SOFC行业深度报告:北美数据中心电力短缺,SOFC迎来快速增长
爱建证券·2025-12-19 14:24

报告行业投资评级 - 强于大市 [2] 报告的核心观点 - 北美数据中心电力短缺问题日益凸显,传统电网供电能力增长乏力,为现场发电技术创造了巨大需求 [2] - 固体氧化物燃料电池(SOFC)因其部署快速、能快速响应负载功率波动、以及具备经济性等优势,高度适配数据中心的供电需求,有望迎来快速增长 [2] - 全球SOFC市场目前由日本、英国和美国企业主导,但国内厂商正积极布局,未来市场空间广阔 [2] 根据相关目录分别进行总结 背景:美国数据中心缺电催生新型供电方式需求 - 数据中心存量与增量:美国拥有超过4000个数据中心,居全球首位,主要运营商拥有超过300座在建数据中心 [2][6][9]。预计2025-2030年美国新增数据中心IT容量将达55GW [2][9] - 电力需求激增:美国数据中心耗电量持续提升,预计到2028年将超过325TWh,可能占美国总用电量的6.7%以上,成为电力负荷增长的主要因素之一 [2][14] - 电网供应困境:2015-2024年间,美国大型并网设施总发电量仅提升约6%,增长动能不足 [2][18]。预计至2034年,美国大部分地区电力产量将跌破备用容量边际,供电缺口问题将进一步凸显 [2][18] SOFC:部署快+响应负载快+经济性,适配数据中心 - 技术原理与结构:SOFC是通过电化学反应产出电能和热能的装置,采用固态电解质,结构上由电池单元堆叠成电堆,再与外围辅助单元构成系统 [2][25]。主要分为管式和平板式两种结构 [32] - 核心优势: - 部署快速:SOFC具备模块化设计,支持滑撬式安装,可实现快速部署,建设周期约为0.5年,远短于燃气轮机等传统方式 [2][39][42] - 响应迅速:SOFC搭配超级电容器后,能够快速响应数据中心负载功率的大范围波动 [53] - 经济性与效率:SOFC的平准化度电成本(LCOE)低于简单循环燃气轮机(例如100MW热电联产系统LCOE为89美元/MWh)[43][44]。其电效率可达50-60%,若采用热电联产方式,效率可进一步提升至90% [44][45]。与微型燃气轮机相比,SOFC在30%负荷时效率(53%)接近满负荷效率(54%),而燃气轮机效率则从37%显著下降至25% [46] - 成本下降潜力:以Bloom Energy为例,当前SOFC项目建造成本在7000-10000美元/kW之间,预计到2030年可能降低至2000美元/kW [49][53]。美国能源部的目标价更是低至900美元/kW [53] 前景:海外企业主导,国内厂商追赶,具有放量弹性 - 市场格局:全球SOFC市场由日本、英国和美国企业主导,其中日本三菱动力和爱信精机市场占有率分别为14.80%和10.44%,英国Ceres电力占12.40%,美国Bloom Energy占约9.40% [2][59]。数据中心是SOFC主要应用场景之一,占比在40%以上 [2][59] - 国内布局:2024年,国内固体氧化物电池(SOC,含SOFC)招标项目共48个,主体设备额定功率总计近800kW,其中SOFC占比近70% [2][68]。从中标项目数量看,氢邦科技(14项)、质子动力(7项)、三环集团(3项)领先;从装机功率看,三环集团(超过330kW)、中国华能、潍柴动力等企业领先 [2][68]。国内多家上市公司,如潍柴动力、三环集团、冰轮环境、东方锆业等已在材料、电堆、系统集成等环节进行布局 [67][68] - 市场空间测算:报告预计,2025-2030年全球数据中心新增装机量累计将达227.20GW [71]。假设美国SOFC渗透率从2025年的2%提升至2030年的12%,其他国家从1.6%提升至11.1%,同时SOFC单价从5000美元/kW下降至2800美元/kW,则2025-2030年全球SOFC市场规模累计将超过600亿美元 [71][75] 投资建议 - 材料厂商:SOFC材料采用陶瓷或金属陶瓷是发展方向,相关原材料厂商或将受益 [2][76] - 系统厂商:数据中心建设及其缺电问题将促使SOFC的应用和渗透率提升,系统厂商或将受益 [2][76] - 相关公司:报告列出了SOFC产业链相关的上市公司估值表,涉及原材料(如珂玛科技、振华股份、东方锆业)、电堆(中自科技)、系统(潍柴动力、三环集团、顺络电子等)等多个环节 [78][79]