机械设备行业深度报告：SOFC行业加速发展，关注相关零部件及设备投资机遇

分析师赵璐登记编号：S1220524010001张其超登记编号：S1220524090002SOFC行业加速发展，关注相关零部件及设备投资机遇机 械 团 队 • 行 业 深 度 报 告证券研究报告|机械设备|2026年08月01日分析师报告摘要➢SOFC是一种高温电化学发电装置，具备高效率、燃料多元、低碳排放的基础技术特征。固体氧化物燃料电池（SOFC）依靠燃料与氧气的电化学反应直接发电，区别于燃料燃烧发电模式，运行区间600℃–1000℃，可实现燃料内部重整，发电效率最高可达65%，拥有低排放、运行安静、燃料选择广泛等优势，主要面向分布式固定发电场景。伴随数据中心、AI算力集群能耗持续扩张，传统电网供给压力凸显，SOFC凭借综合性能优势，成为高能耗场景分布式供电重要方案。➢AI算力基础设施用电需求高速增长，多重外部约束倒逼行业寻找新型供电方案。多家机构预测美国数据中心电力需求将持续大幅攀升，2030年用电量占全美用电比重或将达到9%–17%。除电力供给缺口之外，项目建设成本上行、社区审批、电网改造、关键设备供货、EPC工程产能不足等多重瓶颈，制约数据中心新建产能落地，行业亟需不依赖传统电网、建设周期更短的就地发电解决方案。➢对比各类燃料电池路线，SOFC拥有燃料、效率、材料、系统架构多重差异化竞争优势。燃料层面可兼容氢气、一氧化碳、天然气等气源，耐受一氧化碳，抗中毒能力优于PEMFC、PAFC；发电效率处于主流燃料电池较高水平，高温余热可回收实现能源梯级利用。高温反应特性摆脱贵金属催化剂依赖，无液态电解质腐蚀风险，可直接取用空气作为氧化剂。同时系统原生输出直流电，面向直流架构的数据中心、算力集群时，能够省去逆变环节，减少电能转换损耗，简化设备配置，相比多数发电技术拥有天然适配优势。➢SOFC在部署周期、供电模式、经济性、政策层面具备突出落地优势。SOFC模块化系统交付周期仅55–90天，远快于电网扩容、燃气轮机、核电等方案；支持现场独立供电，有效规避电网并网排队限制。纯发电效率55%–65%，热电联产综合效率可达85%–95%；美国IRA法案可为项目提供最高30%投资税收抵免，显著降低初始投资。标杆产品BloomEnergyServer使用天然气发电工况下燃料消耗水平具备竞争力，热回收场景总效率能够突破90%。➢SOFC系统当前仍面临较高初始成本，但长期规模化降本路径清晰。依据美国能源部相关测算，现阶段电堆、BOP配套成本较高，远期到2030年两类部件成本有望大幅下降；以BloomEnergy采用的电解质支撑路线为例，金属连接体与YSZ基单电池是电堆最主要成本来源。当前商业化硬件采购价格偏高，随着产业规模扩大、工艺优化，成本具备持续下行空间。➢市场需求持续兑现，标杆项目落地标志SOFC从备用电源升级为算力园区主力供电方案。在美国数据中心扩建浪潮、单机柜功率提升、直流供电普及多重驱动下，SOFC分布式就地发电需求持续扩张，头部厂商持续斩获兆瓦级长期订单。2026年Oracle宣布AI数据中心园区采用Bloom Energy SOFC供电，替代原规划燃气轮机与柴油发电机，属于行业标志性事件，证明SOFC正式从补充备选电源，转变为超大规模AI算力园区可选主电源方案。➢投资建议：建议关注三环集团（电解质隔膜）、潍柴动力（全产业）、春晖智控（温度感应器）、振华股份（铬）、壹石通（整机）、东睦股份（连接板）、东方电气、大洋电机等。