机械设备行业装备新科技深度报告：AIDC电力建设高景气SOFC规模化应用奇点将至

目录TOC\o"1-2"\h\z\uAIDC电力短，SOFC规模化应奇点将至 4SOFC：第三代燃料电池新秀 4数据中心电力短缺，SOFC商业化有望加速 6SOFC商业化望加，国内商持受益 9资建与投标的 12潍柴动力 12振华股份 13三环集团 13春晖智控 14风险提示 14图表目录图1：固体氧化物燃料电池原理 4图2：SOFC系统主要包括电堆和外围BOP辅助单元 5图3：目前市场上的SOFC元组件设计主要包括管式和平板式 5图4：平板式SOFC主要结包括连接体、阳极、电解质和阴极薄膜等 5图5：天然气发电平准化度电成本低，且对燃料价格变动不敏感 6图6：2024年天然气在美国据中心供电中占比高 7图7：天然气在数据中心的电比例有望上升 7图8：BloomEnergy325kW能源服务器流程图 8图9：全球数据中心SOFC场规模有望高速增长 9图10：2024年数据中心已为SOFC的重要应用场景 9图近年BloomEnergy司营业收入高速增长 10图12：BloomEnergy公司品收入逐季环比提升 10图13：潍柴动力近年来营收速稳健 12图14：潍柴动力近年来归母利润呈现修复 12图15：振华股份近年来营收速稳健 13图16：振华股份近年来归母利润增速较快 13图17：三环集团近三年来营增长呈现加速 13图18：三环集团近三年来归净利润增长呈现加速 13图19：春晖智控近三年来营平稳增长 14图20：春晖智控近三年来归净利润呈现波动 14表1：SOFC拓宽了燃料气的选择，且不需要贵金属催化剂 4表2：不同类型SOFC性能比 6表3：SOFC的交付周期和电效率较燃气轮机具备优势 8表4：海外部分SOFC厂商况 9表5：BloomEnergy公司2026年来持续获得数据中心订单 表6：国内SOFC链主要厂梳理 AIDC电力短缺，SOFC规模化应用奇点将至SOFC：SOFC能够直接将燃料的化学能转换为电能，且具备较高的发电效率。固体氧化物燃料电池（SolidOxideFuelCell，SOFC）是第三代燃料电池，其继承了燃料电池的各种优点，能够将燃料的化学能直接转化为电能，其原理是：阴极的氧气（空气）得到两个电子变成氧离子，固体氧化物燃料电池的电解质只容许氧离子通过，从而氧离子穿过电解质与阳极的燃料发生反应，电子通过外电路到达阴极，从而驱动负载做功。因不受卡诺循环限制，其理论能量利用效率可达到40%~80%。与其他燃料电池相比，SOFC拓宽了燃料气体的选择。除了H2以外，CO、汽油、石油、天然气等碳氢化合物都可作为燃料气体，且不需要贵金属催化剂，大大降低了成本。全固态结构，更易于模块化，作为分散式和应急式电源具有广阔的前景。图1：固体氧化物燃料电池原理《固体氧化物燃料电池技术发展概述及应用分析》仙存妮表1：SOFC拓宽了燃料气体的选择，且不需要贵金属催化剂池池池导电离子O²池池池导电离子O²⁻OH⁻H⁺CO₃²⁻H⁺电解质Y₂O₃稳定ZrO₂(YSZ)KOH溶液H₃PO₄Li₂CO₃-K₂CO₃全氟磺酸膜阴极Sr掺杂LaMnO₃Pt-AuC聚四氟乙烯键合PtLi掺杂NiOC聚四氟乙烯键合Pt阳极Ni/YSZPt-PdC聚四氟乙烯键合PtNiC聚四氟乙烯键合Pt连接体掺杂LaCrO₃Ni玻璃碳Ni涂覆铜石墨工作温度800~1000℃100℃205℃650℃70~90℃燃料天然气、甲醇、石油、煤H₂天然气、甲醇、轻油天然气、甲醇、石油、煤H₂、甲醇、乙醇系统电效率50%50%~60%40%50%40%

碱性燃料电池 磷酸盐燃料电池 熔融碳酸盐燃料

质子交换膜燃料电1.可用空气做氧化优点 剂。2.用天气甲烷作料。

1.启动快。2.室温常压下工作。

1.CO₂成本相对较低。

1.

