美国电力市场分析报告

目录

一、美国新一轮电力需求上行，AI 用电特性加大负荷波动....... 5

（一） 十余年增长停滞，需求拐点初见端倪..... 5

（二） 电力需求端的新变化：负荷规模提升&波动性增大&地区间差异明显. 7

二、供给端现状：风光为主的新增电源顶峰出力能力不足，电网投资滞后限制新机组接入.... 16

三、美国电力体系概况：市场化+传统管制并存，区域性差异显著..... 23

四、供需缺口的解决方案：环保要求或短期放松，储能、SOFC 补位....... 31

五、投资建议....... 36

六、风险提示....... 38

图目录

图1、1990-2024 年美国终端用电量情况...... 5

图2、1950 年至今美国电力负荷增长情况.... 5

图3、1990-2024 年美国分类型用电量（亿千瓦时） ....... 6

图4、1990-2024 年美国分类型用电结构...... 6

图5、2021-2026E 分用户类型电力消费量变化情况（以2021 年为基准）（亿千瓦时）...... 7

图6、美国制造业在建厂房金额.... 7

图7、不同场景训练推理的算力需求..... 8

图8、Meta AI 模型训练所需处理器数量及能耗不断提升...... 8

图9、2026-2027 年预计将投运的GW 级别数据中心示意图.... 9

图10、美国能源部统计部分机构至2030 年美国数据中心增量预期（GW） 9

图11、美国电力公用公司对于2025-2030 年负荷增长预期（GW）...... 10

图12、英伟达H100 芯片训练功耗情况...... 12

图13、数据中心负荷波动情况.... 12

图14、英伟达在其新一代架构中将储能系统列为必选方案.... 13

图15、美国各地区5 年负荷复合增长率预期...... 14

图16、美国各地区数据中心数量.... 15

图17、Grid Strategies 统计各地区公用事业公司负荷增长预期..... 15

图18、美国电力装机容量情况（GW） ...... 16

图19、美国新增电力装机容量情况（GW） ....... 16

图20、美国火、水、核电装机容量情况（GW）.... 17

图21、美国各电源利用小时数变化（小时） ...... 17

图22、美国发电量结构（TWh）.... 17

图23、2024 年美国发电量结构...... 17

图24、美国核电装机容量情况（GW） ...... 18

图25、美国水电装机容量情况（GW） ...... 18

图26、1991-2024 年美国气电与煤电装机容量情况（GW）...... 18

图27、美国天然气产量以及煤炭、天然气价格对比....... 19

图28、1996-2024 年美国电网投资额震荡上行...... 20

图29、2023 年美国电网投资主要方向....... 21

图30、2010-2024 年美国新增输电线路里程（英里） ....... 21

图31、美国新增机组从申请到商运所需时间......21

图32、FERC2023 号命令改革后新增机组并网流程...... 22

图33、美国三大独立互联电网示意图..... 23

图34、美国自然资源分布不均.... 23

图35、美国电力市场发展历程.... 24

图36、美国RTO/ISO 分布示意图...... 25

图37、美国电力零售端市场化区域示意图...... 26

图38、美国电力体系示意图.... 26

图39、准许收益率定价模式.... 27

图40、FPL 住宅用户1000KWh 用电量费用构成....... 28

图41、电力批发市场主要交易方式..... 28

图42、边际成本出清示意图.... 29

图43、NYISO 实时节点边际价格图....... 30

图44、PJM 容量需求曲线示意图....... 31

图45、核电税收抵免示意图（按2024 年通胀水平）..... 32

图46、美国各电源LCOE 测算（美元/兆瓦时）..... 33

图47、美国各电源建设时间（月）..... 33

图48、根据当前装机与负荷预期测算美国电力系统储备裕度..... 34

图49、大型与小型核电反应堆示意图..... 36

表目录

表1、根据英伟达芯片出货量测算美国数据中心负荷增量...... 10

表2、2024-2030E 美国夏季峰值负荷测算（GW）.....11

表3、ERCOT 与PJM 对于大型负载接入要求.... 13

表4、UPS 与储能对比.... 13

表5、各地区2025-2030 预期负荷增量以及驱动力.... 15

表6、新建煤电与气电机组资本开支、运维成本等基本情况对比....... 19

表7、650MW 煤电项目资本开支拆解..... 19

表8、美国电力政策与监管相关机构....... 24

表9、美国RTO/ISO 批发市场交易方式概况...... 29

表10、LMP 价格构成..... 29

表11、PJM 容量市场需求曲线形成机制..... 31

表12、美国清洁能源ITC 与PTC 概况（适用于大于1MW 的交流电项目）....... 32

表13、2024-2030E 美国电力负荷与装机平衡表（GW） ...... 34

表14、美国核电站重启进程梳理.... 35

表15、考虑煤电退役容量减少后电力缺口测算（GW）..... 36

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