根据机构预测，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。

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、碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池。

全球范围燃料电池的主要技术路线目前以PEMFC和SOFC为主：

①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。

②SOFC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。因此SOFC应用前景广泛，在固定式发电应用领域更为突出。

根据数据，2022年全球燃料电池出货2492MW。其中PEMFC、SOFC出货分别为2151MW、249MW：

①PEMFC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；

②SOFC出货占全球燃料电池出货10%左右，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。

SOFC采用固体氧化物陶瓷（通常为氧化锆）电解质，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2得到电子变为2−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。

SOFC系统可分为电堆和外围BOP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。

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。

Bloom Energy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。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。

根据测算，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。

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。

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。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。

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。

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振华股份（603067）

公司深耕铬盐行业多年，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（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等领域需求增长带动铬盐价格上涨，公司有望实现量价齐升。

潍柴动力（000338）

2023年，公司发布全球首款大功率金属支撑商业化SOFC产品，并通过欧盟CE安全认证。2024年11月，公司25kW SOFC发电系统成功交付陕西燃气集团，是西部首个SOFC热电联供示范项目。2024年12月，公司100kW SOFC发电系统成功交付国家电投集团，是全国首个公共卫生服务类场景SOFC分布式功能项目。

近年来，公司聚焦AI数据中心、工业园区等核心场景，对标国际竞品推出新一代大功率金属支撑商业化产品，在发电效率、体积功率密度、可启停次数及启动速度等方面均有显著提升，凭借性能优势已与国内外多家头部企业达成意向合作，为规模化商用奠定基础。

       原文标题 : SOFC加速扩产，看好供应链瓶颈环节