3.4.启动迅速。《固体氧化物燃料电池技术发展概述及应用分析》仙存妮SOFC系统可分为电堆（Stack）和外围BOP（BalanceofPlant）辅助单元。电堆是燃料电池核心，是将化学能直接转化电能的装置。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。图2：SOFC系统主要包括电堆和外围BOP辅助单元《基于固体氧化物燃料电池的高效清洁发电系统》曹静,王小博,孙翔,罗志斌平板式SOFC是当前SOFC单元组件设计的主流。目前市场上广泛使用的SOFC单元的组件设计形式大体分为管式设计和平板式设计两类。传统管式SOFC优势在于不存在高温密封难题，且具有良好的长期稳定性，故一直受到研究人员的青睐，但由于其结构原因导致长的电流路径而使SOFC牙等。平板式设计具有更短的电流路径和更低的欧姆极化阻抗，从而具有更高的电性能和输出功率密度；且平板式设计更容易采用低成本、批量化的制备工艺，如丝网印刷和流延成型等，其主SOFCSOFCSOFC流。3SOFC式

图4：平板式SOFC主要结构包括连接体、阳极、电解质和阴极薄膜等 纳米网，中国粉体网 《基于固体氧化物燃料电池的高效清洁发电系统》曹静,王小博,孙翔罗志斌电解质支撑型的SOFC运行稳定性高，并在千瓦级示范系统中表现出良好的性能。根据SOFC的支撑类型不同，单电池的结构可分为自支撑和外部支撑。在自支撑结构里，通常由电池组件中最厚的一层提供结构支撑功能。自支撑系统主要包括阳极支撑（AS-SOFC）、阴极支撑（CS-SOFC）和电解质支撑（ES-SOFC）。外部支撑的配置可以使用多孔基板支撑或连接支撑，主要包括金属支撑型SOFC(MS-SOFC)。其中，ES-SOFC具有结构稳定性高、输出性能稳定和成本低的优点，BloomEnergy公司已经成功推出千瓦级/兆瓦级的ES-SOFC系统。2SOFCES-SOFC项目电解质支撑型SOFC

AS-SOFC阳极支撑型SOFC

CS-SOFC阴极支撑型SOFC

MS-SOFC金属支撑型SOFC结构结构优点缺点代表公司

电解质致密电化学稳定成本低电导率低运行温度高材料寿命短BloomEnergy、IKTS、关西电力

欧姆阻抗小输出功率高抗热循环性差燃料选择性低DelphiFuelCellEnergy、TopsoeCell、Convion

燃料选择性高浓差极化大阴极材料制备复杂成本高西屋公司

欧姆阻抗小电池启动快易于加工和密封金属材料易氧化制备工艺复杂潍柴动力、CeresPower《固体氧化物燃料电池支撑体研究进展》王亚丽,李晓艳,孙航宇等，东方证券研究，SOFC电力成为北美数据中心瓶颈，燃气发电将成为数据中心重要供电源。AI10-25MW100MW性推动全球数据中心用电量快速增长。北美电网基础设施老化严重，难以满足数据中心对供电连续性的高要求，截至2024年单个电力负载项目从并网请求到商业运营所需时间的中位数已延长55平准化度电成本低、输出稳定性高、建设周期短，天然气发电将成为数据中心业主的主流选择之IEAWorldEnergyOutlook2025》，2030AI20245倍，燃202440%2035260TWh50%。图5：天然气发电平准化度电成本低，且对燃料价格变动不敏感Lazard图6：2024年天然气在美国据中心供电中占比高 图7：天然气在数据中心的电比例有望上升 《WorldEnergyOutlook2025》IEA，东方证券研究 WorldEnergyOutlook2025》IEA当前SOFC在数据中心发电应用占比有较大提升空间。据 汽车组3月19日外发报告《海外燃气发电供不应求，国内供应链迎来成长新机遇》中梳理，燃气轮机、燃气发电机、SOFC均能满足数据中心主电源需求，其中燃气轮机单机功率及效率高、占地面积小、长期成本较低，是海外数据中心的主流选择，但从最新的边际变化来看，燃气轮机的紧缺情况还在加强。西门子近期在其电话会中，将未来几年燃机行业的年均需求上修至约110-120GW，显示对未来几年燃气轮机需求的乐观预期。价格方面，GEV公司26Q1表示目前新签订单较25Q4压订单的价格相比有10%-20%的增，预计二季度的价格增长将非常强劲。数据中心电力短缺，SOFC发电快速部署的优势凸显。近期，固体氧化物燃料电池行业龙头厂商BloomEnergyBrookfieldAssetManagementAI2502025次扩容“反映了超大规模数据中心运营商和人工智能基础设施开发商对快速、可靠且对社区友好的BloomEnergyNebiusSOFC发电快速部署的优势具备稀缺性，部分数据中心客户愿意为此付出较高初始投资，展SOFC装机量的加速增长。表3：SOFC的交付周期和发电效率较燃气轮机具备优势设备燃气轮机燃气发电机固体氧化物燃料电池柴油发电机主要用途占比高主电源中低备用电源-工作原理

