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2021年通信行业深度研究：兼论通信板块碳
中和背景下的投资机会
通信设备和IDC机房是通信行业碳排放主要来源1.1 2020年通信行业占全球碳排放总量的4%左右
根据国际能源署与法国Great IT联合发布的《Theenv i ronmentaI footpoint of the digital world》，2019 年 全球碳排放总量约330亿吨，2020年全球碳排放总量约为310 亿吨，同比减少5. 8%o各行业的碳排放占碳排放总量的比重 基本稳定，我们选取2019年通信行业 碳排放数据作为分析对 象。2019年信息通信行业（ICT）碳排放量约为14亿吨，占 全球 碳排放总量的4. 2%o在ICT行业碳排放总量中，通信网 络环节（CT网络环节）/数据中 心/用户终端碳排放量分别占 比 22%/15%/63%0
通信网络环节（CT网络环节）的二氧化碳主要在通信设备 运行/制造/运输/安装过程中产 生。其中通信设备运行过程中 产生的碳排放量最高，占整个通信网络环节碳排放总量的75%o 随着5G基站加快部署，通信设备运行过程中产生的碳排放量 将迅速增加，根据中国移动设计院数据，通信设备运行过程中能降耗新技术的 设备供应商在采购中更占优势。
联通研发智能机房空调系统，提升基站能效
2021年发布《“碳达峰、碳中和”十四五行动计划》，明确 实施“3 + 5 + 1+1”行动计划。其中“3”是指围绕低碳循环 开展建立3大碳管理体系——碳数据管理体系、碳足迹管理 体系、能源交易管理体系，完善能源指标体系，绘制重点用能 设备碳足迹，并有序参与碳排放权交易市场。“5”是指聚焦5 大绿色开展方向：一是推动移动基站低碳运营，推广极简建站、 潮汐节能等技术，有序提高清洁能源占比；二是建设绿色低碳 数据中心，通过供电降损简配、空调利用自然冷源等，提高系 统能效；三是深入推进各类通信机房绿色低碳化重构；四是加 快推进网络精简优化、老旧设备退网；五是提高智慧能源管理 水平。“1”是指深化拓展共建共享，深入推进行业基础设施资 源共建共享。最后一个“1”是指数字赋能行业应用，助力干 行百业节能降碳。
早在“十三五”期间，就已在节能降碳工作上取得积极成 效。在提升基站能效方面，中国联通自主研发的智能双循环（氟 泵）多联模块化机房空调系统、5G BBU竖装机 框获国家实用 新型专利。公司广泛采用符号、通道、载波等不同层级节能策 略，并对5G网络节能方案进行试点。同时联通围绕早期投产 的高能耗通信机房及IDC机房分批改造，并积极推进建设绿 色低碳数据中心，推广蒸发冷却、新风等技术。截至2020年 底，中国联通共有17个数据中心入选国家绿色数据中心，占 联通总数据中心数量的16%o对通信机房老旧设备的改造以及 对数据机房运营效率的提升是联通当前双碳达标的主要途径。
2. 1.4海外先进运营商主要通过使用降低碳排放
北美通信巨头积极使用绿色能源。2018年12月，美国通 信巨头Verizon宣布，到2025年将使用超50%的可再生能 源。2019年2月，公司设立10亿美元绿能债券计划，用于 提升能源效率、购买可再生能源和其他永续能源。2019年4月 底，公司宣布2035年要到达范畴1 (Scope 1)与范畴2 (Scope 2)零碳排放目标(范畴1指企业营运的直接碳排放，包括原 料、产品、废弃物、员工交通运输等，范畴2指企业使用能源 的间接碳 排放)。另外两家运营商AT&T和T-Mobi Ie冲刺能 源绿化的脚步更快，2018年T-Mobi Ie就 已宣布要在2021年 到达100%可再生能源目标。AT&T也积极购买绿色能源，2018 年购入820百万瓦风能发电容量。据可再生能源买家联盟
(RenewabIe Energy Buyers Al I iance)统计，AT&T 2018 年 在企业购买可再生能源榜上名列第二。
欧洲行业协会发挥牵头作用，由专业机构完成排放数据监 测与减排规划。2019年在GSMA倡导下超过50家移动运营商 开始通过CDP全球披露系统披露各自的气候影响、能源及温室 气体（GHG）排放情况。运营商巨头Vodafone选择碳信托制定 每年的碳足迹 测算报告，对范畴1、2及范畴3 （企业价值链 中过程中的间接排放）碳排放做全面测算，并辅助制定减排战 略规划。
