电力设备行业市场前景及投资研究报告：SOFC加速扩产看好供应链瓶颈

证券研究报告行业报告：行业深度研究2025年12月11日电力设备SOFC加速扩产，看好供应链瓶颈环节行业评级：强于大市（维持

评级）上次评级：强于大市1摘要1、受到电源建设周期及电网输电能力限制，美国电力紧缺给SOFC发展带来新机遇。根据McKinsey和Bloom

Energy预测，美国2025~2030年将新投运55GW数据中心，以满足AI日益增长的数据需求。由于需要等待输电线路升级以及缺少发电能力支撑，美国数据中心通常需要花费数年时间才能获得电网接入，带来较大机会成本。为此AI数据中心越来越倾向于采用就地供电方案。SOFC（固体氧化物燃料电池）可实现模块化交付，50MW系统交付周期在90天以内，100MW系统交付周期在120天以内，相较于燃气轮机3年以上交付周期，可以满足数据中心对于电力供应的迫切需求。2、数据中心负荷波动极大，对供电可靠性要求极高。除了能量转换效率高、燃料选择范围广、无需贵金属催化剂、环境友好、交期短等优势外，SOFC的低冗余配置、功率跟踪优势，使其更适配数据中心需求。⚫低冗余配置：根据BloomEnergy数据，为实现99.9%供电可靠性，100MW的电力供应，通常需要采购130MW燃气轮机，120MW往复式发电机，SOFC只需109MW。且随着供电可靠性要求提高，SOFC的低冗余配置优势会更明显。燃气轮机等通过机械传动部件进行发电，无法实现功率跟踪功能，通常需要搭配电化学储能才能实现离网运行。SOFC搭配超级电容和逆变器，无需电化学储能即可实现功率跟踪，实施匹配负荷端需求波动。这一优势使其在并网模式下，可为电网提供辅助服务，稳定电网电力供应。⚫3、SOFC

LCOE已接近燃气发电，我们认为随着规模化降本成本优势有望进一步体现。根据美国EIA数据，燃气-蒸汽联合循环机组LCOE为64.55$/MWh（简单平均），参考NETL测算，以天然气为燃料的SOFC分布式发电系统LCOE为65.9$/MWh，其经济性已经接近燃气机组。BloomEnergy每年保持两位数降本幅度。随着出货量增长，规模效应进一步体现，SOFC成本预计仍有下降空间，其经济性与燃气轮机发电相比有望更具优势。4、全球SOFC进入加速扩产阶段：1）Bloom

Energy累计出货1.5GW，其中超400MW应用于数据中心。BloomEnergy现有产能1GW，计划2026年底扩产至2GW。2）Ceres

Power通过技术授权方式与潍柴、斗山、台达、电装、特迈斯等制造厂商合作，斗山已建成50MW产能，台达产能预计26年底投产，潍柴也有扩产计划。建议关注产业链相关标的振华股份、潍柴动力。5、风险提示：北美电力需求不及预期，与燃气轮机等其他发电形式竞争的风险，测算具有一定主观性，仅供参考。21SOFC：美国电力紧缺的新选择✓

AI数据中心推动美国电力需求增长✓

电力供应和电网输电能力双重限制下，数据中心转向就地发电方案✓

S

OFC模块化运行、交付周期短，可匹配数据中心用电需求3数据中心推动美国电力需求大幅增长

2024年美国在运数据中心规模25GW，2030年预计超80GW。根据McKinsey和Bloom

Energy预测，美国2025~2030年将新投运55GW数据中心。其中包括已经公告的20GW项目，未来5年还会有至少35GW数据中心项目陆续公布，以满足AI日益增长的数据需求。

