算力即权力：中美电力产业链格局深度比较与投资策略报告

执行摘要

能源——AI 时代的各种货币

在人工智能（AI）重塑全球经济版图的当下，算力已成为新的生产力核心，被称为“21 世纪的石油”。然而，这一数字化的大厦完全建立在物理世界的基石之上——电力。正如算力是训练和运行大模型的燃料，电力则是生产这种燃料的原材料。

本报告基于“算力即权力，电力即算力之母”的核心逻辑，对中美两国的电力产业链进行了详尽的比较研究。我们的研究发现，中美两国在应对 AI 带来的电力需求激增时，采取了截然不同的战略路径：美国依赖市场机制、存量优化和技术创新（如核电重启、电网增强技术），面临的主要瓶颈是电网互连和变压器供应链；中国则利用举国体制、超前基建和空间布局优化（“东数西算”），面临的主要挑战是能源产地与消费中心的距离以及芯片能效比的劣势。

本报告将从发电结构、输配电网、算力用电模式、电力成本及企业财务表现等维度，为您提供一份全景式的投资指南。

第一章宏观格局：中美电力系统的顶层设计差异

1.1 能源转型的双重叙事

中美两国是全球最大的两个电力生产国和消费国，两国的发电量合计占全球的一半。然而，两国的电力系统正处于不同的发展阶段，服务于不同的战略目标。

1.1.1 中国：以“制造”为核心的超前供给

中国的电力系统本质上是为工业生产服务的。2023 年，工业用电占中国最终能源消费的近 60%，而美国这一比例主要流向了商业和居民消费（超过 70%）。这种结构性差异决定了中国电网具有极强的“刚性”和负荷消纳能力，是典型的“生产型电网”。

在产能规划上，中国表现出惊人的扩张速度。2024 年，中国新增了 360 吉瓦（GW）的风能和太阳能装机容量，占当年全球新增总量的一半以上，不仅超越了全球平均水平，更是令美国望尘莫及。这种大规模的清洁能源部署，不仅是为了脱碳（“双碳”目标），更是为了能源安全和支撑庞大的制造业及未来的算力基础设施。中国正在通过“过度建设”可再生能源来对冲化石能源的进口依赖风险。

1.1.2 美国：以“消费”为核心的市场博弈

美国的电力系统则更侧重于满足生活方式和商业需求，尤其是空调、数据中心和电动汽车的普及。美国电网在设计上更强调市场效率和投资回报，而非冗余度。因此，当 AI 数据中心这种“吞电巨兽”突然出现时，美国电网的脆弱性暴露无遗。

美国的发电结构正处于剧烈转型期。2024 年，美国 42% 的电力来自清洁能源，但天然气依然占据 43% 的主导地位，是所有 G7 国家中对天然气依赖度最高的。与中国不同，美国的电力市场高度碎片化，由多个独立系统运营商（ISO）和区域输电组织（RTO）分割治理，这导致了跨区域输电规划的极度困难。

1.2 2030 年愿景与产能规划对比

维度	中国 (China)	美国 (US)	核心差异分析
主要增量来源	太阳能、风能、核能	太阳能、电池储能、天然气	中国侧重全产业链制造优势；美国侧重资源禀赋与灵活性。
煤电态度	“保底”与调峰：2024 年仍批准 67GW 新增煤电	加速退役与替代：虽有放缓，但长期趋势不可逆。	中国将煤电视为安全垫；美国将其视为负资产。
核能战略	激进扩张：在建 30GW，目标超越法国和美国	存量复兴：重启三里岛等旧堆，探索 SMR（小型堆）	中国核能是增量逻辑；美国核能是存量挖掘逻辑。
储能配套	强制配储：2024 年新增储能 74GW，同比增长 130%	市场驱动：加州和德州由套利机会驱动储能增长。	中国通过行政命令解决消纳；美国通过价格信号解决。

投资洞察： 中国的电力基础设施建设具有极强的正外部性，国家能源集团、华能等央企承担了大量基建任务，其财务回报可能受限于政策导向；而美国的 NextEra、Vistra 等公司则能通过市场机制（如容量市场、PPA 溢价）捕捉供需失衡带来的超额利润。