日韩运营商通过与设备商合作研发节能技术，采用自发电 减少温室气体排放。2021年6月，日本前三大移动运营商KDDI 与宣布在日本实验首个Airscale液冷基站，这项 技术可将基 带冷却系统能耗低70%以上。同时，通过热能的重复利用，还 能进一步提高效率，最终可使二氧化碳排放量减少至80%。韩 国通信运营商SK C&C提出将通过扩充环 保自发电设备和扩大 再生能源的使用，于2040年实现温室气体净零排放。公司计 划利用 板桥和大德数据中心建筑物的屋顶和停车场进行发电 设备的铺设，在2021年内追加增设500千瓦太阳能设备。
国外电信运营商对、绿色能源使用比例的加大对我国运营 商未来开展有着积极借鉴意义，相关光伏、风电、储能企业的 配套设备供应商有望在运营商完成设备改造、提升运营效率等 第一阶段目标达成后向新能源、绿色能源使用的第二阶段迈进 过程中受益。
2. 1.5国内运营商主要通过节流降低碳排放，海外运营商 主要通过开源到达“零碳”
海外运营商和国内运营商在碳减排的路径选择上虽然存在 进度上的差异，但二者殊途同归。国内运营商现阶段以降低现 有设备能耗以期到达碳减排目的为主；而海外运营商已充分利 用好现有资源，即已完成了降碳的目标，正在使用绿色能源达 到“零碳”的路径上突飞猛进。
2. 2降低数据机房能耗是国内外互联网巨头的主要减排路 径
国际互联网科技巨头大多承诺在2030年以前实现碳中和， 并将100%使用可再生能源作 为更高远的目标。国际和国内互 联网通信巨头企业都在数据中心降碳技术的研究和探索上 寻 求突破。
2.2. 1微软、Facebook,苹果、以使用为主，运用新技术 为辅降低碳排放
2017年微软与McKinstry和Cummins合作建立世界上第 一个天然气数据中心。在这个试点中，机架直接连接到天然气 管道，并完全由集成燃料电池供电。这一设计可以显著减少发 电、传输和功率转换过程中的能量损失。此前的数据中心均由 电网供电，电网从发电厂流经多个变电站和输电线路，再转换 为数据中心所需的正确电压才能使用，过程中会消耗局部电能。 而燃料电池直接由天然气管线供电，可以消除传输过程中发生 的能量损失。同 时由于供应链中的零件减少，潜在的故障点 会相应减少，有助于提高公司数据中心的质量并降低配电、电 源调节和基础设施备份时产生的本钱。此外，微软自2020年7 月起开始征收内部碳税，费用由公司各业务部门根据其碳排放 量支付，提供的资金用于支付公司可持续改造的费用。公司预 计2030年将其绝对碳排放量减少75%,预计2050年清除 公 司自1975年成立以来直接或通过电力消耗排放的所有碳。
Facebook致力于建设高性能数据中心，通过建设消除能源 浪费、减少耗能、使用更环保产品的数据中心来实现节能减排 目标。公司数据中心使用100%可再生能源并通过高效设计节 约能源和水。公司所有数据中心工程均获得LEED金牌认证。 Facebook数据中心 使用了来黄麻纤维的天然衍生物纤维填充 聚丙烯(NFFPP)作为服务器硬件中具有高碳影响的特定组件的 潜在替代品。公司针对机架内外的许多不同部件，包括适配器、 母线盖和 服务器内部的其他机械部件分别对这一材料进行开 发和测试。公司节减排措施取得积极成效。其数据中心电力使 用效率一直领先全行业，2016-2020年PUE维持在1.0左右， 低于行业平均值1.5o用水效率(WUE)维持在0.3以下，显著低于行业平均值1.8o
互联网公司巨头苹果和也对其数据中心实施了严格的减排、 提高效率的措施。苹果在其数据中心运营中保持使用100%可 再生能源供电。亚马逊AWS网络服务同样使用100%可再生能 源进行供电，AWS能源效率比本地数据中心高88%,基础设施 能效比行业平均高3.6倍。
2.2.2 谷歌、Equinix通过使用新技术降低能耗，减少碳 排放
谷歌的数据中心采用先进的冷却技术，使用高效蒸发冷却 和外部空气代替机械冷却器。通过安装智能温度和照明控制并 重新设计电力分配的方式最大限度减少能源损失，从而实现节 能减排。同时谷歌还通过机器学习提升能源使用效率，其机器 学习系统能够减少数据中心40%的能源消耗，相当于在考虑电 气损耗和其他非冷却低效问题后，总体PUE减少了 15%o在 提升电力效率与采购可再生能源的同时，谷歌数据中心也进行 了循环经济实践。公司不再使用的服务器会被分解成单独的组 件（主板、CPU、硬盘驱动器等），检查并储藏为翻新库存，从 而延长硬盘的使用寿命。2009—2020年，谷歌公司数据中心PUE 持续下降，2020年达新低1. 10, 2020年行业平均水平为1.67。 谷歌数据中心消耗的能源减少了约6倍，其能源效率是典型企业数据中心的两倍。