2024~2030年，数据中心电力需求增长约428TWh，电力需求占比由4.3%提升至11.7%。根据McKinsey和Bloom

Energy预测，过去20年美国电力需求相对平稳，但随着AI数据中心需求增长，2025年预计新增83TWh电力需求。数据中心负荷预计占到未来美国新增电力需求的30%~40%。2024~2030年美国数据中心电力需求将新增428TWh，CAGR约23%，数据中心电力需求占比预计由2024年的4.3%提升至2030年的11.7%。图：2025~2030年美国预计新增55GW数据中心图：数据中心拉动美国电力需求大幅增长资料：BloomEnergy、McKinsey，天风证券研究所4数据中心面临电网接入问题

受到电源供应及电网输电能力限制，美国数据中心建设面临电网接入问题。大型数据中心通常需要数百MW电力供应，由于需要等待输电线路升级以及缺少发电能力支撑，美国数据中心通常需要花费数年时间才能获得电网接入，带来较大机会成本。通常，数据中心建设需要1.5~2年时间。但发电厂建设需要3~5年，输电线路的规划、审批、建设需要花费数十年时间。大量数据中心项目建设面临电网接入延期风险。

数据中心对于供电可靠性要求极高，要求24小时不间断供电、快速需求响应（爬坡）以及高冗余度。即便数据中心顺利接入电网，也有可能因电厂发电能力不足、输电线路阻塞面临断电风险。图：电源、电网建设周期远超数据中心资料：Gridlab、天风证券研究所5为解决电力供应问题，数据中心转向就地发电

为应对电力供应面临的挑战，数据中心正寻求就地发电（onsite

power

generation）解决方案。根据Bloom

Energy调研数据，到2030年，预计有38%的数据中心将采用就地发电，这一数字预计到2035年将升至近50%。预计到2030年，有27%的数据中心将完全依赖就地发电作为主要电源。

SOFC交付周期短，更能满足数据中心电力供应需求。就地发电（onsite

power

generation）方式包括燃气轮机（Turbines）、燃料电池、往复式发动机、光伏、地热能、小型模块化反应堆（SMRs）等。根据Bloom

Energy统计，已经公告的数据中心中，以燃气轮机和燃料电池为主。相较于燃气轮机3年以上交付周期，SOFC（固体氧化物燃料电池）可实现模块化交付，50MW系统交付周期在90天以内，100MW系统交付周期在120天以内，可以满足数据中心对于电力供应的迫切需求。图：数据中心采用就地发电方案满足电力需求资料：BloomEnergy、天风证券研究所62SOFC更匹配数据中心电力需求✓

能量转换效率高、燃料选择范围广、无需贵金属催化剂、环境友好✓

模块化设计交付周期短，可为AI数据中心提供快速电力接入✓

低冗余配置即可实现高可靠供电✓

功率跟踪功能，更匹配AI数据中心负荷7SOFC材料成本低、效率高、燃料适应性强，主要应用于固定式发电领域

燃料电池通过电化学反应将化学能直接转换成电能，不需经过从燃料化学能→热能→机械能→电能的转变过程，不受卡诺循环限制，兼具效率高、排放低、安全无噪音等优点。根据电解质材料的不同，燃料电池可分为五大类：质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）

和固体氧化物燃料电池（SOFC）。

全球范围燃料电池的主要技术路线目前以PEMFC和SOFC为主。✓

以氢气为能源、低温运行的PEMFC，在以新能源汽车为代表的交通领域有广阔的发展空间。✓

SOFC的材料成本较低，因为其电催化剂无需使用贵金属；能量转换效率较高，自身发电效率接近60%，若将回收的热能再利用，能源效率可达90%左右；燃料适应性强，可使用氢气，不要求高纯度，特别是可直接使用各种含碳燃料（天然气、生物质气、汽油、柴油、乙醇等）。因此SOFC应用前景广泛，在固定式发电应用领域更为突出。8SOFC占全球燃料电池出货10%

