（報告出品方/作者：西部證券，張真楨）

一、通信設(shè)備和IDC機房是通信行業(yè)碳排放主要來源

1.1 2020年通信行業(yè)占全球碳排放總量的4%左右

根據(jù)國際能源署與法國 Great IT 聯(lián)合發(fā)布的《The environmental footpoint of the digital world》，2019 年全球碳排放總量約 330 億噸，2020 年全球碳排放總量約為 310 億噸，同 比減少 5.8%。各行業(yè)的碳排放占碳排放總量的比重基本穩(wěn)定，我們選取 2019 年通信行業(yè) 碳排放數(shù)據(jù)作為分析對象。2019 年信息通信行業(yè)（ICT）碳排放量約為 14 億噸，占全球 碳排放總量的 4.2%。在 ICT 行業(yè)碳排放總量中，通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)（CT 網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)）/數(shù)據(jù)中 心/用戶終端碳排放量分別占比 22%/15%/63%。

通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)（CT 網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)）的二氧化碳主要在通信設(shè)備運行/制造/運輸/安裝過程中產(chǎn) 生。其中通信設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的碳排放量最高，占整個通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)碳排放總量的 75%。隨著 5G 基站加快部署，通信設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的碳排放量將迅速增加，根據(jù)中 國移動設(shè)計院數(shù)據(jù)，通信設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的碳排放量預(yù)計將由 2019 年的 2.3 億噸， 增長至 2025 年的 4.1 億噸，增幅達到 78%。

??

在數(shù)據(jù)中心方面，伴隨著數(shù)據(jù)流量的爆發(fā)式增長以及算力成本的普遍下降，全球算力資源 有望實現(xiàn)大幅增長，全球數(shù)據(jù)中心耗電量也將隨之急劇增加。根據(jù)中國電信數(shù)據(jù)，2020 年中國電信數(shù)據(jù)中心能耗占公司總能耗的 20%，通信基站能耗占比為 39%，通信機樓及 其他的占比為 41%。增量方面，2021 年 1-7 月，中國電信 5G 基站帶來的能耗增量占總 能耗增量的比重最大，超過 50%；IDC 帶來的能耗增量占比為 32%，網(wǎng)絡(luò)及其他帶來的 能耗增量占比為 17%。數(shù)據(jù)中心和通信設(shè)備運行產(chǎn)生的碳排放主要來自二者的電力能耗。

??

??

1.2 5G基站數(shù)量的增長以及單站耗電量的增加造成5G基站碳排放大幅增長

根據(jù)中國移動研究院數(shù)據(jù)，2019 年全國通信網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)節(jié)中，機房/通信站點/站點維護各 環(huán)節(jié)碳排放量分別為 7391 萬噸/15201 萬噸/734 萬噸，分別占通信網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)節(jié)碳排放總 量的 31%/65%/4%。在所有通信設(shè)備中，通信站點（包括無線、固定接入）碳排放量最高， 其中單個無線接入設(shè)備年碳排放量達 22 噸，總數(shù)量為 650 萬個，相較固定接入設(shè)備碳排 放總量更高。

無線接入設(shè)備中，4G 基站電能消耗量占無線接入設(shè)備電能消耗總量的比例最高，為 56%， 5G 基站次高，目前占電能消耗總量的 9%，但是 5G 基站未來總量更多，單基站能耗更高， 5G 基站將是未來通信設(shè)備能耗的最大增長點。

5G 基站數(shù)量較 4G 基站更多。5G 信號頻率比 4G 高 2-3 倍，信號衰退速度更快，同一區(qū) 域 5G 基站數(shù)量更多。同時在盲點區(qū)域會覆蓋一定數(shù)量的微基站，保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性， 因此 5G 基站總數(shù)將較 4G 基站更多。 根據(jù)三大運營商公告，中國移動將在 2021 年建設(shè) 2.6GHz 的 5G 基站共 12 萬座，在 2021 年以及 2022 年建 700MHz 基站約 48 萬座（與廣電合建，分兩年建完）；電信以 及聯(lián)通將在 2021 年建 3.5GHz 以及 2.1GHz 基站一共 32 萬座。2022 年 5G 建設(shè)仍 然投入較大，預(yù)計總建設(shè)數(shù)量約為 80 萬座。根據(jù)賽迪顧問預(yù)測，到 2026 年我國 5G 宏 基站數(shù)量將達到 475 萬個，小基站數(shù)是宏基站數(shù)的 2 倍，即 950 萬個，宏基站和小基站數(shù)總計超過 1400 萬個。

5G 基站集成度更高、數(shù)據(jù)傳輸量更大，能耗是 4G 基站的 3 倍。根據(jù) 5G 基站節(jié)能技術(shù) 白皮書（2020）統(tǒng)計，中移動使用的 5G NR 主流基站帶寬由 4G 的幾十兆變?yōu)?160/200 兆， 收發(fā)通道數(shù)從原來的 8 通道變?yōu)?64/32 通道，發(fā)射功率從 100 多瓦變?yōu)?240/320 瓦。

??

??

AAU 功耗增加是 5G 基站能耗增加的主因。根據(jù)中國能源報數(shù)據(jù)，基站能耗構(gòu)成中，基 站主設(shè)備占 45%、空調(diào)系統(tǒng)占 40%、電源系統(tǒng)占 12%，其他能耗占 3%。其中基站主設(shè) 備可以分為 AAU (有源天線處理單元)和 BBU（室內(nèi)基帶處理單元）兩大部分，AAU 的 功耗約占基站主設(shè)備能耗的 90%，是基站能耗的主要組成部分。AAU功耗按照功能模塊 可分為功放、小信號、數(shù)字中頻和電源功耗。隨著業(yè)務(wù)負載情況的變化，AAU 中各功能 模塊的能耗比例也隨之發(fā)生變化。

在滿載條件下，功放的能耗占比最高，占 AAU 總能耗 的 58%；在 30%負載的條件下，功放的能耗占 AAU 總能耗的比例與數(shù)字中頻模塊能耗 占比相接近，分別為 36%/34%，小信號部分能耗占比由滿載條件下的 16%提升至 25%； 在空載條件下，數(shù)字中頻部分的功耗占 AAU 總能耗的比例最高，平均約為 46%。因此， 在研究 5G 通信設(shè)備的節(jié)能技術(shù)?時?，不僅要提升功放效率，降低功放能耗，在 5G 建設(shè)初期負載較低的情況下，更需要降低小信號和數(shù)字中頻模塊的基礎(chǔ)能耗。

??

??

據(jù)中國能源報預(yù)測，5G 基站的用電量將由 2020 年的不足 200 億千瓦時迅速攀升至 2025 年的 3500 億千瓦時左右，5G 基站高能耗已經(jīng)引起廣泛關(guān)注。使用基站降耗新技術(shù)以及 新材料等的運用將有效降低 5G 基站的碳排放量。

1.3 數(shù)據(jù)中心耗電量巨大，存在巨大優(yōu)化空間

國內(nèi)數(shù)據(jù)中心機柜數(shù)量快速增長，未來 5 年 CAGR 可達 16.7%。隨著云計算的興起， 在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心的建設(shè)浪潮，2020 年全球公有云計算市場規(guī)模為 2253 億 美元，同年全球數(shù)據(jù)中心數(shù)量為 42.2 萬座，超大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量為 597 座。目前國內(nèi) 的數(shù)據(jù)中心機柜數(shù)量約為 285 萬架，根據(jù)科智咨詢預(yù)測，到 2025 年機柜數(shù)量可以達到 616 萬架，CAGR 為 16.7%。

??

