SOFC固体氧化物燃料电池应用于北美算力中心电源——相关概念股

1、SOFC技术原理

· 基本原理：SOFC中文名固体氧化物燃料电池，原理是把化学能转化成电能。阳极与氢气或碳氢气体反应，阴极与氧气反应，电解质包含镍、稀土类材料等。阴极导入空气，氧吸附于多孔结构的阴极表面，反应后变成固体氧离子导体，与阳极燃料气体反应生成水和电子，失去电子的通过外电路回到阴极形成电流，与氢燃料电池相似。

· 结构组成：从大的方面由电解质、阳极电极和阴极电极三部分组成，实际生产可能接近五层，包括电解质与阳极和阴极连接处的支撑层、隔绝层等。

2、SOFC技术优势

· 发电效率数值：需要在500 - 800度高温下运行，单纯发电效率在60%左右，热电联产时效率在90%以上，相比传统火电功率提升接近一倍以上。

· 余热回收提升效率：很多用户本身产生或需要高温，通过余热回收供电可进一步提升发电效率。

· 稳定连续发电：可以稳定连续24小时发电，传统发电模式中只有燃气和火电能做到，而风光、水电无法做到。

· 噪音小占地少：运行比较安静，不像锅炉有很大噪音，并且占地面积比较小。

· 燃料多样性与碳捕捉：燃料除天然气、氢气外，还可用甲烷、汽油、柴油等航空燃料，使用碳氢燃料发电时，除自身发电清洁外，还可收集二氧化碳，长远来看可能有碳税收入。

3、与数据中心的匹配性

· 供电稳定性：数据中心24小时不能停电，电网建设慢且数据中心用电量大对电网冲击大，分布式光伏风电无法保证24小时稳定发电，火电海外不批、国内不新增，核能审批时间长，而SOFC是数据中心稳定、清洁供电的完美匹配电源。

· 功率与扩容：功率方面，分布式不需要太多电网设施；扩容非常简单，做成电堆后变成集装箱，可叠加堆放，占地面积小。

· 余热利用与契合度：数据中心产生高温余热，SOFC运行需要高温，可将数据中心的高温余热引来用于反应再发电，二者完美契合，且数据中心用电量未来可能占全球用电量的10%，对SOFC的拉动很大。

4、国内主流应用场景

· 替代锅炉发电：发电效率比锅炉更高，转换效率更高，成本比锅炉更低。

· 替代风光发电：可替代需要削峰填谷的风光发电，因为其能稳定24小时发电。

· 数据中心应用：满足数据中心连续发电且电量和功率需求大的要求。

· 碳减排场景：可用于需要碳排放碳减排的地方，是碳捕捉机器。

· 动力和家用储能：欧洲已有家用SOFC供电，相比分布式供电光伏更稳定，可独立于电网运行，也适用于船舶动力等大功率且场景稳定的情况。

5、成本与经济性

· 设备折旧成本：以GW为单位看似固定资产投资大，但从度电成本看实际很低。如一个GW卖300亿，千瓦3万，设备使用效率假设为10年，一年千瓦折旧3000元，24小时发电一年超8000小时，度电折旧成本约四毛钱，27年成本预计可降，按不同使用年限计算度电成本可降到三毛以内甚至一毛。

· 燃料成本：以天然气为例测算，国内一立方米天然气可发五度电，成本2.7 - 2.8元，度电成本五毛，目前总成本在9毛 - 1.5元，27年可降到6 - 7毛，与电网购电相比具有经济性。

· 补贴情况与市场前景：

· 国内外补贴：美国有设备投资金30%的补贴（到30 - 33年可能下降），中国也开始补贴，如广州财政直接补贴1000元（一个项目最多1000万），深圳给予销售额20%（每年200万）、示范项目投资额30%（奖300万）、园区资助金额50%（最高500万）等补贴。

· 国内市场应用：国内做SOFC的除出口欧美外，在国内园区、社区、矿区、港口和即将兴起的数据中心会有很多应用模式和订单。

相关概念股：

$三环集团(SZ300408)$ 公司已成为全球SOFC电解质隔膜、SOFC单电池的主要供应商。

顺络电子：公司凭借对陶瓷材料、工艺和制成的深厚积累，进入固体氧化物电池(SOC，包括SOFC与SOEC等)及相关行业领域。

$壹石通(SH688733)$ 公司围绕SOC系统进行全产业链自主生产，关键粉体材料、单电池、电堆关键部件，均可实现自主供应;项目处于中试迈向产业化的过渡阶段。

$佛燃能源(SZ002911)$ SOFC系统样机已完成电堆塔的详细设计、测试,以及系统功能的详细设计,现正开展样机组装与调试工作。

大洋电机(002249)：公司在金属支撑固体氧化物燃料电池及电解制氢技术方面进行了产业布局。

凯中精密(002823)：固体氧化物燃料电池的热交换器。

中环环保(300692)：M-SOFC燃料电池项目研发工作正按计划推进。

蜀道装备(300540)：参股企业徐州铭寰拥有SOFC相关技术和专利,已提供过SOFC产品。