根据ERM数据，2022年全球燃料电池出货2,492MW，YoY

+7.6%。其中，PEMFC、SOFC出货分别为2,151MW、249MW。✓

PEMFC下游主要应用于车辆和微型热电联供市场。按MW容量计算，汽车（以韩国为主）、卡车，公共汽车（以中国为主）贡献了主要出货。日本是微型热电联供的主要出货市场；✓

SOFC出货占全球燃料电池出货10%左右（按MW容量计算），其中Bloom

Energy为出货主力，Ceres、Bosch虽持续投入研发，但实际出货有限。图：全球燃料电池出货量（按数量）图：全球燃料电池出货量（按功率）资料：ERM、天风证券研究所9SOCF发电原理

SOFC采用固体氧化物陶瓷（通常为氧化锆）电解质，起传递푂2−离子及分离空气和燃料的双重作用。其工作原理为：电堆阳极燃料来自碳氢化合物重整后的氢气，通过阳极的多孔结构扩散到阳极与电解质的界面；电堆阴极持续通入空气，具有多孔结构的阴极表面吸附氧，由阴极本身的催化作用，使푂2得到电子变为푂2−进入电解质固体离子导体，由浓度梯度引起扩散，到达阳极界面，与阳极燃料发生反应，失去的电子通过外电路回到阴极，发出电能。图：SOFC工作原理资料：BloomEnergy、天风证券研究所10SOCF系统主要结构

SOFC系统可分为电堆（Stack）和外围BOP（Balance

of

Plant）辅助单元。电堆是燃料电池核心。围绕着电堆的外围辅助单元有空气供给预热单元、燃料供给（重整）单元、尾气回收单元、电管理单元以及控制单元。

SOFC通常由阳极、电解质、阴极构成一个完整的电池反应单元，每个这样的重复单元之间通过连接体连接，就构成了一个燃料电池的单电池结构。而为了供给足够的电能，SOFC通常由多个单电池组装成电堆使用。图：SOFC系统结构组成图：SOFC发电单元和系统集成图：SOFC发电系统示意图资料：势银能链公众号、《基于固体氧化物燃料电池的高效清洁发电系统》（曹静等）、天风证券研究所11SOFC交付周期短，低冗余配置即可实现高可靠供电

除了能量转换效率高、燃料选择范围广、无需贵金属催化剂、环境友好等特点外，SOFC模块化设计交付周期短、低冗余配置即可实现高可靠性、具备功率跟踪功能等特性，使其更符合数据中心供电需求。

BloomEnergy的Energy

Server产品采用模块化设计，50MW产品可在90天内完成交付，100MW产品可在120天内完成交付。不依赖于传统电网并网流程，可为数据中心提供快速电力接入。

尽管SOFC单kW资本投入较小型燃气轮机要高10%~15%，但只需更小的冗余配置即可实现相同可靠性。根据BloomEnergy数据，为实现99.9%供电可靠性，100MW的电力供应，通常需要采购130MW燃气轮机，120MW往复式发电机，SOFC只需109MW。且随着供电可靠性要求提高，SOFC的低冗余配置优势会更明显。图：SOFC可随数据中心算力增长实现模块化配置图：SOFC低冗余配置即可实现高可靠性资料：BloomEnergy、天风证券研究所12SOFC可实现功率跟踪，动态匹配数据中心负荷

燃气轮机等通过机械传动部件进行发电，无法实现功率跟踪功能，通常需要搭配电化学储能才能实现离网运行。SOFC搭配超级电容和逆变器，无需电化学储能即可实现功率跟踪，实施匹配负荷端需求波动。当用电负荷快速提升时，通过超级电容放电满足瞬时功率需求。SOFC可实现输出功率40%到100%快速爬坡，一旦输出功率达到负荷要求，再对超级电容充电以满足下一次放电需求。