??

數(shù)據(jù)中心耗電量巨大，存在較大優(yōu)化空間。根據(jù)中國 IDC 圈數(shù)據(jù)，隨著數(shù)據(jù)中心數(shù)量的 增多， 2020 年數(shù)據(jù)中心的耗電量占國內(nèi)總用電量的比例超過 2.3%，且數(shù)據(jù)中心耗電量 占全社會用電量比重逐年攀升。早在 2015 年全國的大數(shù)據(jù)中心的耗電量已達 1000 億 Kwh，相當(dāng)于三峽電站全年的發(fā)電量，2018 年這個數(shù)值達到 1609 億 Kwh，超過上海全 年的社會用電量，預(yù)計到 2030 年，全球的大數(shù)據(jù)中心就能消耗掉世界 30%左右電力。

數(shù)據(jù)中心的能耗分 IT 設(shè)備能耗、空調(diào)能耗、供電能耗和照明能耗四部分，由服務(wù)器、存 儲和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等所構(gòu)成的 IT 設(shè)備系統(tǒng)所產(chǎn)生的能耗約占數(shù)據(jù)中心總能耗的 46%（其 中服務(wù)器系統(tǒng)約占 50% 左右，存儲系統(tǒng)約占 35%，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備約占 15%），空調(diào)系統(tǒng) 占比為 41%，電源/照明系統(tǒng)能耗占比分別為 10%/3%。

PUE （ Power Usage Effectiveness ） 是 衡 量 數(shù) 據(jù) 中 心 運 行 效率的指標(biāo) ， = （ cooling+power+lighting+）/ ，其越接近于 1，代表數(shù)據(jù)中心對于電能的利用越有 效率。根據(jù)中國信通院數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)數(shù)據(jù)中心平均 PUE 為 1.6，較 2012 年已有明顯 改善，但依然有 85%的受訪企業(yè)數(shù)據(jù)中心的 PUE 值在 1.5-2.0 間，PUE 值仍存在較大提升空間。

??

??

政策引導(dǎo)，出臺多項措施和指導(dǎo)意見，推動我國 IDC 企業(yè)節(jié)能減排。為實現(xiàn)我國 2060 年 碳中和目標(biāo)，國家出臺多項政策引導(dǎo)支持新型數(shù)據(jù)中心建設(shè)和節(jié)能減排的推進。大力支持 采用可再生能源與節(jié)能減排技術(shù)建設(shè)綠色云計算數(shù)據(jù)中心。提出淘汰高能耗老舊設(shè)備，提 升水資源利用效率和清潔能源應(yīng)用比例以及回收利用廢舊電器電子產(chǎn)品等具體要求。根據(jù) 《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021-2023 年）》，到 2030 年底，新建大型及以上數(shù) 據(jù)中心 PUE 需降低到 1.3 以下，嚴寒和寒冷地區(qū)力爭降低到 1.25 以下。

對于 PUE 較高的數(shù)據(jù)中心，改造機房制冷設(shè)備、提升能源利用效率，是當(dāng)前降低數(shù)據(jù)中 心 PUE，達到減排要求的關(guān)鍵。

二、國內(nèi)企業(yè)降碳提升空間大，海外企業(yè)“零碳”成效顯著

國內(nèi)外通信運營商、互聯(lián)網(wǎng)巨頭積極部署節(jié)能減排方案，制定減排規(guī)劃。其中，國外通信 運營商、互聯(lián)網(wǎng)巨頭基本完成基站、數(shù)據(jù)中心設(shè)備改造，現(xiàn)階段多使用可再生能源達成碳 減排目標(biāo)；國內(nèi)廠商在碳減排方面進展稍慢，目前節(jié)能重點仍在空調(diào)降溫技術(shù)、基站節(jié)能 技術(shù)研發(fā)、老舊設(shè)備改造等方面。 我們認為當(dāng)前國內(nèi)通信行業(yè)碳減排領(lǐng)域的投資機會主要集中于基站節(jié)能新技術(shù)研究、機房 更新改造、精密溫控設(shè)備制造、新能源發(fā)電設(shè)備制造等板塊，未來我國碳減排路徑將向國 外路徑看齊，大量使用新能源、綠色能源。

2.1 使用新能源以及提升基站機房能效是運營商碳減排的主要方式

2.1.1 中國移動建設(shè)綠色新基站，節(jié)能減排成果顯著

創(chuàng)新 5G 基站節(jié)能技術(shù)，建設(shè)綠色新基站。移動通過應(yīng)用天線與射頻濾波器一體化、3DMIMO、高效散熱外殼等新設(shè)計，使用 GaN 氮化鎵等新材料，關(guān)注濾波器件插損、等效設(shè) 備功耗等新指標(biāo)，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)不斷降低設(shè)備功耗、提升設(shè)備能效?！笆濉逼陂g基站設(shè)備 滿載功耗下降 20%。公司還全網(wǎng)廣泛開啟 4G 網(wǎng)絡(luò)符號關(guān)斷、通道關(guān)斷、載波關(guān)斷和 5G 網(wǎng)絡(luò)亞幀靜默、通道靜默、深度休眠等節(jié)能功能。通過應(yīng)用站點級節(jié)能技術(shù)，公司 2020 年 4G 網(wǎng)絡(luò)節(jié)電約 10.6 億度。 自 2017 年開始，公司針對老舊通信機房啟動專項節(jié)能改造，組織全集團因地制宜采用冷 源優(yōu)化、冷量分配優(yōu)化、末端設(shè)備優(yōu)化、濕膜加濕等措施，降低機房 PUE，提升能效， 節(jié)約用電。截至 2020 年底，移動已完成超過 2200 個通信機房的改造，每年節(jié)電約 2 億 度。

??

??

推動 ICT 技術(shù)與產(chǎn)業(yè)融合，降本提效促節(jié)能。中國移動自 2007 年以來連續(xù)十四年開展“綠 色行動計劃”，加強管理和技術(shù)創(chuàng)新，控制企業(yè)能源消耗，推動社會綠色低碳發(fā)展?！笆?五”期間，中國移動集團實施了多項節(jié)能措施，累計節(jié)電近 100 億度，減少二氧化碳排放 約630萬噸。同時公司深化信息技術(shù)與千行百業(yè)的融合創(chuàng)新，助力社會減排量超過8億噸。 移動 2020 年單位電信業(yè)務(wù)總量綜合能耗水平較 2015 年累計下降 86.5%；單位信息流量 綜合能耗水平較 2015 年累計下降 92.6%。

未來，中國移動將在推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型、加快高質(zhì)量發(fā)展過程中，扎實履行央企責(zé)任，嚴控 自身能源消耗和碳排放增幅，持續(xù)降低能耗強度和碳排放強度，助力國家盡早實現(xiàn)碳達峰、碳中和計劃。節(jié)能減排既為中國移動自身降低運營成本，也為新材料、新技術(shù)、新設(shè)備的 供貨商帶來發(fā)展機遇。

2.1.2 電信積極布局5G低碳技術(shù)與空調(diào)節(jié)能技術(shù)

