AIDC系列(六)-數據中心供電需求高增,SOFC有望快速發展
民生證券近日發佈電力設備及新能源:固體氧化物燃料電池(SOFC)因高效率和長壽命而備受關注,但其運行溫度通常高達700—800℃,需使用昂貴的耐高溫材料,這制約了其廣泛應用。據最新一期《自然·材料》雜誌報道,日本九州大學研究團隊研製出可在300℃中溫條件下高效運行的新型SOFC,有望推動低成本、低溫SOFC的開發,並可大幅加快其商業化進程。
以下爲研究報告摘要:
SOFC的基本概念:SOFC的全稱是固體氧化物燃料電池(Solid Oxide FuelCell,簡稱SOFC)屬於第三代燃料電池,是一種在中高溫下直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效、環境友好地轉化成電能的全固態化學發電裝置。
結構上,SOFC系統可分爲電堆和外圍BOP輔助單元。電堆作爲燃料電池核心,將化學能直接轉化電能的裝置。圍繞着電堆的外圍輔助單元有空氣供給預熱單元、燃料供給(重整)單元、尾氣回收單元、電管理單元以及控制單元等。
工作原理方面,SOFC的工作原理基於電化學過程,通常在650~950℃的高溫下運行。SOFC採用固體氧化物陶瓷(通常爲氧化鋯)作爲電解質,該電解質既傳遞O2-離子又起到分隔空氣和燃料的作用
海外企業Bloom Energy的SOFC數據中心供電項目落地。
Bloom Energy是全球SOFC引領企業,在2025年取得多個SOFC供電項目,尤其是數據中心電力供應應用的代表性進展。2025年7月,Bloom Energy宣佈將在美國的甲骨文雲基礎設施(OCI)數據中心部署其燃料電池技術,以支持OCI的AI和雲計算服務不斷增長的需求。Bloom Energy將在90天內爲整個數據中心提供高度可靠且具有成本效益的現場電力。
SOFC有望滿足數據中心日益增長的用電需求。
由於數據中心的用電量較大、增速快、節能潛力空間大,屬於新興的耗能大戶。隨着人工智能的興起,目前數據中心建設需求日益增長,因此對於綠色能源的需求較爲緊迫。而衆多氫燃料電池技術路線中,SOFC不受卡諾循環限制,無需依賴高純度氫氣,能量利用率高達80%-90%、燃料適用範圍廣,這多種優勢疊加使其成爲解決能源和環境問題的理想解決方案之一。
國內SOFC進入示範應用階段。
國內SOFC技術已從實驗室研發邁入工程化示範階段。今年以來,以濰柴動力、潮州三環、質子動力、索福人、華科福賽等爲代表的企業推動多個項目在分佈式發電、熱電聯供、儲能等領域落地運行,可逆系統(SOFC/SOEC),或統稱爲固體氧化物電池(SolidOxide Cell,簡稱SOC)系統,因能源雙向轉化效率高、解決可再生能源消納及政策強力驅動成爲示範主流。
相關標的:三環集團、濰柴動力、佛燃能源、深圳燃氣、壹石通、雄韜股份、順絡電子、蜀道裝備、中自科技等。
風險提示:SOFC技術發展不及預期風險;行業需求不及預期風險。(民生證券 鄧永康,李佳,許浚哲)