科技行业专题研究：信息技术与清洁能源加速融合的未来-华泰证券.pdf

免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 1 证券研究报告 科技 信息技术与清洁能源加速融合的未来 华泰研究 电子 增持 (维持) 通信 增持 (维持) 研究员 黄乐平，PhD SAC No. S0570521050001 SFC No. AUZ066 leping.huang@htsc.com +(852) 3658 6000 研究员 余熠 SAC No. S0570520090002 SFC No. BNC535 yuyi@htsc.com +(86) 755 8249 2388 研究员 陈旭东 SAC No. S0570521070004 SFC No. BPH392 chenxudong@htsc.com +(86) 21 2897 2228 联系人 王心怡 SAC No. S0570121070166 xinyi.wang@htsc.com +(86) 21 2897 2228 联系人 高名垚 SAC No. S0570121080027 gaomingyao@htsc.com +(86) 21 2897 2228 行业走势图 资料来源：Wind，华泰研究 2022年10月11日│中国内地 专题研究 “科技行业+能源转型”：展望信息技术与清洁能源加速融合的未来 我们认为此次能源转型进程中，信息技术和能源行业的结合将更加紧密。一 方面，能源转型将对科技行业增长路径和产业格局产生深远影响，2020年科 技行业占国内总用电量的7%，数据中心等新基建领域更是未来能耗增长的主 要来源，因此，科技企业在价值链控排上需要起到排头兵的作用，而碳中和 趋势也将引发长期产业格局及供应链变革。另一方面，技术进步是推动能源 转型的原动力，也是本轮能源迭代中的最大变量，功率半导体、电网数字化、 储能温控等科技细分领域分别作为“源-网-荷-储”端的关键技术将全面赋能 我国能源转型进程，为清洁能源的大规模普及和应用提供底层技术保障。 科技行业视角#1：能源转型引发科技行业格局及产业链变化 我们认为，能源转型将对科技行业的产业趋势及供应链格局产生深远影响。 IDC领域，新电价政策下 IDC在核心城市运营成本提升8.8%，叠加能耗指 标收紧，绿色化能力将成为行业关键竞争要素之一，在光伏发电/储能/节能 降耗等领域有所投入的企业未来有望拥有更高的利润率与竞争力。对于消费 电子制造业，苹果计划于 2030年实现全价值链碳中和，果链企业积极参与， ESG表现优于同业，在资本市场有望享有“绿色溢价”；同时，能源转型的 要求以及与品牌厂在此方面的紧密合作拔高了供应链进入门槛，转型不力的 企业或将出局，中长期来看，份额有望向能源转型领先的企业进一步集中。 科技行业视角#2：科技企业深度参与数字能源布局，迎新一轮发展机遇 能源转型进程中数字技术得到广泛应用：电力电子硬件与数字孪生、能源管 理平台等软件融合，为能源系统提供了“控制大脑”，发挥了效率和成本的 双重优势。ICT龙头华为目前已成为国内数字能源的领军企业，重点发展智 能光伏/站点能源/数据中心能源/能源管理云等领域。基于华为数字能源的布 局，我们认为科技行业参与能源数字化将迎来众多产业机遇：光伏储能的加 速应用带动上游材料/器件/电池封装等环节发展，ICT 能源基础设施的节能 趋势推动低功耗天线/模块化UPS电源/温控系统等产品需求快速增长。 清洁能源视角#3：功率半导体/被动元件助推发电侧能源转型 光伏、风电等清洁能源的加速应用是发电侧能源转型的关键，而逆变器和变 流器是“风光”发电并网的核心，依赖于功率半导体和被动元件等电子器件 的底层支撑，并且随着电子元器件在光伏组件应用的成熟化，风光发电系统 初始成本有望下降。我们看好IGBT 和被动元件在发电侧能源转型中的加速 应用，斯达、江海、顺络等有领先布局的国产厂商有望率先受益。