第二章发电侧：清洁能源与基荷电源的博弈

AI 算力的一大特征是需要 24/7 不间断的稳定电力（基荷电力），这与风光等间歇性可再生能源存在天然矛盾。中美两国在解决这一矛盾上采取了截然不同的技术路线。

2.1 可再生能源：中国的绝对统治力与美国的追赶

2.1.1 中国的“新三样”驱动

2024 年，中国的风能和太阳能发电量占比达到创纪录的 18%，首次超过美国。更重要的是，中国通过控制上游制造链（光伏组件、风机、电池），将能源转型转化为经济增长引擎。2024 年，清洁能源为中国 GDP 贡献了创纪录的 10%，投资额达到 6.8 万亿元人民币，与全球化石燃料总投资相当。对于 SPIC（国家电投）、华能等巨头而言，这意味着庞大的资本开支（CapEx）。例如，SPIC 的清洁能源装机占比已达 73.16%，并在 2024 年继续大规模投资风电集群和光伏项目。

2.1.2 美国的《通胀削减法案》（IRA）效应

美国的 Renewable 增长主要由税收抵免（ITC/PTC）驱动。NextEra Energy 作为全球最大的可再生能源开发商，其 backlog（储备项目）接近 30GW。然而，供应链瓶颈（特别是变压器和高压断路器）限制了项目的落地速度。

深度分析： 美国的太阳能 PPA（购电协议）价格在 2024 年至 2025 年间持续上涨（同比上涨 10.4%），主要受制于关税（针对中国光伏产品）和融资成本。相比之下，中国的光伏组件价格因产能过剩跌至历史低点，这使得中国的绿电成本具有长期下降空间。

2.2 核能：AI 数据中心的终极解决方案？

2.2.1 美国的“科技+核能”联姻

由于电网互连积压严重，美国科技巨头开始寻求“表后”（Behind-the-Meter）的核能解决方案。

亚马逊 (AWS) & Talen Energy: 亚马逊以 6.5 亿美元收购了 Talen 位于宾夕法尼亚州 Susquehanna 核电站旁的数据中心园区，并签署了 960MW 的直接购电协议。这种模式绕过了电网拥堵，获得了稳定的无碳电力。
微软 & Constellation: 微软签署了一项为期 20 年的 PPA，旨在重启三里岛核电站 1 号机组，这是美国历史上首次为单一客户重启核反应堆。
Google & Kairos Power: 谷歌订购了 6-7 个小型模块化反应堆（SMR），计划 2030 年交付。

投资逻辑： 美国的核电运营商（如 Constellation Energy, Vistra, Talen）正在从传统的公用事业股重估为“AI 基础设施股”，其估值逻辑从低增长的防御性资产转变为拥有稀缺资源（稳定清洁电力）的成长型资产。

2.2.2 中国的 SMR 战略布局

中国在 SMR 技术商业化方面走在世界前列。“玲龙一号”等项目不仅服务于电力，还被规划用于工业供热和海水淡化。与美国不同，中国的核电建设由中核集团、中广核等央企主导，虽然不像美国那样出现科技巨头直接买断核电站的案例，但通过“东数西算”的枢纽布局，西部未来的核电增量将直接服务于算力集群。

2.3 煤电与气电：转型的阵痛与安全垫

美国： 天然气发电是目前的调峰主力，但受到环保法规和燃料价格波动的制约。Dominion Energy 等公司在弗吉尼亚州（全球数据中心之都）不得不依赖燃气轮机来应对数据中心的激增需求，这导致了碳排放目标的压力。

中国： 煤电依然是压舱石。2024 年中国煤电发电量占比仍高达 58%。虽然新增装机放缓，但现有的庞大煤电装机为高比例新能源接入提供了必要的转动惯量和调峰能力。对于数据中心而言，这意味着中国电网的“可靠性”下限很高，但“绿色”属性需要通过绿证交易（REC）来弥补。

第三章输电网：连接算力与电力的血管

如果说发电机是心脏，那么输电网就是血管。在中美电力产业链的对比中，输电网的差异最为显著，也是决定未来 AI 算力分布格局的关键变量。

3.1 美国的电网危机：碎片化与老化

3.1.1 互连排队（Interconnection Queue）的噩梦

美国电网正面临严重的拥堵。截至 2024 年，排队等待并网的项目总容量达到数千 GW，平均等待时间长达 5 年。这直接阻碍了 NextEra 等开发商的新能源项目落地。