➢ 风险提示：宏观经济及产业政策波动风险、技术进展不及预期风险、原材料价格波动风险、技术迭代风险21.1 SOFC：适配AI算力时代的高效分布式发电技术1.2 SOFC单电池结构与电化学反应机理1.3 构型：平板式SOFC为主流2.1 数据中心电力需求高增，多因素成为制约瓶颈2.2 行业格局：BE为sofc行业主要龙头3.1 固体氧化物燃料电池（SOFC）相较于其他燃料电池路线具备多项独特优势3.2 SOFC天然适配直流用电场景3.3 SOFC具备快速部署、高效等优势3.4 成本拆分：金属连接体与YSZ基单电池本体合计占电堆成本的44%以上3.5 BE密集获得订单，sofc逐渐切入数据中心4 投资建议目录3SOFC（固体氧化物燃料电池）是一种先进的燃料电池，通过燃料（例如氢气、一氧化碳或天然气）和氧气之间的电化学反应来发电。与燃烧发电不同，SOFC无需燃烧燃料即可发电，因此效率更高，排放量极低。它们在高温下运行，通常在600°C至1000°C之间，这使得它们能够在内部重整燃料并使用多种能源。SOFC广泛应用于工业、商业建筑和分布式能源系统的固定发电，在所有燃料电池构型中，它的能量转换效率是最高的（发电效率可达65%）。此外，它还具有安静无噪音、绿色低排放、燃料来源广泛等优点。数据中心、AI算力集群等高能耗场景加速布局，传统电力体系面临供应短缺的挑战，而固体氧化物燃料电池（SOFC）凭借高能量转换效率、低碳排放以及燃料灵活性，成为分布式供电的重要解决方案。1.1 SOFC：适配AI算力时代的高效分布式发电技术4Sofc工作原理资料来源：艾邦氢能源技术网、方正证券研究所➢ SOFC单元由阳极、电解质、阴极、连接板与流道构成。多孔阳极与阴极由致密离子导体电解质分隔，燃料和空气分别经由阳极、阴极流道通入到阳极与阴极，燃料在阳极发生氧化反应、氧化剂在阴极发生还原反应，产生的电子由外电路传导，而离子经由电解质传输。传统的SOFC电解质为氧离子导体电解质，如氧化锆基电解质，而典型的阳极材料为离子导体陶瓷与电子导体金属构成的金属陶瓷，如镍基陶瓷。由于Ni可以作为碳氢燃料的重整催化剂，因此，在阳极除了发生电化学氧化反应之外，还会发生碳氢燃料的重整反应。SOFC的阴极材料一般为混合导体钙钛矿陶瓷，如镧锶锰（LSM）与镧锶钴铁（LSCF）等。1.2 SOFC单电池结构与电化学反应机理5Sofc工作原理资料来源：《固体氧化物燃料电池动力系统技术》（王雨晴）、方正证券研究所➢ 按照支撑体结构不同，SOFC主要可分为电解质支撑、阴极支撑、阳极支撑、陶瓷支撑与金属支撑SOFC等构型。最初SOFC采用电解质支撑构型，但较厚的电解质要求操作温度达到1000℃左右以降低欧姆阻抗、提升电池性能。随后发展的阴极、阳极支撑SOFC可将电解质厚度降为十几微米，并将工作温度降低至600-800℃。传统的陶瓷基支撑SOFC在动力系统温度频繁变化的场合易出现热应力导致的失效问题，值得关注的是近年来发展的金属支撑SOFC，采用多孔金属作为SOFC支撑体，从而可以显著提升其抗热震性。➢ 按照电池单元的构型分类，SOFC主要有平板式与管式两种构型。平板式SOFC的主要特点为加工制造简单、功率密度高等，但存在启动速率慢（1-2℃/min）、高温密封困难等问题，目前平板式sofc是商业化建设的主流。管式SOFC由于其集流路径长导致功率密度低，但其优异的鲁棒性与热循环性能使其更适用于频繁启停的动力系统中。➢ 在实际应用中，多个SOFC单元需要通过串并联组成电堆，SOFC电堆需进一步结合其他系统辅助部件（BalanceofPlant，BOP），如燃料重整器、热交换器、尾燃器等，从而形成完整的SOFC系统；同时，为满足动力系统频繁变化的