根據(jù)中國電信數(shù)據(jù)，2020 年電信綜合能耗為 335.8 萬噸標(biāo)煤，二氧化碳排放量約 837 萬 噸。其中電力能耗占 91%以上，消耗約 306 萬噸標(biāo)煤，二氧化碳排放量約 763 萬噸。為 實現(xiàn)能耗雙控、節(jié)能減排的目標(biāo)，中國電信開始大力推動 5G 低碳技術(shù)與空調(diào)節(jié)能技術(shù)應(yīng) 用。

充分利用 AI 節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)主設(shè)備自主節(jié)能與建、維、優(yōu)全過程管控。為降低主設(shè)備能 耗，中國電信引入 AI 算法以業(yè)務(wù)反向影響電源和空調(diào)設(shè)施供電控制。公司聯(lián)合 5G 設(shè)備供 應(yīng)鏈伙伴，在采購環(huán)節(jié)以工作模式與功耗指標(biāo)參數(shù)作為采購標(biāo)準(zhǔn)，在建設(shè)過程中推進 5G 基站無機房、無空調(diào)建設(shè)。采用一體化機柜、分布式供電技術(shù)壓縮建設(shè)周期與成本，降低 基站整體 PUE，并在購后引入主設(shè)備的購后能效評估，對主設(shè)備及節(jié)能設(shè)備實行全生命 周期的能效閉環(huán)管理。

研究空調(diào)節(jié)能新技術(shù)，應(yīng)用清潔能源降低石化能源消耗。中國電信在基站與機房空調(diào)中大 量應(yīng)用空調(diào)節(jié)能成熟技術(shù)?；究照{(diào)應(yīng)用自清潔、新風(fēng)等節(jié)能技術(shù)，機房空調(diào)應(yīng)用氣流組 織優(yōu)化、新風(fēng)、氟泵、熱管等節(jié)能技術(shù)，在氣候條件適宜的地區(qū)應(yīng)用蒸發(fā)冷卻技術(shù)。同時 電信也提出了自研的空調(diào)節(jié)能技術(shù)—液冷技術(shù)。液冷技術(shù)的冷卻效率遠高于傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)， 是未來 ICT 設(shè)備冷卻的發(fā)展方向。目前液冷技術(shù)已經(jīng)通過技術(shù)可行性驗證，小規(guī)模應(yīng)用于 數(shù)據(jù)中心服務(wù)器領(lǐng)域，節(jié)能效果顯著。 電信對節(jié)能考核機制的引入無疑使基站機房優(yōu)質(zhì)溫控設(shè)備廠商和基站節(jié)能降耗新技術(shù)的 設(shè)備供應(yīng)商在采購中更占優(yōu)勢。

2.1.3 聯(lián)通研發(fā)智能機房空調(diào)系統(tǒng)，提升基站能效

2021 年中國聯(lián)通發(fā)布《“碳達峰、碳中和”十四五行動計劃》，明確實施“3﹢5﹢1﹢1” 行動計劃。其中“3”是指圍繞低碳循環(huán)發(fā)展建立 3 大碳管理體系——碳數(shù)據(jù)管理體系、 碳足跡管理體系、能源交易管理體系，完善能源指標(biāo)體系，繪制重點用能設(shè)備碳足跡，并 有序參與碳排放權(quán)交易市場。“5”是指聚焦 5 大綠色發(fā)展方向：一是推動移動基站低碳運 營，推廣極簡建站、潮汐節(jié)能等技術(shù)，有序提高清潔能源占比；二是建設(shè)綠色低碳數(shù)據(jù)中 心，通過供電降損簡配、空調(diào)利用自然冷源等，提高系統(tǒng)能效；三是深入推進各類通信機 房綠色低碳化重構(gòu)；四是加快推進網(wǎng)絡(luò)精簡優(yōu)化、老舊設(shè)備退網(wǎng)；五是提高智慧能源管理 水平。“1”是指深化拓展共建共享，深入推進行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施資源共建共享。最后一個“1” 是指數(shù)字賦能行業(yè)應(yīng)用，助力千行百業(yè)節(jié)能降碳。

早在“十三五”期間，中國聯(lián)通就已在節(jié)能降碳工作上取得積極成效。在提升基站能效方 面，中國聯(lián)通自主研發(fā)的智能雙循環(huán)（氟泵）多聯(lián)模塊化機房空調(diào)系統(tǒng)、5G BBU 豎裝機 框獲國家實用新型專利。公司廣泛采用符號、通道、載波等不同層級節(jié)能策略，并對 5G 網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方案進行試點。同時聯(lián)通圍繞早期投產(chǎn)的高能耗通信機房及 IDC 機房分批改造， 并積極推進建設(shè)綠色低碳數(shù)據(jù)中心，推廣蒸發(fā)冷卻、新風(fēng)等技術(shù)。截至 2020 年底，中國 聯(lián)通共有 17 個數(shù)據(jù)中心入選國家綠色數(shù)據(jù)中心，占聯(lián)通總數(shù)據(jù)中心數(shù)量的 16%。 對通信機房老舊設(shè)備的改造以及對數(shù)據(jù)機房運營效率的提升是聯(lián)通當(dāng)前雙碳達標(biāo)的主要 途徑。

2.1.4海外先進運營商主要通過使用新能源降低碳排放

北美通信巨頭積極使用綠色能源。2018 年 12 月，美國通信巨頭 Verizon 宣布，到 2025 年將使用超 50% 的可再生能源。2019 年 2 月，公司設(shè)立 10 億美元綠能債券計劃，用 于提升能源效率、購買可再生能源和其他永續(xù)能源。2019 年 4 月底，公司宣布 2035 年 要達到范疇 1（Scope 1）與范疇 2（Scope 2）零碳排放目標(biāo)（范疇 1 指企業(yè)營運的直接 碳排放，包括原料、產(chǎn)品、廢棄物、員工交通運輸?shù)?，范?2 指企業(yè)使用能源的間接碳 排放）。另外兩家運營商 AT&T 和 T-Mobile 沖刺能源綠化的腳步更快，2018 年 T-Mobile 就 已宣布要在 2021 年達到 100% 可再生能源目標(biāo)。AT&T 也積極購買綠色能源，2018 年 購入 820 百萬瓦風(fēng)能發(fā)電容量。據(jù)可再生能源買家聯(lián)盟（Renewable Energy Buyers Alliance）統(tǒng)計，AT&T 2018 年在企業(yè)購買可再生能源榜上名列第二。

歐洲行業(yè)協(xié)會發(fā)揮牽頭作用，由專業(yè)機構(gòu)完成排放數(shù)據(jù)監(jiān)測與減排規(guī)劃。2019 年在 GSMA 倡導(dǎo)下超過 50 家移動運營商開始通過 CDP 全球披露系統(tǒng)披露各自的氣候影響、能源及溫 室氣體 (GHG) 排放情況。英國電信運營商巨頭 Vodafone 選擇碳信托制定每年的碳足跡 測算報告，對范疇 1、2 及范疇 3（企業(yè)價值鏈中過程中的間接排放）碳排放做全面測算， 并輔助制定減排戰(zhàn)略規(guī)劃。

??

??