原因： 规划分散（各州为政）、选址许可（Permitting）复杂、NIMBY（邻避效应）严重。

后果： 数据中心无法在负荷中心（如北弗吉尼亚）获得足够的电力连接，不得不向俄亥俄、印第安纳等二线市场溢出。

3.1.2 变压器短缺：硬约束

美国正经历严重的配电和电力变压器短缺，交货期从 50 周延长至 3 年，价格飙升。

供应链脱钩： 美国对中国变压器及取向硅钢（GOES）加征关税（25%-34%），而本土产能不足以填补缺口。

受益股： 这一短缺直接利好 Eaton (ETN)、Hubbell (HUBB) 和 WEG 等非中国供应链的设备制造商。Eaton 的积压订单（Backlog）同比增长 18%，主要受数据中心驱动。

3.1.3 输电投资不足

美国缺乏跨区域的高压输电通道。尽管 Quanta Services (PWR) 等承包商受益于电网现代化支出，但长距离输电项目（如 SunZia）的推进极其缓慢。

3.2 中国的电网奇迹：特高压（UHV）与统一规划

3.2.1 特高压：能源的高速公路

中国拥有全球独一无二的特高压输电网络。2024 年，中国已建成 42 条特高压线路，输电能力超过 300GW，线路长度约 2.5 万英里。

战略意义： 特高压技术允许中国将西部（新疆、内蒙古、四川）丰富的风光水能源，低损耗地输送到 2000 公里外的东部负荷中心。

AI 时代的变奏： 随着“东数西算”的推进，特高压不仅是“西电东送”，更是支撑西部数据中心集群（如贵州、甘肃）的关键基础设施，实现了“电力”与“算力”的双向优化。

3.2.2 国家电网的统筹能力

相比美国 ISO 的松散协调，中国国家电网（State Grid）具有绝对的统筹规划能力。这意味着当国家决定建设某个算力枢纽时，配套的 500kV 或特高压线路可以同步甚至超前建设，极大地减少了“等待电力”的时间成本。

对比总结表：中美电网基础设施指标	中国 (China)	美国 (US)	投资含义
管理体制	集中统一（国网/南网）	分散割据（PJM, MISO, CAISO 等）	中国效率高；美国套利机会多。
长距离输电	领先全球的 UHV 技术	极度匮乏，项目推进困难	中国利好特高压设备商（特变电工等）；美国利好EPC承包商（Quanta）。
变压器供应	产能充足，全球出口	严重短缺，依赖进口	美国本土设备商（Eaton, Hubbell）拥有定价权。
并网等待期	相对较短（6-12个月）	极长（3-5年）	影响美国新能源开发商的 IRR（内部收益率）。

第四章用电侧：算力中心的地理重构与电力博弈

4.1 美国：超大规模数据中心的“圈地运动”

美国的数据中心电力需求预计到 2030 年将增长 165% 至 175%，达到 425 TWh。这一增长主要由 hyperscalers（超大规模云服务商：Amazon, Microsoft, Google, Meta）驱动。

北弗吉尼亚困境： 作为全球数据中心密度最高的地区，北弗吉尼亚（Dominion Energy 服务区）面临严峻的输电瓶颈。2022 年 7 月，一次微小的线路故障导致 1.5GW 的负荷瞬间脱网，险些引发区域电网崩溃。这迫使 Dominion 暂停新接入申请，导致项目延期数年。

价格传导： 为了满足数据中心需求，Dominion 正在大量建设昂贵的输电线路和备用燃气电厂，这些成本最终被传导给所有纳税人，导致弗吉尼亚州电费上涨。

备用电源市场： 由于电网不可靠，数据中心大量配备柴油发电机作为备用。这直接利好 Generac (GNRC) 和 Caterpillar (CAT)。Generac 预计数据中心备电市场规模达 120 亿美元。

4.2 中国：“东数西算”与国产芯片的能耗挑战

中国的算力用电逻辑与美国完全不同，是一场国家级的空间规划。

4.2.1 空间置换：东数西算

中国政府明确要求新建大型数据中心向西部（贵州、内蒙古、甘肃、宁夏）转移，利用当地廉价的绿电。目标是到 2025 年，国家枢纽节点数据中心集群 PUE（电源使用效率）降至 1.25 以下。