空气经压缩后与燃料混合燃烧，高温高压燃气推动涡轮叶片旋转做功

类似柴发，燃气与空气混合后点燃，燃气燃烧热能转化为机械能

高温电化学反应直接将燃料的化学能转化为电能和热能

高压雾化柴油与空气混合后点燃，通过活塞往复运动将柴油燃烧热能转化为机械能燃料燃气等纯氢、燃气等柴油做功方式涡轮旋转运动活塞往复运动-活塞往复运动燃烧过程燃烧室内连续流动燃烧封闭气缸内间歇燃烧电化学封闭气缸内间歇燃烧功率 高，十几到几十

高速机功率一般在2-4MW，中速机功率一般在6-23MW

单个发电机

差异较大，范围包括6-5000KW，数据中心一般采用大功率柴发初始投资 1600-2000美元/KW，机成本数千万美元

约100万美元/MW 3000-4000美元/KW 相同功率单机成本显著低于燃气发动机交付周期 长，2-3年，交付周期续拉长

中，1-2年，后续交付周期逐步缩短

部署速度快，以月为单位 1年左右发电效率 35%-40%，联合循环可达60%

50%-65%，热电联供效率40%-50% 超85%

34%-45%尾气污染 单位排放较低，但功率大 中等，主要污染物为氮氧化物等

极低 较高，排放氮氧化物和粒物较多优势 单机功率及效率高，占面积小，长期成本较低

部署快、灵活性强、并联扩展空间大，适合中小型数据中心

效率高、燃料灵活、环保 价格便宜、部署快劣势 交付周期长 单机功率及效率偏低 初始投资高，寿命相对较短

发电成本较高Semianalysis，燃气轮机聚焦，氢枫，卡特彼勒，潍柴动力，科霖源，Cheersonic，东方证券研究SOFC比传统交流电源方案，更加适配800V直流供电架构。SOFC的直流输出能力与新一代800VAC/DC不仅提升了能源效率，还省去了变压器、整流器等昂贵设备。同时，系统架构的简化进一步降低UPS和备用柴油发电机的依赖，实现了供电系统的高效化与极简化。图8：BloomEnergy325kW能源服务器流程图要点氢能，BloomEnergy数据中心已成为SOFC重要应用场景，全球数据中心SOFC市场有望高速增长。SOFC清洁环保、发电效率高、部署快等优势，数据中心已成为SOFC重要的应用场景，数据显示，2024年数据中心应用占比达到近40%。我们参考Hanwha等机构对于数据中心电力需求的预测，2030SOFC19%测算发现，2030SOFC市场空间302亿美元，2026-203050%。图9：全球数据中心SOFC场规模有望高速增长 图10：2024年数据中心已为SOFC的重要应用场景Hanwha，SightlineClimate，Semianalysis，东方证券研究测算 fortunebusinessinsightsSOFC商业化有望加快，国内厂商持续受益当前SOFC尚处于商业化的初级阶段。BloomEnergy(BE)公司是行业内公认技术能力最强的公司。除此之外，欧洲具有一批成功实现产品化的公司，如CeresPower、Sunfire、SolidPower、Elcogen、Convion、Topose等，欧洲的固体氧化物燃料电池市场主要应用为微型热电联供。CeresPowerSOFCSOFC技术授权，通过韩国斗山、台达电子、潍柴动力等合作伙伴进行制造。