日韓運營商通過與設(shè)備商合作研發(fā)節(jié)能技術(shù)，采用自發(fā)電減少溫室氣體排放。2021 年 6 月，日本前三大移動運營商 KDDI 與諾基亞宣布在日本實驗首個 Airscale 液冷基站，這項 技術(shù)可將基帶冷卻系統(tǒng)能耗低 70%以上。同時，通過熱能的重復(fù)利用，還能進一步提高效 率，最終可使二氧化碳排放量減少至 80%。韓國通信運營商 SK C&C 提出將通過擴充環(huán) 保自發(fā)電設(shè)備和擴大再生能源的使用，于 2040 年實現(xiàn)溫室氣體凈零排放。公司計劃利用 板橋和大德數(shù)據(jù)中心建筑物的屋頂和停車場進行發(fā)電設(shè)備的鋪設(shè)，在 2021 年內(nèi)追加增設(shè) 500 千瓦太陽能設(shè)備。

國外電信運營商對新能源、綠色能源使用比例的加大對我國運營商未來發(fā)展有著積極借鑒 意義，相關(guān)光伏、風(fēng)電、儲能企業(yè)的配套設(shè)備供應(yīng)商有望在運營商完成設(shè)備改造、提升運 營效率等第一階段目標(biāo)達成后向新能源、綠色能源使用的第二階段邁進過程中受益。

2.1.5 國內(nèi)運營商主要通過節(jié)流降低碳排放，海外運營商主要通過開源達到“零碳”

海外運營商和國內(nèi)運營商在碳減排的路徑選擇上雖然存在進度上的差異，但二者殊途同歸。 國內(nèi)運營商現(xiàn)階段以降低現(xiàn)有設(shè)備能耗以期達到碳減排目的為主；而海外運營商已充分利 用好現(xiàn)有資源，即已完成了降碳的目標(biāo)，正在使用綠色能源達到“零碳”的路徑上突飛猛 進。

??

??

2.2 降低數(shù)據(jù)機房能耗是國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)巨頭的主要減排路徑

國際互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭大多承諾在 2030 年以前實現(xiàn)碳中和，并將 100%使用可再生能源作 為更高遠的目標(biāo)。國際和國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)通信巨頭企業(yè)都在數(shù)據(jù)中心降碳技術(shù)的研究和探索上 尋求突破。

2.2.1 微軟、Facebook、蘋果、亞馬遜以使用新能源為主，運用新技術(shù)為輔降低碳排放

2017 年微軟與 McKinstry 和 Cummins 合作建立世界上第一個天然氣數(shù)據(jù)中心。在這個試 點中，機架直接連接到天然氣管道，并完全由集成燃料電池供電。這一設(shè)計可以顯著減少 發(fā)電、傳輸和功率轉(zhuǎn)換過程中的能量損失。此前的數(shù)據(jù)中心均由電網(wǎng)供電，電網(wǎng)從發(fā)電廠 流經(jīng)多個變電站和輸電線路，再轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)中心所需的正確電壓才能使用，過程中會消耗 部分電能。而燃料電池直接由天然氣管線供電，可以消除傳輸過程中發(fā)生的能量損失。 同 時由于供應(yīng)鏈中的零件減少，潛在的故障點會相應(yīng)減少，有助于提高公司數(shù)據(jù)中心的質(zhì)量 并降低配電、電源調(diào)節(jié)和基礎(chǔ)設(shè)施備份時產(chǎn)生的成本。此外，微軟自 2020 年 7 月起開 始征收內(nèi)部碳稅，費用由公司各業(yè)務(wù)部門根據(jù)其碳排放量支付，收集的資金用于支付公司 可持續(xù)改造的費用。公司預(yù)計 2030 年將其絕對碳排放量減少 75%，預(yù)計 2050 年清除 公司自 1975 年成立以來直接或通過電力消耗排放的所有碳。

??

??

Facebook 致力于建設(shè)高性能數(shù)據(jù)中心，通過建設(shè)消除能源浪費、減少耗能、使用更環(huán)保 產(chǎn)品的數(shù)據(jù)中心來實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。公司數(shù)據(jù)中心使用 100% 可再生能源并通過高效 設(shè)計節(jié)約能源和水。公司所有數(shù)據(jù)中心項目均獲得 LEED 金牌認證。Facebook 數(shù)據(jù)中心 使用了來黃麻纖維的天然衍生物纖維填充聚丙烯 (NFFPP)作為服務(wù)器硬件中具有高碳影 響的特定組件的潛在替代品。公司針對機架內(nèi)外的許多不同部件，包括適配器、母線蓋和 服務(wù)器內(nèi)部的其他機械部件分別對這一材料進行開發(fā)和測試。 公司節(jié)減排措施取得積極成效。其數(shù)據(jù)中心電力使用效率一直領(lǐng)先全行業(yè)，2016-2020 年 PUE 維持在 1.0 左右，低于行業(yè)平均值 1.5。用水效率（WUE）維持在 0.3 以下，顯著低 于行業(yè)平均值 1.8。

互聯(lián)網(wǎng)公司巨頭蘋果和亞馬遜也對其數(shù)據(jù)中心實施了嚴格的減排、提高效率的措施。蘋果 在其數(shù)據(jù)中心運營中保持使用 100% 可再生能源供電。亞馬遜 AWS 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)同樣使用 100%可再生能源進行供電，AWS 能源效率比本地數(shù)據(jù)中心高 88%，基礎(chǔ)設(shè)施能效比行 業(yè)平均高 3.6 倍。

2.2.2 谷歌、Equinix通過使用新技術(shù)降低能耗，減少碳排放

谷歌的數(shù)據(jù)中心采用先進的冷卻技術(shù)，使用高效蒸發(fā)冷卻和外部空氣代替機械冷卻器。通 過安裝智能溫度和照明控制并重新設(shè)計電力分配的方式最大限度減少能源損失，從而實現(xiàn) 節(jié)能減排。同時谷歌還通過機器學(xué)習(xí)提升能源使用效率，其機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)能夠減少數(shù)據(jù)中 心 40%的能源消耗，相當(dāng)于在考慮電氣損耗和其他非冷卻低效問題后，總體 PUE 減少 了 15%。在提升電力效率與采購可再生能源的同時，谷歌數(shù)據(jù)中心也進行了循環(huán)經(jīng)濟實踐。 公司不再使用的服務(wù)器會被分解成單獨的組件（主板、CPU、硬盤驅(qū)動器等），檢查并儲備 為翻新庫存，從而延長硬盤的使用壽命。 2009-2020 年，谷歌公司數(shù)據(jù)中心 PUE 持續(xù)下降，2020 年達新低 1.10，2020 年行業(yè)平 均水平為 1.67。谷歌數(shù)據(jù)中心消耗的能源減少了約 6 倍，其能源效率是典型企業(yè)數(shù)據(jù)中 心的兩倍。

??

??