经我们测 算，在清洁能源高景气推动下，2025年全球新能源用（包括新能源车/光伏 /风电/储能）功率半导体/薄膜电容/铝电解电容市场规模有望增长至 1036/108/52亿元(21-25年CAGR:37/33/29%)。 清洁能源视角#4：数字化转型保障新能源消纳能力提升 清洁能源的引入增大了发电侧电力输出曲线的波动性，电力电网系统面临供 需两侧无法匹配的问题，而数字化转型则是加强源网荷储衔接，提升清洁能 源消纳和存储能力的关键路径。在能源传输端，电网数字化升级提速，相关 投资持续向配电网侧倾斜，我们认为电网通信模块、虚拟电厂相关软硬件配 套领域有望迎来发展机遇。在能源存储端，热管理系统是保障储能安全的关 键一环，我们认为在目前的主流技术中，液冷方案更具发展优势，一方面， 从长生命周期角度看，液冷方案在经济性上更优，另一方面，液冷的安全性 更适用于大规模储能管理情景，未来液冷方案应用占比有望逐步提升。 风险提示：政策及监管变化风险；技术商业化进度不及预期风险。 (32) (21) (10) 1 12 Oct-21 Feb-22 Jun-22 Sep-22 (%) 电子 通信 沪深300 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 2 科技 正文目录 能源转型催化科技产业趋势变革 . 3 迫在眉睫的科技行业碳中和. 3 科技行业应当成为碳中和先行者，充分释放减排潜力 . 3 海外科技巨头净零目标超前，拥有系统化减排举措 . 4 能源转型产业链相关公司梳理 . 5 ICT：以华为为例，探讨科技行业如何参与能源数字化进程 . 6 清洁发电：储能+光伏大机遇，华为智能光储解决方案推动五大场景光伏应用 . 6 绿色ICT能源基础设施：实现站点和数据中心高效智能化 . 7 综合智慧能源：与合作方共建绿色建筑、园区和城市 . 8 能源管理云：构建开放平台和生态，推动能源数字化转型 9 数据中心：绿色化能力成为行业长期胜负手 . 9 政策导向：核心城市能耗指标收紧，绿色化限制行业供给 9 数据中心绿色化两大路径：提高可再生能源利用+降低能耗水平 11 关注能源转型、绿色化对数据中心长期格局的影响 . 13 消费电子制造：能源转型重构品牌供应链 . 16 品牌方推动：苹果推出清洁能源项目和能效提升项目督促供应商能源转型 17 供应商进展：果链厂商积极响应客户要求，大力开展能源转型 18 关注能源转型对供应链格局的中长期影响 . 21 科技发展赋能能源行业变革 23 源：电子器件是电力能源革命的基础支撑 . 23 功率半导体和被动元件是新能源发电系统的关键器件 . 23 发电侧能源转型助推新能源用电子器件加速应用 25 网：技术赋能电网数字化升级提速 27 荷：新型制冷技术方案助力数据中心降低能源消耗 29 储：储能温控乘风起，液冷方案有望迎来放量期 30 风险提示 32 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 3 科技 能源转型催化科技产业趋势变革 碳中和是新一轮产业变革主题，科技行业将引领绿色低碳浪潮。气候危机仍然是国际社会 关注的焦点问题，1.5℃的控温目标达成亟需更大力度的减排行动，否则人类将面临气候引 发的一连串黑天鹅事件；同时，在全球化面临十字路口的当下，推动气候问题解决也成为 了当今局势中为数不多的合作力量。我们认为，碳中和的根本变革为：高环境代价的低质 量发展模式向低环境影响的可持续发展模式转变。在这种转变当中，随着数字经济加速渗 透，科技行业自身能耗问题引人注目，在价值链控排上需要起到排头兵作用；与此同时， 科技行业无疑需要深度参与，以高端技术驱动助力社会低碳转型。 迫在眉睫的科技行业碳中和 科技行业应当成为碳中和先行者，充分释放减排潜力 随着数字经济快速渗透，科技行业碳排放压力加剧。据BCG统计，ICT行业碳排放约占全 球碳排放总量的 3~4%，若不采取减排措施，到 2040年ICT行业碳排占比将达 14%。