数据中心龙头企业Equinix承诺到2030年将碳排放量减 少50%,并100%使用可再生能源。Equinix数据中心2018年 至2020年期间供电能源中90%为可再生能源，到2030年这 一比例有望到达100%。公司通过寻找创新方法来部署节能技术 和发电解决方案。Equinix的自适应控制系统可以通过使用智 能分布式传感器和气流主动管理来降低功耗并提高空调冷却 能力。封闭的冷热通道通过使用物理屏障来减少数据中心供应 通道中的冷空气与排气通道中的热空气的混合，从而降低能耗 并实现更高效的冷却。高温冷冻水设定点通过提高冷冻水温度 以节约能源来降低数据中心PUEo间接蒸发冷却装置(I DEC)使 用水蒸发的热量，并在室外温度允许的情况下利用空气对空气 的冷却来减少用水量。公司在 纽约(NY6)的数据中心通过这 一技术实现了 1.21的年平均PUEo
海外高科技互联网企业无疑在碳达标中走在最前列。除使 用等零碳技术，微软等企业已着眼于征收碳税等碳中和手段, 完全实现了 “碳减排”、“零碳”、“碳中和”三大目标。
2.2.3 国内互联网企业通过节能降耗降低数据中心PUE值
腾讯公司巧妙利用余热回收技术，大幅减少数据中心的能 源消耗。腾讯数据中心目前采用 的是第四代T-bIock技术， 拥有更高效率的制冷和供配电架构。一个拥有30万台服务器 的园区一年可节省2. 5亿度电。腾讯天津滨海数据中心采用了 余热回收的节能技术，将服务器产生的热量回收，通过热泵加 热市政管网里的水至55℃,直接用于办公楼供暖，实 现了降 低碳排放和服务于人的双嬴。假设回收天津数据中心冬季产生的 全部余热，热量用于采暖可覆盖46万平方米，用于家庭采暖 可满足5100多户居民的用热需求。每年可以减 少5. 24万吨 碳排放，相当于种植286.4万棵大树。此外，2018年建成的 腾讯贵安七星数据中心，经工信部实测，其极限PUE值小于1.1, 相比之下，同期国内数据中心的平均PUE约为1.73。而即将 交付的腾讯清远数据中心液冷实验室，使用了冷板式液冷技术 规 模化应用，有望将数据中心的极限PUE降低至1.06。
阿里通过使用清洁能源与自研浸没式液冷技术显著降低PUEo 2020年3月至2021年3月，阿里巴巴国内自营数据中心平 均PUE约为1.3,低于全球平均水 平。阿里云数据中心购买 超2.8亿度可再生能源，减少碳排放30万吨。阿里在张家口 市张北县部署了华北规模最大的张北数据中心。得益于张北地 区充分的风能和太阳能，张北 数据中心大量采用了绿色能源， 促进可再生能源开展，加速公司能源消费向清洁低碳化转 型。 除了充分利用清洁能源，阿里云还使用了浸没式液冷技术进行 数据中心的降温。通过将服务器浸泡在绝缘冷却液里，产生的 热量可直接被冷却液吸收进入外循环冷却，全程用于散热的能 耗几乎为零，节能效果超过70%,实现了数据中心100%无机械 制冷。再辅以 模块化设计、AI调温等技术，张北数据中心的 年PUE低于1.2,最低时可以到达1.09, 达国际领先水平， 每年可节约标煤8万吨，相当于种植了 400万棵树木。
华为通过BestDC数字化服务平台降低数据中心各阶段PUEo 目前，大局部数据中心基础设施系统都较为复杂，各能效指标 间相互制约影响，依靠传统人工手段难以快速、精准地实现能 效最优化。华为自研的BestDC通过PUE仿真设计、高效节能 设备和AI节能调优，实现了全面协同调优，动态匹配负载和 环境变化，有效降低数据中心能耗。在数据中 心设计阶段， BestDC可通过仿真计算给出不同负载和环境下可落地的PUE 设计值，结合专家在线诊断给出优化建议；交付阶段，以高效 设备匹配节能方案，实现低PUE；运维阶段，基于AI算法实 时调节制冷系统参数，使系统输出的冷量与IT负载所需相匹 配，减少因制冷过剩而浪费的能耗。在实践中数据中心PUE可 低至1.15,低于2020年全球数 据中心的平均PUE1.59o
制冷系统是数据中心最大的能耗系统，而传统的冷冻水解 决方案系统架构复杂、能耗高，华为新一代数据中心解决方案, 最大化利用自然冷源，大幅降低PUE,相较冷冻水解决 方案， 可节电超过20%,节水40%o华为在乌兰察布云数据中心采用了 FusionCol间接蒸发冷却系统，全年平均PUE仅1.15,相 对传统解决方案，数据中心整体年节省电费12%o