數(shù)據(jù)中心龍頭企業(yè) Equinix 承諾到 2030 年將碳排放量減少 50%，并 100%使用可再生能 源。Equinix 數(shù)據(jù)中心 2018 年至 2020 年期間供電能源中 90% 為可再生能源，到 2030 年這一比例有望達到 100%。公司通過尋找創(chuàng)新方法來部署節(jié)能技術(shù)和發(fā)電解決方案。 Equinix 的自適應(yīng)控制系統(tǒng)可以通過使用智能分布式傳感器和氣流主動管理來降低功耗并 提高空調(diào)冷卻能力。封閉的冷熱通道通過使用物理屏障來減少數(shù)據(jù)中心供應(yīng)通道中的冷空 氣與排氣通道中的熱空氣的混合，從而降低能耗并實現(xiàn)更高效的冷卻。高溫冷凍水設(shè)定點 通過提高冷凍水溫度以節(jié)約能源來降低數(shù)據(jù)中心 PUE。間接蒸發(fā)冷卻裝置 (IDEC) 使用 水蒸發(fā)的熱量，并在室外溫度允許的情況下利用空氣對空氣的冷卻來減少用水量。公司在 紐約 (NY6) 的數(shù)據(jù)中心通過這一技術(shù)實現(xiàn)了 1.21 的年平均 PUE。

海外高科技互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)無疑在碳達標(biāo)中走在最前列。除使用新能源等零碳技術(shù)，微軟等企 業(yè)已著眼于征收碳稅等碳中和手段，完全實現(xiàn)了“碳減排”、“零碳”、“碳中和”三大目標(biāo)。

2.2.3 國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)通過節(jié)能降耗降低數(shù)據(jù)中心PUE值

騰訊公司巧妙利用余熱回收技術(shù)，大幅減少數(shù)據(jù)中心的能源消耗。騰訊數(shù)據(jù)中心目前采用 的是第四代 T-block 技術(shù)，擁有更高效率的制冷和供配電架構(gòu)。一個擁有 30 萬臺服務(wù)器 的園區(qū)一年可節(jié)省 2.5 億度電。騰訊天津濱海數(shù)據(jù)中心采用了余熱回收的節(jié)能技術(shù)，將服 務(wù)器產(chǎn)生的熱量回收，通過熱泵加熱市政管網(wǎng)里的水至 55℃，直接用于辦公樓供暖，實 現(xiàn)了降低碳排放和服務(wù)于人的雙贏。若回收天津數(shù)據(jù)中心冬季產(chǎn)生的全部余熱，熱量用于采暖可覆蓋 46 萬平方米，用于家庭采暖可滿足 5100 多戶居民的用熱需求。每年可以減 少 5.24 萬噸碳排放，相當(dāng)于種植 286.4 萬棵大樹。此外，2018 年建成的騰訊貴安七星 數(shù)據(jù)中心，經(jīng)工信部實測，其極限 PUE 值小于 1.1，相比之下，同期國內(nèi)數(shù)據(jù)中心的平均 PUE 約為 1.73。而即將交付的騰訊清遠數(shù)據(jù)中心液冷實驗室，使用了冷板式液冷技術(shù)規(guī) ?；瘧?yīng)用，有望將數(shù)據(jù)中心的極限 PUE 降低至 1.06。

??

??

阿里通過使用清潔能源與自研浸沒式液冷技術(shù)顯著降低 PUE。2020 年 3 月至 2021 年 3 月，阿里巴巴國內(nèi)自營數(shù)據(jù)中心平均 PUE 約為 1.3，低于全球平均水 平。阿里云數(shù)據(jù)中心購買超 2.8 億度可再生能源，減少碳排放 30 萬噸。阿里在張家口市 張北縣部署了華北規(guī)模最大的張北數(shù)據(jù)中心。得益于張北地區(qū)充沛的風(fēng)能和太陽能，張北 數(shù)據(jù)中心大量采用了綠色能源，促進可再生能源發(fā)展，加速公司能源消費向清潔低碳化轉(zhuǎn) 型。除了充分利用清潔能源，阿里云還使用了浸沒式液冷技術(shù)進行數(shù)據(jù)中心的降溫。通過 將服務(wù)器浸泡在絕緣冷卻液里，產(chǎn)生的熱量可直接被冷卻液吸收進入外循環(huán)冷卻，全程用 于散熱的能耗幾乎為零，節(jié)能效果超過 70%，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心 100%無機械制冷。再輔以 模塊化設(shè)計、AI 調(diào)溫等技術(shù)，張北數(shù)據(jù)中心的年 PUE 低于 1.2，最低時可以達到 1.09， 達國際領(lǐng)先水平，每年可節(jié)約標(biāo)煤 8 萬噸，相當(dāng)于種植了 400 萬棵樹木。

華為通過 BestDC 數(shù)字化服務(wù)平臺降低數(shù)據(jù)中心各階段 PUE。目前，大部分數(shù)據(jù)中心基 礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)都較為復(fù)雜，各能效指標(biāo)間相互制約影響，依靠傳統(tǒng)人工手段難以快速、精準(zhǔn) 地實現(xiàn)能效最優(yōu)化。華為自研的 BestDC 通過 PUE 仿真設(shè)計、高效節(jié)能設(shè)備和 AI 節(jié)能調(diào) 優(yōu)，實現(xiàn)了全面協(xié)同調(diào)優(yōu)，動態(tài)匹配負載和環(huán)境變化，有效降低數(shù)據(jù)中心能耗。在數(shù)據(jù)中 心設(shè)計階段，BestDC 可通過仿真計算給出不同負載和環(huán)境下可落地的 PUE 設(shè)計值，結(jié)合 專家在線診斷給出優(yōu)化建議；交付階段，以高效設(shè)備匹配節(jié)能方案，實現(xiàn)低 PUE；運維 階段，基于 AI 算法實時調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)參數(shù)，使系統(tǒng)輸出的冷量與 IT 負載所需相匹配，減 少因制冷過剩而浪費的能耗。在實踐中數(shù)據(jù)中心 PUE 可低至 1.15，低于 2020 年全球數(shù) 據(jù)中心的平均 PUE1.59。

制冷系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心最大的能耗系統(tǒng)，而傳統(tǒng)的冷凍水解決方案系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜、能耗高， 華為新一代數(shù)據(jù)中心解決方案，最大化利用自然冷源，大幅降低 PUE，相較冷凍水解決 方案，可節(jié)電超過 20%，節(jié)水 40%。華為在烏蘭察布云數(shù)據(jù)中心采用了 FusionCol 間接 蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，全年平均 PUE僅1.15，相對傳統(tǒng)解決方案，數(shù)據(jù)中心整體年節(jié)省電費 12%。

國內(nèi)高科技企業(yè)碳達標(biāo)的發(fā)力點聚焦于 IDC 數(shù)據(jù)機房運行效率的提升，對 PUE 值的重視 將為溫控設(shè)備企業(yè)帶來市場空間增量。

2.2.4 國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)使用不同方式降碳減排

互聯(lián)網(wǎng)高科技企業(yè)減碳的方式與通信運營商類似，依舊為提升運營設(shè)備效率，但數(shù)據(jù)機房 是其減碳的唯一重點。海外科技巨頭同樣已完成降碳的第一階段目標(biāo)，目前在零碳技術(shù)上 積極探索。更讓人欣喜的是，部分企業(yè)已完成零碳目標(biāo)，開始向中和歷史碳排放發(fā)力。零 碳與碳中和會為光伏、風(fēng)電、儲能等企業(yè)帶來較大的增長機會，為國內(nèi)企業(yè)指明了方向并 對未來投資機會提供了借鑒。國內(nèi)高科技企業(yè)當(dāng)前仍在降碳的環(huán)節(jié)中發(fā)力，一方面能耗的 降低為企業(yè)自身運營節(jié)省了大量成本，另一方面國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)等科技企業(yè)與海外同行相比， 更愿意將機房建設(shè)整體外包而不是自建機房、自研降溫技術(shù)。因此現(xiàn)階段國內(nèi)機房溫控設(shè) 備提供商將迎來快速發(fā)展機遇。

??

??

