2025年数据中心供电研究：气电与核电双驱动，破解供电瓶颈

2025年数据中心供电研究：气电与核电双驱动，破解供电瓶颈

随着云计算和人工智能技术的快速发展，全球数据中心的规模迅速扩大，对电力的需求也随之增加。数据中心的稳定供电成为了行业发展的关键问题。本文将深入探讨气电和核电在数据中心供电中的重要作用，分析其市场现状、未来趋势及发展前景。

数据中心供电现状与需求

近年来，云计算、人工智能等技术的迅猛发展带动了全球数据中心规模的迅速扩大。根据测算，到2035年，全球数据中心的耗电量将在谨慎、中性和乐观情形下分别达到1544.38TWh、2321.05TWh和3911.11TWh，相比2023年的414TWh，年均复合增长率（CAGR）分别为11.60%、15.45%和20.58%。这一增长趋势表明，数据中心对电力的需求将持续增加。

数据中心的“大型化”趋势愈发明显，功耗超过100MW的数据中心已变得常见。这种规模的扩展对电网供电带来了巨大的压力，尤其是在数据中心聚集的地区。因此，自备电力成为数据中心供电的主流选择。数据中心的“清洁化”趋势也在推动更多自备清洁电力，以减少对电网中混合电力的依赖。

稳定电力是数据中心供电的基石。通过模拟验证，单靠光伏发电难以满足数据中心的供电需求，即使配备的光伏电站额定功率达到数据中心功耗的4倍，也会因储能规模不足而不得不在夜间从电网购电。配备一定规模的稳定电力后，数据中心可迅速摆脱对电网的依赖，这是单独依靠光伏和常规储能难以实现的。气电和核电因其发电稳定、选址灵活的特性，成为数据中心供电的首选。

气电在数据中心供电中的应用

气电在数据中心供电领域的最大优势在于建设周期短和供电稳定。近年来，美国新投产的大功率气电站大多可在3年内投产，供电问题在部分市场已成为迫在眉睫的问题。虽然气电的碳排放较高，但通过碳捕获、利用及储存（CCUS）技术，可以有效减少气电的碳排放。

未来新数据中心签订电力购买协议（PPA）的比例将达到较高水平，同时PPA中气电的比例也有望提高。根据中性假设，到2035年，全球数据中心对气电的需求将达到812.94TWh，占2023年气电总发电量的12.43%；对天然气的需求将达到5.59亿立方米/天，占2023年天然气总需求的4.88%。若为数据中心建设的气电站均为基荷电站，以65%的容量因子计算，对气电新装机规模的需求将达到15.74GW，占2023年气电新装机规模的27.96%。

气电在数据中心供电中的应用示意图

气电+CCUS是满足数据中心清洁化需求的重要手段。CCUS技术可以将二氧化碳分离并捕获，永久储存在地下或用作生产某些产品的原料。目前，全球有多个CCUS项目正在建设中，预计2026-2030年间将有较多项目投产。政策方面，美国、欧盟等地区普遍支持CCUS的发展，通过税收抵免、资金支持等方式推动气电+CCUS技术的应用。

气电产业链主要包括天然气生产和气电建设，燃气轮机是电站的核心设备。CCUS产业链包括二氧化碳的捕集、输送、利用与封存，涉及多个环节和技术。

核电在数据中心供电中的应用

核电是已大规模应用的稳定清洁电力，随着数据中心“清洁化”趋势的延续，核电作为为数不多的清洁稳定供电方案将越发受到重视。核电的优势在于清洁、选址灵活，劣势包括成本较高、政策及公众接受度风险。核电作为已大规模使用的清洁稳定电力，目前没有其更成熟的替代方案。

核电支持数据中心有两种模式，分别是重启已停运的核电站和建设新核电站。近年来，海外数据中心公司公布了较多与核电的合作协议，合作模式聚焦于小型模块化反应堆（SMR）建设。目前全球仅少量SMR已投产，大多还处于在建或规划阶段，预计2030年后可看到更大规模的商业化。

SMR是一种先进核能技术，其设计减少了对复杂和可能故障的主动系统的依赖，使用更简单和可靠的被动系统来确保安全。SMR的紧凑架构实现了制造的模块化，提高了施工质量和效率。SMR的建设周期较短，成本较低，选址灵活，适合偏远地区。

投资建设SMR的风险小于常规核电。SMR的建设周期普遍在3.5年左右，单个反应堆的成本较低，减少了建设中面临的延误和成本超支风险。政策方面，欧盟和美国均出台了一系列政策支持SMR的发展，从技术研究、项目融资、项目审批、供应链构建等方面提供支持。

核电产业链相较于气电更复杂，主要流程包括铀矿开采及加工、核电站建设和乏燃料处理。SMR通常需要使用高丰度低浓缩铀（HALEU），从而在单位体积上获得更大功率。目前，只有少数国家具有大规模的HALEU浓缩设施。

以上就是关于数据中心供电研究的分析。随着云计算和人工智能技术的发展，数据中心对稳定清洁电力的需求将持续增加。气电和核电因其发电稳定、选址灵活的特性，成为数据中心供电的首选。未来，气电+CCUS和SMR技术的发展将进一步推动数据中心供电的清洁化和稳定化。通过合理规划和技术创新，数据中心供电瓶颈问题将得到有效解决，为行业的可持续发展提供坚实保障。