国内高科技企业碳达标的发力点聚焦于IDC数据机房运行 效率的提升，对PUE值的重视 将为温控设备企业带来市场空 间增量。
2.2.4 国内外互联网企业使用不同方式降碳减排
互联网高科技企业减碳的方式与通信运营商类似，依旧为 提升运营设备效率，但数据机房是其减碳的唯一重点。海外科 技巨头同样已完成降碳的第一阶段目标，目前在零碳技术上积 极探索。更让人欣喜的是，局部企业已完成零碳目标，开始向 中和历史碳排放发力。零碳与碳中和会为光伏、风电、储能等 企业带来较大的增长机会，为国内企业指明了方向并对未来投 资机会提供了借鉴。国内高科技企业当前仍在降碳的环节中发 力，一方面能耗的降低为企业自身运营节省了大量本钱，另一 方面国内互联网等科技企业与海外同行相比，更愿意将机房建 设整体外包而不是自建机房、自研降温技术。因此现阶段国内 机房温控设 备提供商将迎来快速开展机遇。
三、开源与节流并行，科技板块助力碳中和前景广阔通过 对行业的比照研究发现，目前通信、互联网等科技板块到达碳产生的碳排放量预计将由2019年的2.3亿吨，增长至2025
年的4. 1亿吨，增幅到达78%o
在数据中心方面，伴随着数据流量的爆发式增长以及算力 本钱的普遍下降，全球算力资源有望实现大幅增长，全球数据 中心耗电量也将随之急剧增加。根据数据，2020年中国电信数 据中心能耗占公司总能耗的20%,通信基站能耗占比为39%, 通信机楼及 其他的占比为41%o增量方面，2021年1-7月， 中国电信5G基站带来的能耗增量占总 能耗增量的比重最大, 超过50%; IDC带来的能耗增量占比为32%,网络及其他带来 的能耗增量占比为17%o数据中心和通信设备运行产生的碳排 放主要来自二者的电力能耗。
1.2 5G基站数量的增长以及单站耗电量的增加造成5G基 站碳排放大幅增长
根据研究院数据，2019年全国通信网络运行环节中，机房 /通信站点/站点维护各 环节碳排放量分别为7391万吨/15201 万吨/734万吨，分别占通信网络运行环节碳排放总 量的 31%/65%/4%0在所有通信设备中，通信站点（包括无线、固定 接入）碳排放量最高，其中单个无线接入设备年碳排放量达22 吨，总数量为650万个，相较固定接入设备碳排放总量更高。
中和方式主要有使用新能源、可再生能源、新材料、新技术和 提升现有设备运行效率两种。前者我们将其概括为开源，后者 我们将其归纳为节流。
节流方面，电信运营商通过提升基站运营效率，节省电费， 实现降本增效；通信设备商研发实力强大，使用新材料、新技 术，助力运营商实现双碳达标，提升营收规模，扩张市场份额； 制冷设备供应商升级改造散热设备，提升通信机柜、数据中心 机房使用效率。我们应关注通信基站、通信机房、温控设备领 域的投资机会，并关注通信运营商、IDC运营商本钱下降对盈 利质量的改善。开源方面应关注通信行业、新设备使用情况， 同时关注通信板块中与新能源设备相关的细分赛道，如：海底 光缆、储能机柜温控、机房UPS电源等行业。
3. 1 5G基站节能新技术每年至少为运营商节省电费53亿 元
基站节能主要聚焦设备级、站点级、网络级节能三大技术 领域。设备级节能指使用更高效率的新架构、新材料、新功能， 扩大液体散热效率、高功放效率、高集成度器件的应用，实现 整机功耗的逐年降低。站点级节能聚焦在加快亚帧关断、通道 关断、深度休眠等基础型节能技术方案的商用部署，加快设备 关断、智能节能等增强型节能技术方案的应用。
和、纷纷宣布“智能化关闭5G基站”，即以“高峰时间开 启，低谷时间关闭休眠"的形式来运行，以到达省电的效果。 据相关数据计算，空载状态下全时段开启AAU深度休眠功能 后，单个A9611型号的AAU每天将节省电费约6. 09元，单 个A96331A型号的AAU每天将节省电费约5.61元，单个 A9622A型号的AAU每天将节省电费3. 11元，平均每天节省 5元左右。一个基站普遍布设3个AAU,当前共建设5G基 站 97. 9万站，那么一天可以节省电费约1470万元，一年节省53亿 元。随着5G基站建设进度的推进，未来基站节能技术的重要 性愈发凸显。