优势： 极低的电力成本（内蒙古工业电价远低于东部和美国平均水平），且可再生能源占比高。

挑战： 网络延迟（Latency）。虽然西部适合处理冷数据和模型训练（Training），但对于对延迟敏感的推理（Inference）任务，仍需东部边缘计算支持。

4.2.2 芯片能效的短板与政策补偿

这是一个极具洞察力的二阶效应：由于美国对先进 AI 芯片（如 Nvidia H100）的出口管制，中国科技公司转向使用国产芯片（如华为 Ascend 系列）。然而，国产芯片目前的能效比（Power Efficiency）低于 Nvidia 产品，产生同样的算力需要消耗多出 30%-50% 的电力。

政策对冲： 为了弥补这一劣势，中国地方政府（如甘肃、贵州）出台政策，对使用国产 AI 芯片的数据中心提供高达 50% 的电费补贴。

结论： 中国正在用廉价的电力来置换芯片技术的差距。这是一场用“能源数量”换取“计算质量”的战略博弈。

第五章电力成本与经济性分析

对于 AI 产业，电力成本（OPEX）将逐渐超过硬件成本（CAPEX）。

5.1 工业电价对比

美国： 电价波动大，且呈上升趋势。

全美平均： 商业电价约 14.06 美分/kWh，工业电价更低，但在加州等地区极高。
区域差异： 爱达荷州（水利丰富）低至 9.5 美分，而加州高达 27 美分以上。
趋势： 由于电网现代化投资和通胀，电价在过去几年显著上涨（+7.4%）。

中国： 电价受控，西部具有绝对优势。

结构： 虽然中国整体工业电价并不比美国低很多（部分沿海地区甚至更高），但在西部算力枢纽，通过“直供电”和补贴，电价极具竞争力。
内蒙古/贵州： 实际结算电价可低至 0.3-0.4 元人民币/kWh（约 4-5.5 美分/kWh），这几乎是美国平均水平的一半甚至三分之一。

5.2 PPA（购电协议）市场趋势

美国 PPA： 价格持续上涨。太阳能 PPA 价格在 2024 年 Q3 同比上涨 10.4%，均价约 $56.58/MWh。风电 PPA 均价约$ 65.63/MWh，同比上涨 14.1%。

原因： 资本成本高、互连稀缺、关税壁垒。

中国 PPA（绿电交易）： 量增价稳。随着绿电市场化交易的放开，中国企业（如阿里巴巴、腾讯）开始大规模采购绿电。由于风光装机过剩，绿电溢价在部分省份正在收窄，甚至出现“负电价”现象，这对用能企业是利好，但对发电企业（如龙源电力）的利润率构成压力。

投资洞察： 在美国，拥有存量低成本电源（特别是核电）的企业掌握了定价权，可以享受巨大的溢价（如 Talen Energy）。在中国，电力更像是一种公共基础设施，价格被压低以支持下游 AI 产业发展。

第六章产业链重点企业财务与竞争格局

6.1 美国：高盈利、高估值、市场化

6.1.1 公用事业巨头

NextEra Energy (NEE): 全球市值最高的公用事业公司（约 1680 亿美元）。
- 亮点： 拥有庞大的可再生能源资产和储能管线。FPL（佛罗里达电力）业务稳健。
- 财务： 2024 年 Q3 净利润 12.9 亿美元，EPS 增长强劲。维持每年 6-8% 的 EPS 增长指引。
- 逻辑： 受益于数据中心对绿电的渴望，虽然面临高利率压力，但龙头地位稳固。
Dominion Energy (D): 位于数据中心风暴眼（弗吉尼亚）。
- 挑战： 必须巨资升级电网，资本开支压力大。
- 机遇： 负荷增长确定性最高，监管允许其将成本转嫁。

6.1.2 独立发电商 (IPP) 与核电

Constellation Energy (CEG) & Vistra (VST):