三、開源與節(jié)流并行，科技板塊助力碳中和前景廣闊

通過對行業(yè)的對比研究發(fā)現(xiàn)，目前通信、互聯(lián)網(wǎng)等科技板塊達到碳中和方式主要有使用新 能源、可再生能源、新材料、新技術(shù)和提升現(xiàn)有設(shè)備運行效率兩種。前者我們將其概括為 開源，后者我們將其歸納為節(jié)流。

節(jié)流方面，電信運營商通過提升基站運營效率，節(jié)省電費，實現(xiàn)降本增效；通信設(shè)備商研 發(fā)實力強大，使用新材料、新技術(shù)，助力運營商實現(xiàn)雙碳達標(biāo)，提升營收規(guī)模，擴張市場份額；制冷設(shè)備供應(yīng)商升級改造散熱設(shè)備，提升通信機柜、數(shù)據(jù)中心機房使用效率。我們 應(yīng)關(guān)注通信基站、通信機房、溫控設(shè)備領(lǐng)域的投資機會，并關(guān)注通信運營商、IDC 運營商 成本下降對盈利質(zhì)量的改善。 開源方面應(yīng)關(guān)注通信行業(yè)新能源、新設(shè)備使用情況，同時關(guān)注通信板塊中與新能源設(shè)備相 關(guān)的細分賽道，如：海底光纜、儲能機柜溫控、機房 UPS 電源等行業(yè)。

3.1 5G基站節(jié)能新技術(shù)每年至少為運營商節(jié)省電費53億元

基站節(jié)能主要聚焦設(shè)備級、站點級、網(wǎng)絡(luò)級節(jié)能三大技術(shù)領(lǐng)域。設(shè)備級節(jié)能指使用更高效 率的新架構(gòu)、新材料、新功能，擴大液體散熱效率、高功放效率、高集成度器件的應(yīng)用， 實現(xiàn)整機功耗的逐年降低。站點級節(jié)能聚焦在加快亞幀關(guān)斷、通道關(guān)斷、深度休眠等基礎(chǔ) 型節(jié)能技術(shù)方案的商用部署，加快設(shè)備關(guān)斷、智能節(jié)能等增強型節(jié)能技術(shù)方案的應(yīng)用。

中國鐵塔和中國電信、中國聯(lián)通紛紛宣布“智能化關(guān)閉 5G 基站”，即以“高峰時間開啟，低 谷時間關(guān)閉休眠”的形式來運行，以達到省電的效果。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計算，空載狀態(tài)下全時 段開啟 AAU 深度休眠功能后，單個 A9611 型號的 AAU 每天將節(jié)省電費約 6.09 元，單個 A96331A 型號的 AAU 每天將節(jié)省電費約 5.61 元，單個 A9622A 型號的 AAU 每天將節(jié)省 電費 3.11 元，平均每天節(jié)省 5 元左右。一個基站普遍布設(shè) 3 個 AAU，當(dāng)前共建設(shè) 5G 基 站 97.9 萬站，則一天可以節(jié)省電費約 1470 萬元，一年節(jié)省 53 億元。隨著 5G 基站建設(shè) 進度的推進，未來基站節(jié)能技術(shù)的重要性愈發(fā)凸顯。

??

??

基站節(jié)能技術(shù)助力三大運營商節(jié)省成本。截至 2021 年 7 月底，中國移動累計開通基站 50.1 萬站，中國聯(lián)通、中國電信累計開通 47.8 萬站。按照每個基站每天節(jié)省 15 元計算，僅智 能化關(guān)閉一項技術(shù)將為中國移動每年節(jié)省電費約 27 億元。2020 年，三大運營商電費支出 約占營收的 9%。以 2020 年為參照，5G 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用可為中移動當(dāng)年提升毛利率 0.4pct。

3.2溫控設(shè)備助力數(shù)據(jù)中心和通信機房、通信室外機柜節(jié)能降耗

數(shù)據(jù)中心和通信機房降低能耗的主要途徑是提升設(shè)備運行效率，降低 PUE。隨著國內(nèi)移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，海量數(shù)據(jù)的運算及存儲對數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施提出 更高的要求。近年來，不斷提升的機柜功率密度和數(shù)據(jù)中心、通信機房節(jié)能降耗的需求推 動數(shù)據(jù)中心和通信機房的制冷方案不斷發(fā)展。同時，數(shù)據(jù)中心和通信機房業(yè)務(wù)的實時性和 高可靠性要求又對數(shù)據(jù)中心、通信機房制冷設(shè)備提出性能可靠、易維護的要求。通過對溫 控系統(tǒng)的改造升級可以提升數(shù)據(jù)中心和通信機房用電效率，助力企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排。例如， 間接蒸發(fā)冷卻作為當(dāng)前最有效降低能耗的成熟技術(shù)已經(jīng)獲得廣泛認同，市場滲透率快速提 升。間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)利用直接蒸發(fā)冷卻后的空氣和水，通過換熱器與室外空氣進行熱交 換，實現(xiàn)新風(fēng)冷卻。由于空氣不會與水直接接觸，其含濕量不變，一次空氣變化過程是一 個等濕降溫過程。與傳統(tǒng)新風(fēng)自然冷卻及冷凍水冷卻系統(tǒng)相比，間接蒸發(fā)制冷具有室內(nèi)空 氣不受室外環(huán)境空氣質(zhì)量的影響、噴淋加濕空氣不會影響室內(nèi)濕度、過濾器維護成本低、 耗水量少、節(jié)能水平高等特點和優(yōu)勢。其他技術(shù)途徑如液冷技術(shù)，電子散熱技術(shù)等也都是 企業(yè)數(shù)據(jù)中心、通信機房碳排放達標(biāo)的主要手段。

戶外柜機散熱方案主要包括 AC 或 DC 電源戶外機柜空調(diào)、TEC 熱點空調(diào)和熱交換器三種 方式。AC 或 DC 電源戶外機柜空調(diào)通過壓縮制冷實現(xiàn)吸熱和制冷。機柜空調(diào)主要用于帶 走電氣元件消耗電能發(fā)出的熱量，為各類機柜內(nèi)部提供了理想的溫濕度環(huán)境，同時隔離了 外界環(huán)境中的灰塵、腐蝕性氣體，延長電氣元件的使用壽命，提高機器系統(tǒng)運行可靠性。 機柜空調(diào)的制冷方式分為蒸汽壓縮式、半導(dǎo)體式和壓縮空氣渦旋管冷卻式三種。TEC 空調(diào) 又稱穩(wěn)差電制冷，利用特種半導(dǎo)產(chǎn)生珀爾帖效應(yīng)，即通過直體材料構(gòu)成的 P-N 結(jié)，形成熱 電偶對，產(chǎn)生珀爾帖效應(yīng)與壓縮式制冷和吸收式制冷并稱流電制冷的一種新型制冷方法， 溫控精確，適用于對溫度較敏感的設(shè)備。制冷后加熱以及制冷、加熱的速率都可以通過它 的電流方向和大小來決定。熱交換器是一種引入室外自然冷源的設(shè)備，用于以有限的能耗 進行熱交換。當(dāng)溫差大時，設(shè)備將通過多層鋁制散熱片的過道有效地在機柜內(nèi)部的熱空氣 與機柜外部的冷空氣之間交換熱量，使機柜成為恒溫的封閉系統(tǒng)，從而使機柜內(nèi)部的設(shè)備 可以正常工作。

??

??