根据 温室气体核算体系，企业排放包括自身排放（范围 1在非电网市场包括高铁、智慧城市、智能家居、智能路灯、能效管理、5G 基站电源管 理等。 1H21公司在在国网HPLC芯片采购中份额为2.93%，排名第8。 HPLC芯片 资料来源：各公司公告，华泰研究 0% 5% 10% 15% 20% 25% 0 100 200 300 400 500 600 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19 20 20 E 20 21 E 20 22 E 20 23 E 20 24 E 电网端电力信息化市场规模（亿元） 同比增速（右轴） 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 29 科技 荷：新型制冷技术方案助力数据中心降低能源消耗 设备配套技术迭代升级使得国内数据中心 PUE 值下降明显。2016 年以来，随着国内对数 据中心节能工作的不断重视和绿色数据中心建设持续推进，数据中心能效水平明显得到提 升，从 2016-2019年，PUE值大于2.0的数据中心占比从24.6%下降到2%，PUE小于1.5 的数据中心占比从 2.7%上升到了12.9%。截至2021年，我国数据中心平均 PUE水平下降 至 1.49，规模较小、能耗水平较低的数据中心正在加速出清。我们认为，随着峰谷电价、 尖峰电价等政策对数据中心成本端影响逐步加大，绿色化水平将成为数据中心产业的核心 竞争要素之一。 图表63： 2016-2018年国内数据中心能效水平变化情况 资料来源：国瑞沃德低碳经济技术中心《数据中心节能改造及实践案例》2021，华泰研究 升级热管理系统是降低数据中心能耗的关键之一。IDC能耗部分主要包括 IT 设备、制冷系 统、供配电系统等，而温控节能系统是降低 IDC 能耗的关键之一。根据《数据中心间接蒸 发冷却技术白皮书》中列举的某典型 IDC能耗构成，当 PUE为 1.92时，该数据中心的 IT 设备能耗占比为 52%；制冷系统的能耗占比为 38%，占据非IT 设备中的较高比例；当 PUE 为 1.3 时，该数据中心的制冷系统的能耗占比为下降到 18%。因此当 IDC考虑节能减排， 且无法升级 IT 设备时，制冷系统是首先需要考虑的因素，即实现制冷系统的节能是实现 IDC 节能的核心途径之一。 随着政策对 IDC能耗指标的持续趋严， IDC传统制冷系统如风冷空调、冷冻水自然冷等方 案因能耗较高问题面临转型。据工信部数据，采用间接蒸发冷却、液冷方案的 PUE值可分 别达1.13、1.08，而传统风冷解决方案 PUE值为1.55。 图表64： 数据中心不同PUE下能耗构成 图表65： 各类温控方案PUE对比 资料来源：《数据中心间接蒸发冷却技术白皮书》（2019 年）、华泰研究 资料来源：工信部、华泰研究 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% IT 设备 空调系统 电源 配电 照明 PUE=1.92 PUE=1.5 PUE=1.3 1.55 1.35 1.16 1.13 1.08 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 风 冷 解 决 方 案 冷 冻 水 自 然 冷 方 案 直 接 蒸 发 冷 却 方 案 间 接 蒸 发 冷 却 方 案 服 务 器 液 冷 PUE 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 30 科技 此外，IT 设备、供配电技术及绿色运维等环节同样存在一系列新型技术方案助力数据中心 完成绿色化转型。其中，IT 设备方面主要通过设备选型、电源智能化管理及“动态休眠” 等技术实现能耗降低；供配电系统方面，提高 UPS运行效率是提升能耗水平的关键。