基站节能技术助力三大运营商节省本钱。截至2021年7月 底，累计开通基站50.1万站，、累计开通47.8万站。按照每 个基站每天节省15元计算，仅智能化关闭一项技术将为中国 移动每年节省电费约27亿元。2020年，三大运营商电费支出 约占营收的9%o以2020年为参照，5G节能技术的应用可为 中移动当年提升毛利率0.4pct。
3. 2温控设备助力数据中心和通信机房、通信室外机柜节 能降耗
数据中心和通信机房降低能耗的主要途径是提升设备运行 效率，降低PUE。随着国内移动互联网、云计算和大数据业务 的开展，海量数据的运算及存储对数据中心基础设施提出更高 的要求。近年来，不断提升的机柜功率密度和数据中心、通信 机房节能降耗的需求推 动数据中心和通信机房的制冷方案不 断开展。同时，数据中心和通信机房业务的实时性和高可靠性 要求又对数据中心、通信机房制冷设备提出性能可靠、易维护 的要求。通过对温控系统的改造升级可以提升数据中心和通信 机房用电效率，助力企业实现节能减排。例如，间接蒸发冷却 作为当前最有效降低能耗的成熟技术已经获得广泛认同，市场 渗透率快速提升。间接蒸发冷却系统利用直接蒸发冷却后的空 气和水，通过换热器与室外空气进行热交 换，实现新风冷却。 由于空气不会与水直接接触，其含湿量不变，一次空气变化过 程是一个等湿降温过程。与传统新风自然冷却及冷冻水冷却系 统相比，间接蒸发制冷具有室内空气不受室外环境空气质量的 影响、喷淋加湿空气不会影响室内湿度、过滤器维护本钱低、耗 水量少、节能水平高等特点和优势。其他技术途径如液冷技术， 电子散热技术等也都是企业数据中心、通信机房碳排放达标的 主要手段。
户外柜机散热方案主要包括AC或DC电源户外机柜空调、 TEC热点空调和热交换器三种 方式。AC或DC电源户外机柜 空调通过压缩制冷实现吸热和制冷。机柜空调主要用于带走电 气元件消耗电能发出的热量，为各类机柜内部提供了理想的温 湿度环境，同时隔离了外界环境中的灰尘、腐蚀性气体，延长 电气元件的使用寿命，提高机器系统运行可靠性。机柜空调的 制冷方式分为蒸汽压缩式、半导体式和压缩空气涡旋管冷却式 三种。TEC空调又称稳差电制冷，利用特种半导产生珀尔帖效 应，即通过直体材料构成的P-N结，形成热 电偶对，产生珀 尔帖效应与压缩式制冷和吸收式制冷并称流电制冷的一种新型 制冷方法，温控精确，适用于对温度较敏感的设备。制冷后加 热以及制冷、加热的速率都可以通过它的电流方向和大小来决 定。热交换器是一种引入室外自然冷源的设备，用于以有限的 能耗进行热交换。当温差大时，设备将通过多层铝制散热片的 过道有效地在机柜内部的热空气 与机柜外部的冷空气之间交 换热量，使机柜成为恒温的封闭系统，从而使机柜内部的设备 可以正常工作。
3.2. 1国内IDC温控系统市场正在快速增长，21年市场 规模预计将达181亿元
自上而下测算2021年国内IDC温控系统行业规模约为205 亿元/年。根据Synergy Research的数据，2019年Q3中国 超大型数据中心在全球占比为10%o由于新建数据中心多为大 规模数据中心，所以我们以超大型数据中心的数量占比作为我 国数据中心资本开支占全球资本开支的比例，即假设中国的数 据中心资本开支占全球资本开支的10%0根据IBM的数据，数据中心的建设本钱中空调系统的占比为16. 7%o
根据Synergy Research的数据，2019年全球数据中心的 资本开支为1560亿美元，且Del I'Oro预计2021年全球数 据中心资本开支将增长10%,假设数据中心每年资本开支增长 10%,我国数据中心温控系统市场规模2021年为205亿元/ 年，可在2025年到达300亿元/年。
3.2 . 2通信户外机柜散热设备市场空间伴随5G新技术应用 将进一步提升
通信户外机柜主要用于室外无线通信基站，包括4G、5G基 站等，是为户外基站提供工作环境和平安管理的设施。根据智 研咨询数据，2018年我国通信机柜空调市场规模17.45亿元， 其中，户外机柜空调市场规模13.80亿元，同比增长12.7%o 2014-2018年中国户 外机柜空调市场规模CAGR为11.5%o根 据前瞻产业研究院预测，户外机柜空调市场将随着5G建设高 峰的到来，于2022年到达33亿元/年。2014—2022年中国户 外机柜空调 市场规模CAGR为17. 7%o运营商资本开支增加和 5G基站建设的加快,将带动户外机柜空调市场空间迅速提升。
3.3 通信企业借助强大科研实力，助力储能、风电行业发