SOFC功率输出范围大，可为电网提供辅助服务，稳定电网电力供应。虽然燃气轮机等方式也可提供辅助服务，但是调节范围有限。且在燃气轮机部分出力的情况下，燃烧效率大幅下降，碳排放强度大幅提升。SOFC在输出功率变化时，燃烧效率几乎没有变化，碳排放量也不会有大幅变化。图：通过配置超级电容SOFC可实现功率跟踪表：低负荷下SOFC依然保持高效率、低排放资料：BloomEnergy、天风证券研究所13SOFC发电已初具经济性

以天然气为燃料的SOFC度电成本已经接近燃气机组水平。根据美国EIA数据，燃气-蒸汽联合循环机组LCOE为64.55$/MWh，若叠加碳补集（CCS）则LCOE可下降至48.78$/MWh（均为简单平均）。参考NETL测算，以天然气为燃料的SOFC分布式发电系统LCOE为65.9$/MWh，以氢气为燃料的SOFC分布式发电系统LCOE为164.0$/MWh。可见，SOFC若以天然气为燃料，其经济性已经接近燃气机组。图：美国不同发电方式LCOE图：不同SOFC

LCOE及成本构成资料：EIA、NETL，天风证券研究所14随着规模化降本，SOFC度电成本预计仍有下降空间

根据BloomEnergy年报，2023年公司SOFC系统出货268MW，测算销售均价3.64$/W。2024、2025年前三季度公司营收仍保持增长，YoY分别+10.5%、38.3%。过去十余年时间中，Bloom

Energy每年均保持两位数降本幅度。

美国能源部早在2000年就启动了SOFC项目，制定了电堆成本225$/kW、系统成本900$/kW、效率超过60%、4万小时运行时间内衰减不超过0.2%/1000h的目标。我们认为，随着出货量增长，规模效应进一步体现，SOFC成本预计仍有下降空间，其经济性与燃气轮机发电相比有望更具优势。Bloom

Energy出货及价格成本BloomEnergy营收及毛利率14.7300250200150100505432101612830%26813.34.673.6527.5%12.527.9%12.025%20%15%10%5%2283.912.513.862.709.720.9%20.3%1883.532.513.642.357.97.914.8%13312.4%12.4%119400%02019A2020A2021A2022A2023ASOFC出货（MW）SOFC销售均价（$/W）单位成本（$/W）营业收入（亿美元）毛利率资料：BloomEnergy、天风证券研究所153SOFC加速扩产，建议关注振华股份、潍柴动力✓

Bloom

Energy现有产能1GW，计划2026年底扩产至2GW✓

Ceres

Power通过技术授权方式与潍柴、斗山、台达、电装、特迈斯等制造厂商合作，斗山已建成50MW产能，台达产能预计26年底投产，潍柴也有扩产计划✓

建议关注振华股份、潍柴动力16Bloom

Energy在手订单充足，计划2026年底产能翻倍至2GW

BloomEnergy是全球SOFC领域龙头，2010年推出固体氧化物燃料电池微型电站，为苹果、谷歌等数据中心，沃尔玛、宜家等商场办公楼，AT&T、Fedex等移动基站集散中心提供分布式电源。Bloom

Energy已在全球超过1,200个项目中部署了1.5GW低碳电力，其中应用于数据中心的项目超过400MW。

Bloom

Energy现有产能1GW，计划2026年底扩产至2GW。表：Bloom

Energy签订的合作协议时间合作方合作内容项目规模Brookfield将投资至多50亿美元用于部署Bloom

Energy的燃料电池技术。两家公司正积极合作，参与全球AI工厂的设计和建设，其中包括将在今年年底前宣布的欧洲工厂项目。2025/10/13Brookfield$5

billion2025/7/242025/4/1OracleBloom

Energy将在Oracle

Cloud

Infrastructure的部分数据中心部署其燃料电池技术。Conagra

Brands为Conagra

Brands部署6MW项目，并签署15年将满足其旗下工厂70%~75%电力需求。6MW进一步扩大与Equinix的长期合作关系，累计合作容量超100MW，为Equinix位于6个州的19个数据中心提供电网之外的额外电力供应。与Chart