日本固体氧化物燃料电池主要包括家用型（千瓦级）以及电厂型（兆瓦级及以上），主要厂商包括三菱重工、京瓷、爱信等。表4：海外部分SOFC厂商情况厂商 国家/地区 产品进展BloomEnergy 美国 采用模块化设计理念——由单个325kW块灵活组合，从千瓦级扩展至数百兆瓦乃至吉瓦级系统。公司2026年来数据中心订单持续爆发。CeresPower 英国 CeresPower是一家英国公，是新一代、低成本金属支撑燃料电池技术SteelCellTM2019年，CeresPower宣布成功开发了首个专为氢燃料设计的零排放热电联产系统。Ceres以其轻资产、许可的商业模式，已经与韩国斗山、潍柴动力等公司建立了合作关系。韩国斗山 韩国 公司与英国CeresPower合作，其SOFC产品已开始量产。三菱重工 日本 日本三菱与日立集团合资成立的电力公司已成功研发出250kW氧化物燃料电池‒微型燃气轮机（MGT）系统，并在日本推广应用各公司官网，《我国固体氧化物燃料电池产业发展战略研究》胡亮,杨志宾,熊星宇等，全球氢能网，东方证券研究SOFC龙头收入持续增长，订单高增显示下游需求旺盛。BloomEnergy(BE)公司业务主要包括产品、安装、服务、电力四个板块，其中产品板块收入主要是其核心产品EnergyServer燃料电池系统的销售收入。从近年公司的营收情况来看，受益数据中心发电项目高速增长，2025营业收入呈现加速增长。2023-2026Q1，公司分别实现了营业收入13.33、14.74、20.24、7.5111.20%、10.53%、37.33%、130.37%2025年起，BEEquinix、甲骨文等公司的订单，SOFCSOFC产品收入保持高速增长的同时，毛利率基本保持了稳定，体现出其下游需求的旺盛。图11：近年BloomEnergy司营业收入高速增长 图12：BloomEnergy公司品收入逐季环比提升同花顺 ，东方证券研究 同花顺 ，东方证券研究2026年初以来，SOFC商业化呈现加速。AI26BE公司持续获得了较多数据中心订单，如26年4月，甲骨文扩大与BE公司的合作，签署最高2.8GW1.2GW2026-2027年交付。265月，NebiusBEBloomEnergyBrookfieldAssetManagementAI502502025年的初始规模翻五倍。按照行业惯例，燃料电池项目的融资额度一般与设备供应合同挂钩，提高融资规BloomEnergySOFC30/GW1.7GW8.3GWBloomEnergy订单的可见度。BE公司此前扩产目标为26年度实现2GW5GW的产能，因此收入增长的速度受制于客户建造设施的速度，而非公司的产能。由此我们判断，伴随可融资装机规模的扩张，SOFC订单有望高速增长，商业化进程有望加速。表5：BloomEnergy公司2026年来持续获得数据中心订单时间 合作方 合作详情2026年6月 BrookfieldAssetManagement AI电力项目融资合作规模从50亿美元大幅扩大至250亿元，较2025年的初始规模翻五倍在协议期限内，NEBIUS将支付每月服务费，合计最高达26亿美元，用2026年5月 Nebius

