华源证券 李泽 陈嵩 行业研究 行业深度 为什么SOFC可能是中长期最具潜力的离网主电形式

摘要

报告测算北美数据中心装机容量有望从2025年的40GW左右提升至2030年130-170GW（中值150GW、增量110GW），对应2025-2030年电力负荷CAGR 27%-34%，而并网电力满足率预计不超过53%，50GW以上需求需依托自建（离网）电源满足，其中天然气占比短期或接近75%。 离网主电可选燃气轮机、往复式内燃机与SOFC，但GE Vernova、西门子能源、三菱重工三大厂商（合计占全球产能80%以上）2026-2030年可用于AIDC的燃机有效供给累计仅约100GW，接近匹配北美110GW增量，叠加非北美地区100GW以上的AIDC新增用电需求，非燃机AIDC用电缺口预计也在100GW以上，需求向RICE/SOFC外溢。 放量空间上，2030年SOFC终端出货量有望达22GW（2025年全球出货或不足1GW）、燃料电池市场规模有望从2025年的28亿美元增至300亿美元（乐观超500亿美元），未来5年SOFC市场规模具备10-20x增长潜力。 产业链上电堆占SOFC模块成本63%，电解质支撑体与连接体相关成本合计占电堆成本近60%：1GW SOFC拉动4000万片陶瓷基板与5120吨金属铬，建议关注振华股份、壹连科技、春晖智控、三环集团、京泉华、潍柴动力，行业投资评级为看好（维持）。

主要观点

• 北美AIDC用电需求测算：2030年峰值负荷有望从2025年的40GW左右提升至130-170GW（按中值150GW测算，较2025年增量达110GW），对应2025-2030年CAGR为27%-34%。

• 多家第三方机构数据交叉印证需求：JLL口径截至2025年底北美存量运营39GW、在建35GW（92%已被预租或自用锁定）；Wood Mackenzie口径美国已披露规划装机241GW、在建37GW+尚未启动但合约锁定146GW合计183GW（达美国2025年峰值用电量的22%、另有523GW无约束潜在容量）；Grid Strategies口径2030年峰值负荷预期已从2024年的64GW提升至166GW，数据中心贡献90GW新增负荷。

• 并网供给是核心瓶颈：测算2030年全美电网电力供给4877TWh、10%用于数据中心对应488TWh，而150GW峰值/105GW平均连续负载对应电力需求高达920TWh，并网满足率仅53%，近半缺口需靠离网发电满足；semianalysis数据显示25年德州每月数十GW数据中心入网申请获批仅略高于1GW，短期通过电网满足的比重可能远低于50%。

• 需求与电网供给期限错配叠加政策转向：超大规模数据中心选址、建设和调试只需18-36个月，而并网输电基础设施需5年左右规划、审批和通电；2025年3月5日谷歌、微软、Meta、亚马逊、OpenAI、Oracle、xAI七家AI公司在白宫签署《Ratepayer Protection Pledge》，承诺自行建设/购买新增发电资源并承担全部成本。

• 自建电源以天然气为绝对主力：CleanView统计自建电源近75%是天然气发电，25/26年在建项目几乎均为天然气（并网结构中天然气占比39%）；按2030年电网/离网各满足40%/60%需求、天然气占比40%/75%假设，110GW新增电力需求对应天然气发电需求67GW，可选燃气轮机、往复式内燃机、SOFC等发电方式。

• 燃机（尤其重燃CCGT）凭经济性与供电稳定性是优质选择，但交付周期长（H级重燃36-60个月）且主要厂商产能扩张受限，需求开始向RICE/SOFC外溢；SOFC单机0.325MW、交付周期仅3-4个月、发电效率50-60%、热电联供可达90%，发电稳定性排序为重燃CCGT>轻燃/航改燃机>SOFC>燃气发动机。

• 燃机供给不足是非燃机需求外溢的核心原因：GEV/西门子能源/三菱重工合计占全球燃机产能80%以上（GEV 2028年产能24GW、西门子能源FY28-30提升至30GW以上且至FY28售罄、三菱重工26/27年产能翻倍至10-12GW），考虑约1.6冗余系数与49GW存量/折旧需求，测算2026-2030年燃机可用于AIDC的有效供给累计约100GW；假设北美增量占全球50%，非北美AIDC新增需求预计100GW以上，非燃机AIDC用电需求缺口预计也在100GW以上（或同样以离网为主）。

