算力盡頭是電力,這一觀點在生成式人工智慧大爆發的時代背景下愈發凸顯。隨著人工智慧大模型的快速發展和產業化應用的不斷提速,對算力的需求急劇增加,而算力的背後則是電力這一基礎能源的強力支撐。
不僅僅是算力領域,根據國際能源署(IEA)的資料,全球電力需求也在承諾目標情景下以每年2.7%的速度持續增長,預計從2021年的略低於25萬億千瓦時躍升至2050年的近54萬億千瓦時。
在這一電力需求大幅增長的背景下,電網的擴建和加固成為必然,而變壓器作為電網系統中不可或缺的關鍵裝置,也迎來了行業的高景氣時刻,成為了支撐電力供應和滿足各類用電需求必不可少的關鍵要素。
變壓器變成"賣方市場"
AI技術的飛速發展,尤其是深度學習演算法的廣泛應用,正以前所未有的速度推動著資料中心算力需求的指數級增長。以GPT-4為例,其訓練模型引數規模龐大,高達數萬億個,這背後是海量計算資源的支撐。為了滿足這一龐大的算力需求,資料中心內的伺服器數量急劇增加,從早期的幾百臺、幾千臺迅速擴充套件至如今超大規模資料中心的數十萬臺。
這些伺服器叢集晝夜不停地執行,進行著複雜的資料儲存、處理與分析工作,導致資料中心的能耗也隨之水漲船高。據統計,全球超大型資料中心的平均電源使用效率(PUE)在1.5至2.0之間,意味著每消耗1度電用於計算,還需額外0.5至1.0度電用於散熱等輔助系統。
國內某頭部網際網路企業的大型資料中心,其年耗電量更是高達數億千瓦時,相當於一座中等城市的居民年用電量總和,用電需求之驚人可見一斑。
在資料中心的複雜電力架構中,變壓器扮演著"電力樞紐"的關鍵角色。它負責將電網輸入的高壓電轉換為適配資料中心內部各類裝置的中低壓電。伺服器、儲存裝置等核心IT負載需要穩定的低壓直流電源,而變壓器透過精確的變壓、整流等環節,確保電能質量滿足這些裝置的執行要求。
同時,空調製冷系統、照明系統等輔助設施也依賴變壓器提供合適電壓等級的交流電。從資料中心的層級架構來看,園區總變電站內的大容量主變壓器負責引入市電並降壓,為整個資料中心園區供電;樓棟配電室的變壓器則進一步細化分配,將電力精準輸送至各機房樓層;而機房內的小型變壓器或電源模組則貼近伺服器,為其提供最後的"定製化"電力保障。
隨著AI資料中心等新興領域需求的爆發,變壓器市場正面臨著前所未有的挑戰。全球最大的變壓器生產商日立能源曾發出警示,整個行業正不堪重負。長期以來,變壓器市場供過於求,交付週期通常在6至8個月。但如今,想要購買關鍵電力基礎設施的公共事業公司,若未提前預訂,可能需苦等三到四年。
這一局面的出現,主要是由於變壓器製造工藝複雜,涉及多道精細工序,對技術、裝置與人力要求頗高。
同時,關鍵原材料的供應受上游產業擴產週期制約,短期內難以迅速提升產能。行業過往投資不足,新增產能建設緩慢,面對驟增的需求,製造商們雖竭力追趕,但短期內仍難以填補巨大缺口。
據諮詢公司Rystad Energy估算,自2019年起,變壓器價格已上揚40%,供應緊張態勢至少將延續至2026年底。這不僅大幅增加了資料中心的建設成本,還導致部分公用事業專案無奈推遲,現有電網基礎設施不得不超期"服役",給電力供應穩定性埋下了隱患。
國內廠商或將受益?
自1980年代以來,全球變壓器市場的集中度持續增強,眾多變壓器製造商已發展成為大型的跨國企業。由於變壓器需求持續增長,這些企業一直保持著高產能利用率和高利潤率的狀態。然而,變壓器擴產需要鉅額資金投入,且投資回報週期較長,通常需要數年才能實現盈虧平衡,因此海外變壓器製造商的擴產意願並不強烈。近年來,海外主要變壓器製造商的資本開支呈現出下降趨勢。
與此同時,全球數字化程序不斷加快,新興市場國家在數字基礎設施建設方面正迎頭趕上。以東南亞地區為例,印度尼西亞、馬來西亞等國家正大力投資資料中心建設,旨在打造區域性的數字樞紐,當地對變壓器的需求即將迎來爆發式增長。非洲大陸的數字經濟也初露鋒芒,奈及利亞、肯亞等國家正積極推進4G、5G網路建設,電網升級所配套的變壓器需求潛力巨大,為全球變壓器企業提供了新的發展機遇。
在海外變壓器供需出現錯配的情況下,我國變壓器等電力裝置的出口迎來了良好機遇。目前國內廠商主要佈局在海外一帶一路國家以及歐洲、美國等發達經濟體市場。未來,國內廠商有望憑藉產品價效比高、產能充足、響應速度快等優勢,進一步拓展海外市場,擴大海外業務規模。
我國變壓器出口規模呈現出快速增長的態勢,其中油浸式變壓器的出口表現尤為突出。據海關總署資料顯示,2023年中國乾式變壓器出口金額為23.6億美元,同比下降14.8%,且出口以小型(1kVA以下)為主。而同年,我國油浸式變壓器出口金額達到29.4億美元,同比增長78.0%。其中,小型(≤650kVA)、中型(650kVA-10MVA)、大型(>10MVA)油浸式變壓器的出口金額分別為3.8億、7.7億和17.9億美元,同比增長率分別達到96.6%、94.5%和68.4%。未來,隨著海外變壓器供需錯配的持續,我國變壓器出口規模有望繼續保持增長態勢。
在變壓器行業中,金盤科技作為乾式變壓器的領軍企業,深耕美國市場多年,擁有領先的渠道佈局和產品認證優勢。華明裝備作為變壓器分接開關的龍頭企業,正積極發力海外業務,爭奪全球市場份額。思源電氣作為民營電力裝置的領軍企業,產品覆蓋一、二次裝置,佈局全面,2023年海外變壓器訂單增幅較大。伊戈爾的新能源產品市場需求旺盛,其海外生產基地為產品出海提供了有力支援。