3.2.1 國內(nèi) IDC 溫控系統(tǒng)市場正在快速增長，21年市場規(guī)模預(yù)計將達 181 億元

自上而下測算 2021 年國內(nèi) IDC 溫控系統(tǒng)行業(yè)規(guī)模約為 205 億元/年。根據(jù) Synergy Research 的數(shù)據(jù)，2019 年 Q3 中國超大型數(shù)據(jù)中心在全球占比為 10%。由于新建數(shù) 據(jù)中心多為大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，所以我們以超大型數(shù)據(jù)中心的數(shù)量占比作為我國數(shù)據(jù)中心資 本開支占全球資本開支的比例，即假設(shè)中國的數(shù)據(jù)中心資本開支占全球資本開支的 10%。 根據(jù) IBM 的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)成本中空調(diào)系統(tǒng)的占比為 16.7%。

??

??

根據(jù) Synergy Research 的數(shù)據(jù)，2019 年全球數(shù)據(jù)中心的資本開支為 1560 億美元，且 Dell'Oro 預(yù)計 2021 年全球數(shù)據(jù)中心資本開支將增長 10%，假設(shè)數(shù)據(jù)中心每年資本開支 增長 10%，我國數(shù)據(jù)中心溫控系統(tǒng)市場規(guī)模 2021 年為 205 億元/年，可在 2025 年達 到 300 億元/年。

3.2.2 通信戶外機柜散熱設(shè)備市場空間伴隨5G新技術(shù)應(yīng)用將進一步提升

通信戶外機柜主要用于室外無線通信基站，包括 4G、5G 基站等，是為戶外基站提供工作 環(huán)境和安全管理的設(shè)施。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)，2018 年我國通信機柜空調(diào)市場規(guī)模 17.45 億元，其中，戶外機柜空調(diào)市場規(guī)模 13.80 億元，同比增長 12.7%。2014-2018 年中國戶 外機柜空調(diào)市場規(guī)模 CAGR 為 11.5%。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，戶外機柜空調(diào)市場將 隨著 5G 建設(shè)高峰的到來，于 2022 年達到 33 億元/年。2014-2022 年中國戶外機柜空調(diào) 市場規(guī)模 CAGR 為 17.7%。運營商資本開支增加和 5G 基站建設(shè)的加快，將帶動戶外機 柜空調(diào)市場空間迅速提升。

??

??

3.3 通信企業(yè)借助強大科研實力，助力儲能、風(fēng)電行業(yè)發(fā)展

如上文所述，海外互聯(lián)網(wǎng)巨頭與頭部運營商紛紛發(fā)展新能源作為節(jié)能減排的路徑之一，我 國也在積極推動新能源發(fā)電設(shè)備的建設(shè)，作為實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的主要途徑。

風(fēng)電與光伏有望成為主流清潔能源發(fā)電方式。根據(jù)中國能源局數(shù)據(jù)，2020 年中國發(fā)電設(shè) 備總?cè)萘?22.0 億千瓦時，其中雖然火力發(fā)電仍占主導(dǎo)地位，但風(fēng)電與太陽能發(fā)電設(shè)備容 量增幅顯著，風(fēng)電發(fā)電容量為 2.8 億瓦時，較 2019 年同比增加 34.6%，太陽能發(fā)電容量 為 2.5 億千瓦時，同比增長 24.1%，在所有發(fā)電設(shè)備中增速居前。

伴隨光伏與儲能裝機規(guī)模大幅提升、海上風(fēng)能發(fā)電快速增長，相關(guān)通信設(shè)備供貨商如：機 房電源、海底光纜等廠商擴大業(yè)務(wù)范疇，提升營收質(zhì)量。光伏儲能方面，通信機房電源供 應(yīng)商依托 UPS 領(lǐng)域的技術(shù)與市場渠道優(yōu)勢，業(yè)務(wù)向光伏逆變器、儲能變流器等領(lǐng)域拓展； 風(fēng)電方面，傳統(tǒng)通信光纜企業(yè)的海底電纜產(chǎn)品作為海上風(fēng)電項目的重要構(gòu)成，產(chǎn)品需求有 望受到海上風(fēng)電市場增長的強力驅(qū)動。

3.3.1光伏行業(yè)迅速增長，市場空間巨大，國內(nèi)光伏逆變器市場迎來增長

2020 年 全球光伏新增裝機預(yù)計可達 130GW。在光伏發(fā)電成本持續(xù)下降、多國發(fā)布碳中和目標(biāo)以 及綠色復(fù)蘇的推動下，預(yù)計十四五期間（2021-2025）全球每年新增光伏裝機約 210-260GW。

截至 2021 年 4 月，已經(jīng)有 120 多個國家陸續(xù)宣布了碳中和目標(biāo)，大多數(shù)國家將實現(xiàn)碳中 和的目標(biāo)時點設(shè)在 2030-2050 年之間。到 2050 年在全球溫控<=2℃的條件下，若要實現(xiàn)全球 碳中目標(biāo)，光伏和風(fēng)能的裝機需求分別約為 8828Gw 和 6044Gw，儲能的裝機需求為 9000Gwh。

根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù)，2020 年中國新增光伏裝機 48.2GW，同比增長 60.1%。由于上半年受 疫情影響，2020 年光伏裝機主要集中在下半年，尤其是 12 月在搶裝潮的推動下光伏新增 裝機達 29.5GW，創(chuàng)單月歷史新高。為實現(xiàn) 2030 年中國非石化能源占一次能源消費 25% 的目標(biāo)，十四五期間我國年均新增光伏裝機或?qū)⒕S持在 70-90GW 的區(qū)間內(nèi)。

??

??

光伏逆變器是光伏系統(tǒng)中的重要組件，用于將直流電壓轉(zhuǎn)換為固定頻率的交流電壓。根據(jù) 智研咨詢數(shù)據(jù)，光伏逆變器成本占光伏系統(tǒng)成本的 11%。根據(jù)中國能源信息網(wǎng)數(shù)據(jù)， 2013-2020 年全球光伏逆變器出貨量 CAGR 達 24.9%，2020 年出貨量達 185GW，預(yù)計 2025 年出貨量將攀升至 327GW。

需求端，我國光伏新增裝機量連續(xù) 8 年居全球首位，內(nèi)需強勁。供給端，隨著 ABB、 Schneider 等大型電氣巨頭陸續(xù)退出光伏逆變器業(yè)務(wù)，中國企業(yè)憑借人力成本和全產(chǎn)業(yè)鏈 制造優(yōu)勢不斷擴大份額，2020 年國內(nèi)光伏逆變器產(chǎn)能占全球的 54.4%。供需雙重利好下， 我國光伏逆變器廠商營收顯著提升，2016-2020 年，Top10 光伏逆變器廠商營收 CAGR 達 33.2%。

??

??

3.3.2 儲能設(shè)備配套需求增加，通信機房電源提供商進入儲能變流器市場

可再生能源發(fā)電側(cè)面臨的行業(yè)難題一方面在于新增的發(fā)電站并網(wǎng)可能對電網(wǎng)電壓、輸電頻 率穩(wěn)定性帶來沖擊，另一方面“兩個細則”考核標(biāo)準(zhǔn)的出臺使得存量發(fā)電站一次調(diào)頻、響 應(yīng)功能等方面面臨的考核日益嚴苛。而發(fā)電側(cè)配置儲能設(shè)備可以幫助企業(yè)實現(xiàn)電能削峰填 谷，從而提高發(fā)電效率，還可以為電力系統(tǒng)運行提供調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓、備用、黑啟動等 輔助服務(wù)，保證電網(wǎng)穩(wěn)定運作。此外根據(jù)相關(guān)政策規(guī)定，可以適當(dāng)調(diào)低配置儲能設(shè)備的企 業(yè)在功率波動、功率預(yù)測精度、調(diào)頻等方面的考核難度。發(fā)電側(cè)對儲能設(shè)備需求增加導(dǎo)致 儲能市場重心發(fā)生轉(zhuǎn)移，中國儲能市場的重心已從 2018 年的電網(wǎng)側(cè)儲能、2019 年火電儲 能調(diào)頻，轉(zhuǎn)移至 2020 年的可再生能源并網(wǎng)儲能市場。

根據(jù) BNEF（彭博新能源財經(jīng)）的預(yù)測數(shù)據(jù)，2021 年中國儲能市場空間將達到 1.5-2GW， 2021-2025 年 CAGR 達 19.9%。儲能變流器（PCS）作為儲能系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分， 決定了輸電質(zhì)量、動態(tài)性能以及電池壽命，PCS 成本約占儲能系統(tǒng)建設(shè)成本的 10%-20% （BNEF 數(shù)據(jù)），其市場空間將伴隨儲能裝機量增加而提升。

??

