据国际能源署(IEA)统计,使用OpenAI的ChatGPT进行一次对话会消耗2.9Wh的电量,耗电量相当于普通谷歌搜索的10倍。随着生成式AI的普及,数据中心的需求激增,导致计算资源紧张和空置率下降,容易造成电网供电不稳定和数据中心能源短缺。IEA统计,2022年全球数据中心消耗的电量高达4600亿kWh,占全球电力总需求的近2%。此外数据中心的碳排放预计在未来十年将持续增长,因此需要在保持性能提升的同时,采用可持续的能源解决方案。
固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,简称SOFC)属于第三代燃料电池,是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学能源转换装置。同时,该发电过程还伴随着大量的热能产生,这些热能可以被有效地回收和利用,用于供暖、热水供应、制冷或其他热能需求。
据最新一期《自然·材料》杂志报道,日本九州大学研究团队研制出可在300℃中温条件下高效运行的新型SOFC,传统的SOFC运行温度通常高达700-800℃,需使用昂贵的耐高温材料,制约了其广泛应用。而新研制的SOFC通过采用负载额外钪的BaSnO₃和BaTiO₃电解质,形成“钪超级高速公路”,在300°C就能实现高效传输,有望推动低成本、低温SOFC的开发,并大幅加快其商业化进程。不过,确保稳定的钪供应和控制成本仍是需要解决的问题。
市场前景:
数据中心领域:目前数据中心电源是SOFC电池最主要的市场,据Global Market Insight测算,2023年全球SOFC市场规模为16.7亿美元,其中41%用于数据中心电源,这部分的规模约6.85亿美元,而2023年数据中心电源市场规模为229.2亿美元。
随着电池进步和成本降低,预计SOFC在数据中心的应用将更广泛,市场份额也将持续增长,预计2027年数据中心用SOFC市场空间有望达到523亿元。
其他领域:除数据中心以外,SOFC具备多种应用领域方向,包括热电联供、离网电源、车用电源、船用电源等领域,行业未来具有较大的增长空间。
根据QY Research《全球固体氧化物燃料电池(SOFC)市场报告2024-2030》报告,预计2030年全球固体氧化物燃料电池(SOFC)市场规模将达到761亿元,2024-2030年CAGR为28.9%。
产业格局:
海外:美国、欧洲、日本等国家基本实现了SOFC的商业化运行。Bloom Energy是全球SOFC引领企业,在2025年取得多个SOFC供电项目,尤其是数据中心电力供应应用的代表性进展。2025年7月,Bloom Energy宣布将在美国的甲骨文云基础设施(OCI)数据中心部署其燃料电池技术,以支持OCI的AI和云计算服务不断增长的需求。截至2025年7月BE公司已完成1.5GW低碳电力部署,其中数据中心领域已超过400MW。
国内:我国的SOFC产业处在工业示范向商业应用的过渡阶段,商业化曙光开始显现。国内SOFC技术已从实验室研发迈入工程化示范阶段,今年以来,以潍柴动力、潮州三环、质子动力、索福人、华科福赛等为代表的企业推动多个项目在分布式发电、热电联供、储能等领域落地运行。
相关企业:
三环集团、潍柴动力、佛燃能源、深圳燃气、壹石通、雄韬股份、顺络电子、蜀道装备、中自科技等国内企业在SOFC领域有一定布局和进展。
$壹石通(SH688733)$ :国内“唯一全产业链企业”,2027年有2GW的产能规划。首个SOFC示范工程(120kW)将在2025年底建成;产品出口欧洲,技术指标达国际先进水平;近80%的良品率远超同行;2026年有小批量销售规划;其SOEC系统产品的高效电解制氢优势,或将成为未来业绩增长的“第二曲线”。
三环集团(300408.SZ):作为Bloom Energy核心隔膜板供应商,单GW订单对应15亿元需求,超60%的毛利率使其成为产业链“现金牛”,2025年随Bloom Energy扩产,订单放量将成业绩爆发催化剂。
$佛燃能源(SZ002911)$ :完成SOFC系统样机电堆塔设计,切入分布式能源赛道,抢占细分市场先机。
$潍柴动力(SZ000338)$ :SOFC产品在潍坊能源集团示范运行超3000小时,验证商业化可靠性,为规模化应用奠定基础。
顺络电子(002138.SZ):布局的高温燃料电池(SOFC)项目预研开展较为顺利,子公司专注于新型高温燃料电池核心技术研发及产品的生产和销售。
面临挑战:
技术层面:尽管日本九州大学已研制出300℃中温SOFC,但行业整体仍需突破“降低运行温度、提升材料稳定性与耐久性”的核心难题。
成本层面:当前SOFC价格偏高,若无法通过规模化生产摊薄成本,其商业化进程将严重受阻。
产业链协同方面:上下游企业配合不足,原材料供应稳定性与价格波动问题,可能成为产业发展“绊脚石”。
应用场景方面:除数据中心外,热电联供、离网电源等领域的针对性研发仍显薄弱,市场开拓任重道远。
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