍以上;國際能源署數(shù)據(jù)顯示,美國未來近半數(shù)的新增電力需求,都將由數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生。
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AI 服務器的功耗達到普通服務器的 6 至 8 倍,電力需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。深度學習、自然語言處理等 AI 技術持續(xù)發(fā)展,大模型訓練與實時數(shù)據(jù)處理對算力的需求快速攀升,數(shù)據(jù)中心需要配置更多 GPU、TPU 等高性能計算硬件。
數(shù)據(jù)中心能耗并非只來自計算設備本身,液冷、UPS 供電系統(tǒng)等配套設施同樣存在大量耗電,其中液冷系統(tǒng)耗電量僅次于 IT 設備,在總能耗中的占比為 10% 至 50%。
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03-1、電力緊缺成為數(shù)據(jù)中心宕機的核心原因
電力故障是當前引發(fā)全球數(shù)據(jù)中心宕機的首要原因。據(jù)相關機構統(tǒng)計,2024 年全球數(shù)據(jù)中心機房宕機事件中,電力故障占比高達 54%,遠高于散熱故障、IT 系統(tǒng)故障等其他誘因。
伴隨芯片技術迭代,多卡互聯(lián)與單機柜算力密度快速提升,數(shù)據(jù)中心對運行穩(wěn)定性的要求及用電需求均持續(xù)攀升。
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03-2、北美緊缺電力
2023 年,美國數(shù)據(jù)中心用電體量巨大,全年耗電量達 176 太瓦時,占到全美總用電量的 4.4%。
國際能源署 IEA 預計,到 2028 年,美國數(shù)據(jù)中心耗電量將攀升至 325 至 580 太瓦時,五年內(nèi)年均增速 26.9%,其用電占全美總電力需求的比例也將提升至 6.7% 至 12%。
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AI 時代背景下,數(shù)據(jù)中心的快速擴張直接造成美國電力供應出現(xiàn)缺口,停電風險隨之升高。同時,用電需求的激增推動美國電價上行,其中容量電價的上漲表現(xiàn)最為突出。
Monitoring Analytics 數(shù)據(jù)顯示,美國 PJM 區(qū)域 2025 年 1 至 10 月批發(fā)電價,從 2024 年同期的 55.46 美元 / 兆瓦時上漲至 80.67 美元 / 兆瓦時,同比增長 45%。
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目前美國電網(wǎng)基礎設施建設嚴重滯后,無法跟上數(shù)據(jù)中心的發(fā)展速度。數(shù)據(jù)中心接入電網(wǎng)需要長期排隊,平均排隊時長為 1 至 3 年,北弗吉尼亞地區(qū)的并網(wǎng)排隊時間更是長達 7 年。
此外,美國電網(wǎng)中約 70% 的變壓器已超出使用年限,長期超期服役,進一步加劇了電網(wǎng)的承載壓力。
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04 中游--電網(wǎng)設備制造
國家能源局數(shù)據(jù)顯示,2025 年 1-10 月國內(nèi)電網(wǎng)投資完成 4824 億元,同比增長 7%,增速雖較去年略有回落,但整體保持穩(wěn)定增長。長期來看,電網(wǎng)投資增速核心驅動來自用電側與發(fā)電側兩端:
04-1、用電側:用電需求擴容,對電網(wǎng)調度要求提升
全社會用電量持續(xù)增長,除傳統(tǒng)工業(yè)用電外,軌道交通、乘用車等領域電氣化加速,用電增速持續(xù)快于 GDP 增速。同時,電動車等新興用電場景的充電需求波動大、難預測,如同潮汐車流,對電網(wǎng)的調頻調峰能力提出更高要求。
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04-2、發(fā)電側:風光占比提升,催生并網(wǎng)與長距離輸電需求
2025 年 1-11 月國內(nèi)風光發(fā)電占比達 17%(風電 11%、光伏 6%),占比持續(xù)提升。風光發(fā)電的波動性與不可預測性,既帶來風場、光伏電站的并網(wǎng)升壓需求,也對電網(wǎng)調峰能力提出更高要求;同時,新能源發(fā)電集中區(qū)與用電負荷中心地理錯位,需要特高壓工程支撐長距離輸電,如同將西部水源調配至東部用水區(qū)。
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04-3、核心環(huán)節(jié)--特高壓
電網(wǎng)遠距離輸電時,電壓越高越具經(jīng)濟性:
一是降低傳輸損耗:在輸送相同功率的前提下,電壓越高,電流越小;而線路損耗與電流平方成正比,因此電壓提升 1 倍,電流減半,損耗可降至原水平的 1/4。這就如同運輸同等重量貨物,選用大噸位車輛(高電壓)可減少運輸車次,進而降低途中損耗。