于购买供电系统的容量及电力。所提供的电力容量预计将分三个阶段上线，保证容量约为250MW，系统装机容量约为328MW。2026年4月 甲骨文 BloomEnergy公司与甲骨文司签署最高2.8GW框架协，其中首批1.2GW已签约并启动部署，预计在2026-2027年交付。2026年1月 AEP AEP宣布与BloomEnergy成价值26.5亿美元的固体氧物燃料电池采购协议。智通财经，格隆汇，东方证券研究（注：非完全统计）SOFC产业规模化应用有望加速，国内SOFC链厂商受益。BloomEnergy订单可见度的明确提SOFC产业规模化应用加速。SOFCSOFC布局，其中，潍柴动力通过与希锂斯在电池电堆层面签订了技术许可协议，全面掌握了电池、电SOFC26SOFC系统的生产能力。SOFC部件层面，量产有望带动国内燃料电池隔膜片、金属连接体、温度控制器等零部件以及金属铬等原材料厂商订单的增长。表6：国内SOFC链主要厂商梳理公司名称 产品 产品进展2025年11月，公司与希锂斯在电池电堆层面签订了技术许可协议，这意味着公司可全潍柴动力 SOFC系统振华股份 金属铬（连体）SOFC

面掌握电池、电堆、系统、电站的核心技术。公司正全力加速推进SOFC产能建设，致力于在26年内实现批量产能落地。BE作为电力设备制造商，对公司铬材料的需求预计将通过中游的器件厂商间接实现。公司已与BE供应链上多家金属连接件厂商进行了接洽或直接合作。BE公司燃料电池隔膜片的主要供应商。公司成功开发了50kWSOFC热电联供系统，功三环集团

SOFC

率密度提升了43%，并已进行了超过2000小时的可靠性测试，初始发电效率达到65%，热电联供效率达到90%以上。公司已落地300kWSOFC示范项目。春晖智控 温度传感器 BE公司为公司拟收购的参股公司春晖仪表的第一大客户。公司SOFC产品处于研发中试向产业化过渡阶段，电池片、电堆已具备年产MW级小批壹石通 SOFC系冰轮环境 SOFC系

量生产能力，关键粉体材料、单电池、电堆及主要部件等产业链核心环节，均可实现自主供应。公司首套8kW级固体氧化物燃料电池（SOFC）系统已完成安装及试运行。2022SOFC的输出特性SOFC电堆密封材料填补了国内空白。自主开发了5kW5kWSOFC案；开发了高稳定性百瓦级竹节管式电池的制备方法，优化了电堆模块关键部位的研发和集成方法德昌电机控股连接体公司为BE提供粉末冶金连接体产品。京泉华磁性器件公司为BE提供磁性器件相关配套产品壹连科技电连接组件公司为BE提供AIDC电连接组件产品公司SOFC系统组件主要包括热交换器、重整器和控制阻尼器等组件产品，用于SOFC凯中精密 热交换器佛燃能源 SOFC系科力远 阴极材料

的热管理系统。该组件产品可面向数据中心、风电及光伏等领域的分布式发电与储能应用，目前尚处于市场开发初期，未形成规模化销售。SOFCSOFC系统设计公司合作共同推进的50kWSOFC系统样机的开发，现已完成样机组装工作并已实现连续运行，目前正在开300kWSOFC目已投入示范应用。成功研发的三维多孔泡沫铜锰合金被应用于SOFC电堆的阴极集流体，实现了阴极材料的升级迭代。相较于传统阴极材料，泡沫铜锰合金具备热胀系数稳定，高温导电性能稳定等优势。该产品的突破，解决了SOFC阴极集流体的技术卡点，打破了国外技术壁垒，实现了SOFC关键零部件的国产化进程。各公司公告，经济观察网，东方证券研究（注：非完全统计）投资建议与投资标的AIDC机会，因此SOFC规模化应用有望加速，带动国内SOFC温度控制器等零部件以及金属铬等原材料厂商订单的增长，带来投资机遇。相关标的：潍柴动力(000338)、振华股份(603067，未评级)、三环集团(300408，买入)、春晖智控(300943，未评级)、壹石通(688733，未评级)、冰轮环境(000811，未评级)。潍柴动力潍柴动力通过与希锂斯合作，26年内有望实现SOFC批量产能落地。全领域发动机、新能源动力系统及零部件、变速箱、车桥、液压产品、重型汽车、叉车、供应链解决方案、农业装备、汽车电子及零部件等。SOFCSOFC1125kWSOFCSOFC热电联供示范项目；12100kWSOFC发电系统成功交付