如上文所述，海外互联网巨头与头部运营商纷纷开展作为 节能减排的路径之一，我国也在积极推动新能源发电设备的建 设，作为实现双碳目标的主要途径。
风电与光伏有望成为主流清洁能源发电方式。根据中国能 源局数据，2020年中国发电设备总容量22.0亿千瓦时，其 中虽然火力发电仍占主导地位，但风电与太阳能发电设备容量 增幅显著，风电发电容量为2.8亿瓦时，较2019年同比增加 34. 6%,太阳能发电容量为2.5亿千瓦时，同比增长24. 1%, 在所有发电设备中增速居前。
伴随光伏与储能装机规模大幅提升、海上风能发电快速增 长，相关通信设备供货商如：机房电源、海底光缆等厂商扩大 业务范畴，提升营收质量。光伏储能方面，通信机房电源供应 商依托UPS领域的技术与市场渠道优势，业务向光伏逆变器、 储能变流器等领域拓展；风电方面，传统通信光缆企业的海底 电缆产品作为海上风电工程的重要构成，产品需求有望受到海 上风电市场增长的强力驱动。
3.3. 1光伏行业迅速增长，市场空间巨大，国内光伏逆变 器市场迎来增长
2020年 全球光伏新增装机预计可达130GWo在光伏发电 本钱持续下降、多国发布碳中和目标以 及绿色复苏的推动下， 预计十四五期间(2021-2025)全球每年新增光伏装机约 210-260GWo
截至2021年4月，已经有120多个国家陆续宣布了碳 中和目标，大多数国家将实现碳中 和的目标时点设在 2030—2050年之间。到2050年在全球温控＜二2℃的条件下，假设 要实现全球碳中目标，光伏和风能的装机需求分别约为8828Gw 和6044Gw,储能的装机需求为9000Gwho
根据CPIA数据，2020年中国新增光伏装机48. 2GW,同 比增长60. 1%o由于上半年受 疫情影响，2020年光伏装机主 要集中在下半年，尤其是12月在抢装潮的推动下光伏新增 装 机达29.5GW,创单月历史新高。为实现2030年中国非石化能 源占一次能源消费25%的目标，十四五期间我国年均新增光伏 装机或将维持在70-90GW的区间内。
光伏逆变器是光伏系统中的重要组件，用于将直流电压转 换为固定频率的交流电压。根据智研咨询数据，光伏逆变器成 本占光伏系统本钱的11%o根据中国能源信息网数据， 2013-2020年全球光伏逆变器出货量CAGR达24. 9%, 2020年 出货量达185GW,预计2025年出货量将攀升至327GW。
需求端，我国光伏新增装机量连续8年居全球首位，内需 强劲。供给端，随着ABB、Schneider等大型电气巨头陆续退 出光伏逆变器业务，中国企业凭借人力本钱和全产业链制造优 势不断扩大份额,2020年国内光伏逆变器产能占全球的54. 4%o 供需双重利好下，我国光伏逆变器厂商营收显著提升， 2016-2020年，Top10光伏逆变器厂商营收CAGR达33.2%。
3.3.2 储能设备配套需求增加，通信机房电源提供商进入 储能变流器市场
可再生能源发电侧面临的行业难题一方面在于新增的发电 站并网可能对电网电压、输电频率稳定性带来冲击，另一方面 “两个细那么”考核标准的出台使得存量发电站一次调频、响应 功能等方面面临的考核日益严苛。而发电侧配置储能设备可以 帮助企业实现电能削峰填谷，从而提高发电效率，还可以为电 力系统运行提供调频、调峰、调压、备用、黑启动等辅助服务， 保证电网稳定运作。此外根据相关政策规定，可以适当调低配 置储能设备的企业在功率波动、功率预测精度、调频等方面的 考核难度。发电侧对储能设备需求增加导致储能市场重心发生 转移，中国储能市场的重心已从2018年的电网侧储能、2019年 火电储能调频，转移至2020年的可再生能源并网储能市场。
根据BNEF （彭博财经）的预测数据，2021年中国储能市 场空间将到达1.5-2GW, 2021-2025年CAGR达19.9%。储能 变流器（PCS）作为储能系统中的关键组成局部，决定了输电 质量、动态性能以及电池寿命，PCS本钱约占储能系统建设成 本的10%-20% （BNEF数据），其市场空间将伴随储能装机量增 加而提升。
3.3.3 海底光缆设备助力海上风电新能源的使用
风电的诸多形式中，海上风电覆盖面积广、资源禀赋好、 输送本钱低，开展潜力巨大。我国在开展海上风电上具备区域 优势。从全球的海上风向来看，我国的海域处于日本暖流风带 中，其空气变化具有风速大、规律性强以及主导风向稳定等特 点。而且海风风速大、风功率密度高、风速稳定，可为大容量 海上风机的输电提供稳定生产的基础，发电量是陆上风电场的 1.4倍。虽然我国沿海风能资源丰富，但由于海上风电相比陆 上风电风险系数大、技术难度高、价格本钱昂贵，政策仍是我 国目前推动海上风电开展的主要因素。