逻辑： 它们拥有不受管制的核电资产，可以直接卖给微软/亚马逊。这是目前美股最纯粹的“AI 电力”标的。

表现： 股价表现远超大盘，享受 AI 溢价。

6.1.3 电网设备与服务

Eaton (ETN):
- 业务： 变压器、配电设备。
- 财务： 2025 年 Q1 EPS 创新高，Backlog 增长 18%。数据中心业务是核心驱动力。
- 护城河： 北美变压器短缺赋予其极强的定价权。
Quanta Services (PWR):
- 业务： 电网建设承包商（EPC）。
- 财务： 2024 年营收 236 亿美元，Backlog 创纪录。
- 受益于： 电网现代化和地下化工程。

6.2 中国：大规模、低估值、政策导向

中国电力企业多为央企，营收规模巨大，但净利率和估值通常低于美国同行。

6.2.1 五大发电集团

国家能源集团 (CHN Energy): 全球最大的煤炭和风电公司。
- 规模： 2024 年营收超过 1120 亿美元（世界 500 强排名第 25）。新能源装机占比突破 40%。
- 财务： 利润受煤价波动影响大，但风电板块（龙源电力）贡献稳定现金流。
华能国际 (Huaneng):
- 转型： 致力于将低碳装机提升至 50% 以上。
- 财务： 2024 年上半年净利润 77.7 亿元，同比增长近 20%，主要得益于煤价下跌和新能源贡献。

财务特征： 普遍高负债（基建属性），依靠国家信用融资。从投资角度看，更适合作为高股息（Dividend Yield）资产，而非成长股。

6.2.2 绿电运营商

大唐新能源 & 龙源电力： 专注于风光运营。

风险： 绿电补贴退坡、平价上网以及弃风弃光率上升带来的收益率下降。

第七章投资策略与总结

7.1 中美电力产业链投资逻辑矩阵

环节	美国投资逻辑	中国投资逻辑	推荐关注领域
发电	稀缺性定价：拥抱核电 IPP 和拥有大量储备项目的绿电龙头。	规模效应：关注转型坚决、高分红的传统火电龙头及海上风电运营商。	US: CEG, VST, NEE CN: 华能国际, 长江电力
输配电	供应链瓶颈：变压器、开关柜制造商拥有最强定价权。	技术输出：特高压设备制造商、智能电网解决方案。	US: ETN, HUBB, PWR CN: 国电南瑞, 特变电工
用电 (AI)	直接购电 (Direct PPA)：关注能搞定“表后”供电的解决方案商。	政策套利：关注位于西部枢纽、享受电价补贴的算力园区运营商。	US: VRT (Vertiv - 冷却/电源) CN: 数据港, 润泽科技
风险	监管阻力（FERC/州政府）、通胀导致项目取消、供应链断裂。	市场化电价改革不及预期、新能源消纳困难、产能过剩。	-

7.2 深度洞察：算力权力的地理转移

短期（1-3 年）：美国占优，但成本高昂。 凭借灵活的市场机制和科技巨头的财力，美国能通过“钞能力”重启核电、抢购变压器，快速满足 AI 爆发初期的需求。Eaton、Vertiv、Constellation 等公司将享受业绩爆发。

长期（5-10 年）：中国基础设施红利释放。 当单点突破（重启核电）的潜力耗尽，AI 算力竞争将回归到系统层面的成本和规模竞争。中国统一规划的特高压网络、海量的西部绿电以及“东数西算”的空间布局，将形成极低的边际算力成本。届时，如果国产芯片能缩小能效差距，中国的“算力-电力”综合成本优势将转化为巨大的产业竞争力。

灰犀牛风险：

美国： 电网崩溃。如果变压器短缺无法缓解，叠加极端天气，美国脆弱的电网可能在 AI 高负荷冲击下发生大规模停电。
中国： 算力孤岛。如果芯片制裁加剧，空有廉价电力而无先进 GPU，西部的算力中心可能面临“有电无算”的窘境。

7.3 结语

在 AI 时代，投资电力就是投资算力的看涨期权。在美国，请关注那些能解决“瓶颈”的公司（变压器、核电、电网服务），因为瓶颈处利润最高。在中国，请关注顺应“政策”的公司（特高压、绿色算力枢纽），因为顺风处体量最大。

电力产业链不再是枯燥的公用事业，它是决定中美 AI 霸权归属的物理战场。

免责声明： 本报告基于公开数据撰写，不构成具体的买卖建议。投资有风险，入市需谨慎。

来源：https://vestlab.beikee.org/