Industries建立碳捕集合作伙伴关系，将利用天然气和SOFC产生近零碳、持续稳定的电力供应。2025/2/202025/2/13Equinix105MWChart

IndustriesHPS

Investment

Partners、

与由HPS

Investment

Partners（HPS）和Industrial

Development

Funding（IDF）管理的部分基金建立项目2024/12/112024/11/142024/11/7Industrial

DevelopmentFunding融资合作伙伴关系。HPS和IDF将用1.25亿美元购买19MW由Bloom

Energy提供的Energy

Server能源服务器，以及微电网解决方案。19MW1GWAmerican

Electric

Power

与AEP签署1GW长期供货协议，其中2025年订单规模100MW。扩大与中国台湾广达的合作规模，为其服务人工智能产业的关键硬件生产提供电力支持。根据新协议，SOFC装置的装机容量将增加超过150%，规避接入公用电网的延期损失，以满足其快速增长的订单需求。Quanta

Computer2024/11/72024/11/7SK

Eternix与SK

Eternix合作开发80MW项目，将为韩国的两个生态园区提供电力，项目预计于2025年开始商业运营。

80MWFPM

Development与FPM

Development签署20MW供应协议，预计2024年底交付。与CoreWeave建立战略合作伙伴关系，Bloom

Energy将部署其SOFC，将为其数据中心提供现场发电，预计将在2025Q3投运。20MW2024/7/162024/6/62024/5/9CoreWeaveSembcorpIntel与Sembcorp达成合作，以满足新加坡的能源需求。与Intel达成电力容量协议，将在其位于加利福尼亚州圣克拉拉的数据中心安装更多兆瓦（MW）的SOFC。最终将成为硅谷单体最大的燃料电池供电的数据中心。SK

ecoplant承诺在2027年前购买500MWEnergy

Server。该交易预计将在20年内为Bloom

Energy带来约15亿美元的产品收入和30亿美元的服务收入。2023/12/26SK

ecoplant500MW资料：BloomEnergy、天风证券研究所17Ceres

Power：技术授权轻资产运行，合作伙伴加速扩产

Ceres

Power总部位于英国，是世界领先的清洁能源技术公司，其产品主要包括用于发电的燃料电池和用于生产绿氢的电解槽。CeresPower独特的SteelCell®金属支撑技术结合了坚固性、高效性和低成本制造的优势。Ceres

Power主要通过轻资产、技术授权模式运行，将SteelCell®技术应用于大规模能源产品中。合作伙伴包括潍柴（Weichai）、斗山（Doosan）、台达（Delta）、电装（Denso）、特迈斯（Thermax）、壳牌（Shell）等全球领先企业。

Ceres

Power的合作伙伴中，Doosan

50MW工厂已经投产，预计2025年底前完成首次销售。Delta的中国台湾产能预计2026年底开始正式生产。潍柴动力也获得Ceres授权，计划在国内建造SOFC电池和电堆生产工厂。表：Ceres

Power主要合作方及进展合作方合作领域具体内容进展潍柴计划建造一座生产SOFC电池和电堆的制造工厂，将使用Ceres提供的关键组件，用于AI数据中心、商业建筑和工业电力领域。潍柴动力SOFCDoosanDeltaSOFCDoosan已正式开始量产采用Ceres技术的SOFC产品，产能规模50MW，预计2025年底前完成首次销售。Delta宣布在中国台湾购置土地和工厂设施，总投资69.5亿新台币，用于生产基于Ceres技术的SOFC产品，应用于数据中心电力、微电网及其他能源基础设施领域。Thermax获得Ceres基于SOEC电解槽技术的电堆和BOP系统授权，计划建立电解槽制造工厂、培育供应链，并本地化生产关键组件。SOFC/SOEC预计2026年底开始生产ThermaxDensoSOECSOEC与Denso签署长期授权协议，Denso将采用Ceres技术生产SOEC用于氢能领域。Ceres自2022年就与壳牌合作，已在印度班加罗尔的壳牌研发设施部署了一套1MW