据全球风能理事会（GWEC）数据,2020年全球海上风电累 计装机容量超3500万千瓦，相比2019年新增600万千瓦， 其中我国海上风电新增装机超过300万千瓦。2020年 和2021 年为我国海上风电抢装潮，根据北极星电力网预测，“十四五”期间我国新增海上 风电规模超3200万千瓦，平均年新增海上 风电装机600万千瓦以上。
自上而下测算2020年国内海上风电市场规模约为540亿 元/年。江苏以北地区海上风电建设本钱约17000元/kW,福 建及粤东地区海上风电建设本钱约为19000元/kW。因此，2020 年国内海上风电建设本钱我们取平均值18000元/kW, 2021年 与2020年同为抢装年，行业供不应求，我们预计2021年海 上风电建设本钱维持在18000元/kW, 2022年 开始通过技术 开展，建设本钱预计每年减少5%o综合评估，2020年国内海 上风电市场规模约为540亿元/年，2021年到达峰值1440亿 元/年，2022年到2025年市场规模 有所减小但仍保持在800 亿元/年以上。
海底电缆作为海上风电工程的重要构成，其需求受到海上 风电市场增长的强力驱动。据北极星电力网估计，海缆费用约 占海上风电工程投资的8%o因此，估计2020年国内海底电 缆市场规模约为43亿元/年，2021年抢装潮中海底电缆市场 规模约为115亿元/年，2022年到2025年间的市场规模在 70-80亿元/年之间。
自下而上测算海底电缆2020年市场规模约为34亿元/年，2021年预计约为90亿元/年。从本钱估计，35kV的海缆单
无线接入设备中，4G基站电能消耗量占无线接入设备电能 消耗总量的比例最高，为56%, 5G基站次高，目前占电能消 耗总量的9%,但是5G基站未来总量更多，单基站能耗更高， 5G基站将是未来通信设备能耗的最大增长点。
5G基站数量较4G基站更多。5G信号频率比4G高2-3倍， 信号衰退速度更快，同一区域5G基站数量更多。同时在盲点 区域会覆盖一定数量的微基站，保证信息传输的稳定性，因此 5G基站总数将较4G基站更多。根据三大运营商公告，将在 2021年建设2. 6GHz的5G基站共12万座，在2021年以及 2022年建700MHz基站约48万座(与广电合建，分两年建完)； 电信以 及联通将在2021年建3.5GHz以及2. 1GHz基站一共 32万座。2022年5G建设仍 然投入较大，预计总建设数量约 为80万座。根据预测，到2026年我国5G宏基站数量将达 到475万个，小基站数是宏基站数的2倍，即950万个，宏 基站和小基站数总计超过1400万个。
5G基站集成度更高、数据传输量更大，能耗是4G基站的 3倍。根据5G基站节能技术白皮书(2020)统计，中移动使 用的5G NR主流基站带宽由4G的几十兆变为160/200兆，收 发通道数从原来的8通道变为64/32通道，发射功率从100多 瓦变为240/320瓦。
公里费用在70万到150万元每公里，220kV海缆单公里费 用在400万元，35kV海缆费用取均值为110万元每公里。2020 年和2021年 抢装年由于供需不平衡我们预计海缆费用保持不 变，2022年开始通过技术开展，预计建设本钱每年减少5%o 35kV的海缆一般为集电线路，用于连接海上风力机组并汇总到 升压站，将电压升高，然后通过高压送出海缆（通常为220kV ） 传输到岸上集控中心。
目前我国已核准的海上风电多为近海工程，离岸距离小于50 千米，装机容量20万千瓦~ 40万千瓦。远海风电近两年也有 显著开展，例如江苏大丰H8-2海上风电场中心离岸距离72千 米，中广核江苏如东H8海上风电场中心离岸距离65千米。 考虑离岸距离为直线距离，考虑海水深度及掩埋需求，同时有 些工程（如江苏启东H3#海上风电场工程）要求两根220kV送 出海缆，我们取连接海上风电升压站到岸的220kV送出海缆的 平均 长度为50千米。综合估计我国2020年220kV送出海 缆市场规模为20亿元/年。