以一 个容量为 300KVA 的 UPS 为例，每度电按 0.9 元计算，UPS 效率每提高 1%，一年节 省的电费大 18921.6 元。 图表66： IDC机房配套设备升级降低PUE案例 名称 类别 技术原理 主要节能减排指标 应用实例 微型浸没液冷边缘 计算数据中心 系统集成 IT 设备完全浸没在注满冷却液的液冷机柜中，通过冷却 液直接散热，冷却液再通过小功率变频循环泵驱动，循 环到板式换热器与制冷系统进行冷量交换。 1.系统年均PUE最低可至 1.1； 2.单机柜 IT 可用空间 13-42 U， 可用IT 功率密度5-50 kW 某数据中心：选用直膨式制冷方案，年均 PUE=1.4，全年节电量8.76万kW·h 间接蒸发冷却技术 及机组 制冷系统 利用湿球温度低于干球温度的原理，实现风冷和蒸发冷 却相结合，从自然环境中获取冷量的目的。 年综合能效比可大于15 某数据中心：建设规模：占地 2000m2， 机柜数量48 个；节能量：28%。 水平送风 AHU 冷 却技术 制冷系统 通过改变空气流动方向，减少约 50%的气流转向，降 低空气流动阻力，减少了风机电能消耗。 与传统精密空调相比，可节电约 20% 某数据中心：约 600 台机架采用水平送 风AHU技术，PUE为1.21 整机柜服务器技术 IT 设备 模块化设计更有利于大规模数据中心交付和运维，所有 服务器节点、电源、风扇和管理模块等都可以单独进行 维护，无需停机。 散热效能提升 70%，整体系统能 效可提高约 10%-20% 某数据中心：采用 1200 台整机柜服务 器，可容纳约 4 万台服务器。估算约可 实现年节电量4663 万kW·h 高效不间断电源 （UPS） 供配电技术 去除电网中的高频干扰，将交流电转换为平滑直流电， 一路对蓄电池充电，另一路供给逆变器，供负载使用。 最高效率点 96.5% 某数据中心：整机效率高达 96%以上， 帮助实现年均 PUE1.25(最低可达1.13) 能耗监测及智能运 维管理系统 绿色运维 通过对数据中心基础设施动力环境及 IT 基础架构的全 面监控及分析，制定出最优策略对各系统进行实时控 制，实现数据中心能效最优。 1.提高测试效率 100%以上； 2.指导数据中心提高能效利用率 10%以上 某数据中心：应用该技术进行测量分析及 改造后，仅半年时间即节约电能约 19.31 万kW·h。 资料来源：国瑞沃德低碳经济技术中心《数据中心节能改造与实践案例》2021，华泰研究 储：储能温控乘风起，液冷方案有望迎来放量期 储能需求高速增长，热管理系统为保障储能安全的关键一环。长期来看，能源结构转型和 降本持续催生储能需求，储能是未来全球范围的高成长赛道。根据 BNEF 预测，基本场景 下（不考虑补贴支持政策），2025年全球储能市场累计装机量预计将达到 60GWh，未来五 年CAGR有望达到25%。储能市场规模持续扩大带动了产业链上下游相关需求，其中，热 管理系统作为保障储能安全的关键有望步入高增长阶段。目前储能热管理产业正在逐步形 成，我们认为，储能热管理对于系统的散热性、安全性及结构设计等方面均提出了更高的 要求，预计在风冷与液冷领域拥有丰富技术积淀的企业将具备先发优势。 图表67： 储能市场规模扩大带动热管理系统步入高增长阶段 资料来源：BNEF，Nelson 2012《Modeling thermal management of lithium-ion PNGV batteries》，徐晓明 2018《动力电池热管理技术》，华泰研究 北极星储能网统计数据显示，2011-2021十余年间，全球共发生 32起储能电站起火爆炸事 故，特别是韩国，在政策激励之下储能项目建设较快增长，但在安装施工、系统集成、运 行维护等方面产生重大安全隐患，自 2017 年来已经发生 24 起安全事故。同时，我们注意 到在上述 32起储能电站事故中，有 20起（62%）事故是发生在储能充放电环节。