??

3.3.3 海底光纜設(shè)備助力海上風(fēng)電新能源的使用

風(fēng)電的諸多形式中，海上風(fēng)電覆蓋面積廣、資源稟賦好、輸送成本低，發(fā)展?jié)摿薮?。?國在發(fā)展海上風(fēng)電上具備區(qū)域優(yōu)勢。從全球的海上風(fēng)向來看，我國的海域處于日本暖流風(fēng) 帶中，其空氣變化具有風(fēng)速大、規(guī)律性強以及主導(dǎo)風(fēng)向穩(wěn)定等特點。而且海風(fēng)風(fēng)速大、風(fēng) 功率密度高、風(fēng)速穩(wěn)定，可為大容量海上風(fēng)機的輸電提供穩(wěn)定生產(chǎn)的基礎(chǔ)，發(fā)電量是陸上 風(fēng)電場的 1.4 倍。雖然我國沿海風(fēng)能資源豐富，但由于海上風(fēng)電相比陸上風(fēng)電風(fēng)險系數(shù)大、 技術(shù)難度高、價格成本昂貴，政策仍是我國目前推動海上風(fēng)電發(fā)展的主要因素。

據(jù)全球風(fēng)能理事會（GWEC）數(shù)據(jù)，2020 年全球海上風(fēng)電累計裝機容量超 3500 萬千瓦， 相比 2019 年新增 600 萬千瓦，其中我國海上風(fēng)電新增裝機超過 300 萬千瓦。2020 年 和 2021 年為我國海上風(fēng)電搶裝潮，根據(jù)北極星電力網(wǎng)預(yù)測，“十四五”期間我國新增海上 風(fēng)電規(guī)模超 3200 萬千瓦，平均年新增海上風(fēng)電裝機 600 萬千瓦以上。

自上而下測算 2020 年國內(nèi)海上風(fēng)電市場規(guī)模約為 540 億元/年。江蘇以北地區(qū)海上風(fēng)電 建設(shè)成本約 17000 元/kW，福建及粵東地區(qū)海上風(fēng)電建設(shè)成本約為 19000 元/kW。因此， 2020 年國內(nèi)海上風(fēng)電建設(shè)成本我們?nèi)∑骄?18000 元/kW，2021 年與 2020 年同為搶 裝年，行業(yè)供不應(yīng)求，我們預(yù)計 2021 年海上風(fēng)電建設(shè)成本維持在 18000 元/kW，2022 年 開始通過技術(shù)發(fā)展，建設(shè)成本預(yù)計每年減少 5%。綜合評估，2020 年國內(nèi)海上風(fēng)電市場 規(guī)模約為 540 億元/年，2021 年達到峰值 1440 億元/年，2022 年到 2025 年市場規(guī)模 有所減小但仍保持在 800 億元/年以上。

??

??

海底電纜作為海上風(fēng)電項目的重要構(gòu)成，其需求受到海上風(fēng)電市場增長的強力驅(qū)動。據(jù)北 極星電力網(wǎng)估計，海纜費用約占海上風(fēng)電項目投資的 8%。因此，估計 2020 年國內(nèi)海底 電纜市場規(guī)模約為 43 億元/年，2021 年搶裝潮中海底電纜市場規(guī)模約為 115 億元/年， 2022 年到 2025 年間的市場規(guī)模在 70-80 億元/年之間。

自下而上測算海底電纜 2020年市場規(guī)模約為 34 億元/年，2021 年預(yù)計約為 90 億元/ 年。從成本估計，35kV 的海纜單公里費用在 70 萬到 150 萬元每公里，220kV 海纜單 公里費用在 400 萬元，35kV 海纜費用取均值為 110 萬元每公里。2020 年和 2021 年 搶裝年由于供需不平衡我們預(yù)計海纜費用保持不變，2022 年開始通過技術(shù)發(fā)展，預(yù)計建設(shè)成本每年減少 5%。35kV的海纜一般為集電線路，用于連接海上風(fēng)力機組并匯總到升 壓站，將電壓升高，然后通過高壓送出海纜（通常為 220kV ）傳輸?shù)桨渡霞刂行摹?/p>

目前我國已核準(zhǔn)的海上風(fēng)電多為近海項目，離岸距離小于 50 千米，裝機容量 20 萬千瓦~ 40 萬千瓦。遠海風(fēng)電近兩年也有顯著發(fā)展，例如江蘇大豐 H8-2 海上風(fēng)電場中心離岸距 離 72 千米，中廣核江蘇如東 H8 海上風(fēng)電場中心離岸距離 65 千米?？紤]離岸距離為直線距離，考慮海水深度及掩埋需求，同時有些項目（如江蘇啟東 H3# 海上風(fēng)電場項目） 要求兩根 220kV 送出海纜，我們?nèi)∵B接海上風(fēng)電升壓站到岸的 220kV 送出海纜的平均 長度為 50 千米。綜合估計我國 2020 年 220kV送出海纜市場規(guī)模為 20 億元/年。

根據(jù)中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專委會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至 2018 年年底，中國在役海上風(fēng) 電機組中，0.4 萬 kW（4MW）機組最多，占比達 52.8%。隨著技術(shù)革新，中國風(fēng)電市場 近期又陸續(xù)推出了 6.25MW，7.25MW、8MW 以及 10MW 等海上機組。通過每年海上風(fēng) 電新增裝機量和平均單機容量（取 0.4 萬 kW），我們可以算出每年新增風(fēng)電機組數(shù)量。 參照江蘇啟東 H3# 海上風(fēng)電場項目，工程計劃 50 臺單機，風(fēng)電場區(qū) 35kV 海纜 為 85.14 千米，平均單機集電海纜約 1.7 千米。因此，估計我國 2020 年 35kV 機組間 海纜規(guī)模為 14 億元/年。整體海底電纜 2020 年市場規(guī)模約為 34 億元/年，2021 年預(yù) 超過 90 億元/年。

綜合兩種測算路徑并取平均值，我們推算 2021 年國內(nèi)海底電纜市場規(guī)模約為 103 億元/年，之后可保持在約 60 億元/年以上。

??

??

四、風(fēng)險提示

1、市場競爭加劇的風(fēng)險。伴隨行業(yè)快速增長，行業(yè)內(nèi)部競爭加劇，外來新進入者增加，可能出現(xiàn)價格競爭、技術(shù)人員競爭等現(xiàn)象。

2、使用新設(shè)備新技術(shù)初期成本增加的風(fēng)險。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關(guān)信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫官網(wǎng)】。

「鏈接」