二是節(jié)約建設成本:電流越小,導線無需過度加粗,能節(jié)省銅、鋁等導體材料,同時減輕鐵塔承重壓力,降低桿塔建設成本。
因此,“升壓” 是電力遠距離傳輸?shù)奈ㄒ唤?jīng)濟解法。
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我國能源大多在西部,用電需求卻集中在東部,兩地距離遙遠。普通高壓輸電損耗大、效率低,特高壓就像 “電力高鐵”,能遠距離、低損耗把西部的火電、風電、光伏送到東部,既省錢又能保障全國用電穩(wěn)定安全。
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04-4、電網(wǎng)核心設備
為了讓大家更加明了,用AI畫了一張圖展示電網(wǎng)核心設備環(huán)節(jié)。
變壓器(調壓樞紐):負責電壓變換,特高壓推動絕緣、套管等硬件升級;核心玩家包括國企底盤(中國西電等)、民企產(chǎn)能王(特變電工)及零部件冠軍。
開關設備(GIS,總閘手):控制電流通斷與故障切除,特高壓突破滅弧能力與潔凈制造工藝;國企龍頭(平高電氣)主導,民企強者(思源電氣)向高端滲透。
換流閥(能量轉換器):實現(xiàn)交直流轉換,特高壓推動器件大型化、結構加固與技術迭代;國企雙寡頭(國電南瑞、許繼電氣)主導,核心器件由時代電氣供應。
二次設備(電網(wǎng)大腦):負責電網(wǎng)控制保護與調度,靠毫秒級精準控制、復雜組網(wǎng)等軟件升級;國電南瑞為絕對霸主,許繼電氣等為強力競爭者。
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電網(wǎng)設備是AI時代的基礎,隨著AI的不斷加速發(fā)展,電力必將越發(fā)重要。因此,關注電網(wǎng)設備產(chǎn)業(yè)鏈十分明智,拿電網(wǎng)設備 ETF(159326)來說,其披露的重倉的前十大公司均為行業(yè)龍頭,在特高壓電網(wǎng)設備中占據(jù)大半江山,如果選一個未來向上發(fā)展的產(chǎn)品,有什么理由不把他納入考慮的范疇呢?
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04-5、特高壓競爭格局
特高壓設備領域競爭格局穩(wěn)定,生產(chǎn)技術門檻較高,核心供應商的市場份額較為穩(wěn)固。
特高壓直流場景:核心設備包括換流閥、換流變壓器、直流控保系統(tǒng)、GIS,承擔交直流轉換與長距離輸電的關鍵功能,相當于直流輸電的 “能量轉換樞紐”。
特高壓交流場景:核心設備為變壓器、GIS,負責電壓變換與電路通斷控制,是交流輸電的 “電壓調節(jié)與開關核心”。
這一領域技術壁壘高,市場格局類似高端精密制造業(yè),核心玩家份額難以被輕易撼動,不同輸電場景的核心設備分工明確。
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04-6、電網(wǎng)設備加速出海
2025 年國內(nèi)電力設備海外需求旺盛,出口表現(xiàn)持續(xù)向好。海關總署數(shù)據(jù)顯示,2025 年 1-11 月,變壓器、高壓開關及控制裝置、低壓開關及控制裝置、電線和電纜四類產(chǎn)品出口金額分別達 81 億、48 億、333 億、291 億美元,同比增速依次為 35%、30%、11%、233%。
其中,變壓器與高壓開關及控制裝置的增長表現(xiàn)尤為亮眼,電線電纜增速更是呈爆發(fā)式攀升。
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05 下游產(chǎn)業(yè)鏈--電力儲存
電能生產(chǎn)后無法直接存儲,電網(wǎng)運行需維持發(fā)電與用電的實時平衡。因此,如何實現(xiàn)電能的臨時存儲與釋放,解決電力生產(chǎn)和用電需求在時間、空間上的錯配問題,如何保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行,提升能源利用效率,便格外關鍵。
核心環(huán)節(jié)--配儲
國內(nèi)儲能正快速增長,截至 2024 年底,全國已投運新型儲能累計裝機規(guī)模達 7376 萬千瓦、1.68 億千瓦時,主要集中在內(nèi)蒙古、新疆、山東、江蘇、寧夏等地。
數(shù)據(jù)顯示,2025 年 11 月國內(nèi)新增投運新型儲能規(guī)模為 4.5GW/13.0GWh,同比分別增長 40%、48%;2024 年 1-11 月新增規(guī)模約 36GW/99GWh,同比分別增長 52%、55%,整體保持高增長態(tài)勢。
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2025 年國內(nèi)儲能徹底火了,行業(yè)訂單量一路走高。從節(jié)奏來看,3 月份開始,儲能項目的總包訂單就扎堆往外冒,到了 6 月之后,各地儲能工地更是全面開干,整個行業(yè)正從 “紙上談兵” 快速進入“熱火朝天搞建設” 的階段。
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