SOEC系统。与Shell合作设计SOEC模块，模块可扩展至数百MW，用于合成燃料、绿氨和钢铁等大规模工业应用。ShellSOEC资料：Ceres

Power、Delta官网、天风证券研究所18SOFC中金属连接件需要用到铬合金

SOFC包含由连接件间隔开的多个燃料电池，连接件用于邻近电池之间的电连接。连接件是SOFC系统中价值量最高的零部件，成本占比达一半以上。根据材料不同，可分为陶瓷连接件和金属连接件。陶瓷连接件的成本较高。根据原材料成本测算，采用陶瓷连接件的平板式SOFC电堆成本高达300$/kW。若采用金属连接件，成本可降至70$/kW。

通过采用更薄的电解质膜，以及更高活性的电解质材料，SOFC的运行温度可从1000℃降至600~800℃。这使得采用更低成本的金属连接件替代陶瓷连接件成为可能。金属连接件一般为铬合金、镍基合金和不锈钢等材料，SOFC对铬的需求就来自于金属连接件。表：陶瓷和金属连接件对比陶瓷连接件1000℃300$/kW金属连接件600~800℃70$/kW工作温度SOFC电堆成本优势稳定成本低需要额外涂层解决铬挥发、阴极中毒问题劣势成本高资料：《Recent

progress

ofhigh-performanceinterconnectors

for

SOFC:

From

materials,

protective

coatings,

optimizing

strategies,

towards

the

real

stack19applications》（Yingzhen

Hu等）、天风证券研究所金属铬上游铬盐受到环保严格限制，面临供给瓶颈

金属铬的上游是重铬酸钠，铬盐（主要是重铬酸钠、红矾钠等产品）是非冶金领域的基础铬产品，生产过程中排放的废渣含有1.6%-3.8%左右的六价铬（主要是Cr2O6、Na2Cr2O7）。

而研究表明，水溶性六价铬具有较强的致癌和致突变特性，是国际公认的47种最危险的废物之一。六价铬的生产有很强的准入门槛，全国自2013

年以来原则上就已不再新增布点，因此铬盐产能受到环保严格限制。振华股份2024年年报披露，近十年来，国内铬盐行业基本无新进入企业与新投产项目，行业供给增量主要于公司的技改。

重铬酸钠需求受益于燃气轮机、航空发动机、SOFC等领域拉动。下游金属铬需求约占重铬酸钠产量的25%~27%。金属铬大约60%左右用于高温合金，约15%左右用于铝基、铜基的特种合金，15%用于特种焊接材料，溅射靶材等材料用途占比约5%，其他零散用途约占5%。在高温合金领域，大约50-60%用于航天航空，20%左右用于电力设备，大型的精密器件在核工业、化工、冶金等行业也会广泛用到高温合金。表：铬盐和金属铬产业链金属铬下游需求构成其他5%溅射靶材5%电力设备航天航空特种焊接材料20%高温合金55%15%60%大型精密器件及特种合金15%其他

25%资料：振华股份公告、天风证券研究所20建议关注振华股份

振华股份深耕铬盐行业多年，有着丰富的技术积累，是国内铬盐行业唯一的上市公司，截至2024年末，公司拥有约15万吨/年的重铬酸钠设计产能，2024年实现铬盐序列产品（折重铬酸钠）产量约26万吨，预计重庆生产基地搬迁完成后，公司铬盐序列产品（折重铬酸钠）产量可提升至35万吨以上，进一步夯实公司行业龙头地位。

2020~2024年，振华股份通过技改提升、兼并收购，产量由20年13.6万吨增长到24年26万吨，接近翻倍。公司毛利率较竞争对手（银河化学）高出10~12pct，体现成本优势。若因燃气轮机、航空发动机、SOFC等领域需求