电新姚遥丨氢能行业深度研究：固定式应用场景突破

金选·核心观点

投资逻辑

固体氧化物电池（SOC）能源转化效率高、燃料适应性广、反应可逆，将成为未来能源系统不可或缺的一部分。固体氧化物电池（Solid oxide cell，SOC）是高温全固态设备，具有固体氧化物燃料电池（SOFC）以及固体氧化物电解池（SOEC）的双重功能，可将氢气、天然气和其他碳氢化合物等燃料的化学能转化为电能，也可将太阳能和风能等可再生能源储存为氢燃料。在电化学能量转换和存储技术中，SOC是最清洁和高效的，具有独特的平台双重功能特性。SOC与其他能量转换技术相比具有许多优点，例如低材料成本（无需贵金属）、高效率（自身发电效率近60%，回收热再利用能源效率最高可达85%）和燃料灵活性，适用热电联产和固定式电源，当前发展重点在可靠性、寿命和成本。

从固定式应用场景突破，应用空间广阔。基于高效率和多种燃料发电等优势，SOFC成为增长最快的替代备用电源选项之一。根据Grand View Research，2023年全球固体氧化物燃料电池市场规模预计为6.2亿美元，预计2024年至2030年的复合年增长率为36.8%，规模达到40.54亿美元，其中最大和增长最快的市场为美国，其次是欧洲和中国。应用的主要场景集中于热电联供和数据中心，2023年SOFC在固定式市场应用中占比达81.49%。并且SOFC技术因其高效的能源转换效率、大规模发电潜力以及持续供电的特性，已经成为市场上数据中心备用电源的热门选择。据Grand View Research测算，2023年SOFC终端应用中，51.9%用于商业领域（供暖供热等），约40%用于数据中心电源，对应市场规模约2.5亿元，而2023年数据中心电源市场规模约为229.2亿美元，因而2023年SOFC应用在数据中心电源总市场中的占比大约为1.1%。随着电池进步和成本下行，预计其在数据中心的应用渗透率也将不断提高。

商业化的关键要素在于高可靠性、长寿命和低成本。核心零部件材料的选择是决定电池性能的重点，加工使用专用工艺、特种装备和昂贵的材料，可在材料突破和规模化量产后实现成本的快速下降，当前电堆成本占总系统成本的40%左右，预计电堆产能产量规模达100MW以上时，成本将仅为当前的20%-30%。预计随着规模化和技术进步，当年产量达到100MW以上时，成本可大幅度下降。我们认为在固体氧化物电池寿命达到5万小时，系统成本降至1万元/kW以下时，将具备市场竞争力。此外，寿命的提高与向大功率平板式金属支撑方向发展，是SOFC未来商业化的发展趋势。

国外迈入商业化初期，国内尚处工业化示范阶段。国内外在SOFC的技术领域存在较大差距，美日欧等国家技术日趋成熟，开始进入商业化应用初级阶段，但能真正实现大规模商业化供货的企业并不多，相关企业包括美国Bloom Energy、Fuel Cell Energy，英国Ceres Power，德国Sunfire，爱沙尼亚Elcogen，德国Bosch，日本三菱重工、京瓷和爱信精机，韩国斗山集团、SK E&C等。从年发电量来看，能够达到兆瓦级别的全球SOFC企业不超过10家。我国受制于国外对关键技术的封锁，整体技术水平存在一定差距，在政策扶持有限、产业链配套发展不成熟、市场未启动的环境下，国内SOFC市场应用尚未真正启动。但是近年来，国内SOFC企业也开始逐步发力，例如潮州三环具备量产能力，是Bloom Energy原材料隔膜板的供应商；潍柴动力通过兼并购Ceres Power展开布局等等。SOEC方面，其作为一种具有很好发展前景的新型水电解技术，但是目前该技术成熟度较低，国内仅在实验室里完成验证示范，尚未广泛商业化。

投资建议

分布式能源应用趋势下，SOFC凭借更高的能源转换效率、更多样的燃料选择，在数据中心冷热电联供、船舶电源、煤气化发电等场景应用前景广阔。美国、欧洲、日本等国家基本实现了SOFC的商业化运行，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，拥有SOFC原材料生产、单电池生产能力或SOFC整体系统的设计开发技术能力的企业最具备发展潜力：三环集团、潍柴动力等。

风险提示

政策支持和资本投入力度不及预期、技术研发缓慢、商业化进程不及预期。