根据中国可再生能源学会风能专委会统计数据显示，截至 2018年年底，中国在役海上风 电机组中，0.4万kW （4MW） 机组最多，占比达52. 8%。随着技术革新，中国风电市场近期 又陆续推出了 6. 25MW, 7.25MW、8MW以及10MW等海上机组。 通过每年海上风 电新增装机量和平均单机容量（取0.4万kW）, 我们可以算出每年新增风电机组数量。参照江苏启东H3#海 上风电场工程，工程计划50台单机，风电场区35kV海缆为 85. 14千米，平均单机集电海缆约1.7千米。因此，估计我国 2020年35kV机组间 海缆规模为14亿元/年。整体海底电缆 2020年市场规模约为34亿元/年，2021年预 超过90亿元/ 年。
综合两种测算路径并取平均值，我们推算2021年国内海 底电缆市场规模约为103亿元/年，之后可保持在约60亿元/ 年以上。
AAU功耗增加是5G基站能耗增加的主因。根据中国能源 报数据，基站能耗构成中，基站主设备占45%、空调系统占40%、 电源系统占12%,其他能耗占3%。其中基站主设 备可以分为AAU （有源天线处理单元）和BBU （室内基带处理单元）两大局部， AAU的功耗约占基站主设备能耗的90%,是基站能耗的主要组 成局部。AAU功耗按照功能模块可分为功放、小信号、数字中 频和电源功耗。随着业务负载情况的变化，AAU中各功能模块 的能耗比例也随之发生变化。
在满载条件下，功放的能耗占比最高，占AAU总能耗的58%； 在30%负载的条件下，功放的能耗占AAU总能耗的比例与数字 中频模块能耗占比相接近，分别为36%/34%,小信号局部能耗 占比由满载条件下的16%提升至25%;在空载条件下，数字中 频局部的功耗占AAU总能耗的比例最高，平均约为46%。因此， 在研究5G通信设备的节能技术时，不仅要提升功放效率，降 低功放能耗，在5G建设初期负载较低的情况下，更需要降低 小信号和数字中频模块的基础能耗。
据中国能源报预测，5G基站的用电量将由2020年的缺乏 200亿千瓦时迅速攀升至2025年的3500亿千瓦时左右，5G基 站高能耗已经引起广泛关注。使用基站降耗新技术以及新材料 等的运用将有效降低5G基站的碳排放量。
1.3数据中心耗电量巨大，存在巨大优化空间
国内数据中心机柜数量快速增长，未来5年CAGR可达16. 7%o 随着云计算的兴起，在全球范围内出现了数据中心的建设浪潮, 2020年全球公有云计算市场规模为2253亿美元，同年全球 数据中心数量为42.2万座，超大型数据中心数量为597座。 目前国内 的数据中心机柜数量约为285万架，根据科智咨询 预测，到2025年机柜数量可以到达616万架，CAGR为16. 7%o
数据中心耗电量巨大，存在较大优化空间。根据中国IDC圈 数据，随着数据中心数量的增多，2020年数据中心的耗电量 占国内总用电量的比例超过2.3%,且数据中心耗电量 占全社 会用电量比重逐年攀升。早在2015年全国的大数据中心的耗 电量已达1000亿Kwh,相当于三峡电站全年的发电量，2018年 这个数值到达1609亿Kwh,超过上海全 年的社会用电量，预 计到2030年，全球的大数据中心就能消耗掉世界30%左右电 力。
数据中心的能耗分IT设备能耗、空调能耗、供电能耗和 照明能耗四局部，由服务器、存储和网络通信设备等所构成的 IT设备系统所产生的能耗约占数据中心总能耗的46% （其中 服务器系统约占50%左右，存储系统约占35%,网络通信设备 约占15%）,空调系统占比为41%,电源/照明系统能耗占比分另“为 10%/3%o
PUE ( Power Usage Effect i veness ) 是衡量数据中 心 运 行 效率的指标，二(coo I ing+power+l i ght i ng+) / , 其越接近于1,代表数据中心对于电能的利用越有效率。根据 中国信通院数据，目前国内数据中心平均PUE为1.6,较2012 年已有明显改善，但依然有85%的受访企业数据中心的PUE值 在间，PUE值仍存在较大提升空间。
政策引导，出台多项措施和指导意见，推动我国IDC企业 节能减排。为实现我国2060年碳中和目标，国家出台多项政 策引导支持新型数据中心建设和节能减排的推进。大力支持采 用可再生能源与节能减排技术建设绿色云计算数据中心。提出 淘汰高能耗老旧设备，提升水资源利用效率和清洁能源应用比 例以及回收利用废旧电器电子产品等具体要求。根据《新型数 据中心开展三年行动计划(2021-2023年)》，到2030年底， 新建大型及以上数据中心PUE需降低到1.3以下，严寒和寒 冷地区力争降低到