• Bloom Energy量价与订单结构验证景气度与逻辑切换：其占全球SOFC市场份额55-65%，截至2025年底产品/服务积压订单约60/140亿美元（分别为2025年收入的4x/61x），服务业务Non-GAAP毛利率从2024年1.8%提升至2025年13%，2026年4月将年产能目标从2GW上调至5GW（2025年末约1GW）；订单从2024年超80%来自美国高电价州（电价套利）转向2026年超80%低电价州（解决算力用电荒），与甲骨文高达2.8GW的合作体现缩短配电周期诉求重于成本考量。

• 放量空间可观：Ceres Power预计2030年SOFC终端出货量有望达22GW（2025年Bloom出货约487MW、全球出货或不足1GW）；Oil Price（Rystad Energy）基准场景下数据中心燃料电池市场规模从2025年28亿美元增至2030年300亿美元、乐观场景突破500亿美元；预计未来5年SOFC市场规模有10-20x增长潜力，若降本顺利增长斜率或更陡峭。

• 产业链弹性聚焦电堆两大环节：电堆占SOFC模块成本63%（BOP占37%），电解质支撑路线（Bloom路线）中电解质支撑体占电堆成本约23%、连接体相关成本（基材+蚀刻化工辅料+防护涂层）约37%，二者合计近60%；1GW SOFC拉动4000万片陶瓷基板需求（2030年20GW以上对应8亿片）与5120吨金属铬（2030年对应10万吨以上）。

论述逻辑

• 北美AIDC用电需求快速增长（2025年40GW→2030年130-170GW、CAGR 27%-34%，JLL/Wood Mackenzie/C&W/Grid Strategies多方数据交叉验证）→ 电网并网审批与建设周期慢（数据中心18-36个月 vs 输电设施约5年）+《Ratepayer Protection Pledge》要求科技巨头自担电力成本 → 并网满足率仅约53%、50GW以上需求需自建电源，其中天然气占近75%（对应67GW）→ 离网主电可选项中燃机虽经济稳定但交付周期长且三大厂产能扩张受限（2026-2030年可用于AIDC有效供给累计仅约100GW）→ 需求外溢至往复式内燃机与SOFC（非燃机缺口100GW以上）→ SOFC凭交付周期短+发电稳定高效+契合HVDC架构成为中长期最具潜力的离网主电形式（Bloom订单区域结构与甲骨文合作验证缩短交期诉求）→ 当前部署成本与LCOE劣势将随燃机成本上行、SOFC降本而逆转（1500美元/kW为LCOE反超临界点）→ 展望2030年若降本顺利或全方位领先并替代其他能源形式 → 拉动电解质支撑体（陶瓷基板/三环集团）、连接体（金属铬/振华股份）及BOP（壹连科技、春晖智控、京泉华）等供应链环节。

关键展望

• 展望2030年，若SOFC的单位部署成本大幅优化，其可能全方位领先其他离网主电形式（交期+灵活扩容+发电稳定性&效率+LCOE+环保），不仅受益于AIDC非燃机需求溢出，也有望实现对其他能源形式的替代。

• 2030年SOFC终端出货量有望达22GW（2025年全球出货或不到1GW），燃料电池市场规模有望达300亿美元、乐观场景突破500亿美元，预计未来5年SOFC市场规模有10-20x增长潜力，如降本顺利有望逐步替代其他离网主电形式。

• 降本路径明确：美国《氢能计划发展规划》目标是2030年将SOFC成本降至900美元/kW；报告测算每kW部署成本降至1500美元左右时，LCOE即优化至57$/MWh、优于CCGT-重燃（约70$/MWh）。

• 北美数据中心2030年峰值负荷有望达130-170GW，叠加180GW以上尚未启动但合约锁定的容量或于28年后兑现，北美数据中心对电力的需求或是长期性的。

• 风险提示：行业景气度不及预期（云厂商缩减AI资本开支）、竞争格局恶化（多家SOFC公司同时规模化上量且价格策略激进）、数据测算偏误、技术成熟度不及预期（降本曲线/商业化扩张速度）。

推荐标的

• 行业投资评级：看好（维持）；报告整体以'建议关注'形式提示标的，未给出个股评级与目标价。

• 三环集团：按2025年收入计SOFC隔膜片市场份额全球第一，自2004年起深耕SOFC/SOEC逾20年，掌握单电池-电堆-系统全链条研发量产能力、拥有50余项核心发明专利；1GW SOFC对应4000万片陶瓷基板需求。

• 振华股份：全球最具规模的铬盐上市企业，产品涵盖金属铬；测算1GW SOFC对应金属铬用量5120吨、2030年20GW以上对应10万吨以上需求；公司已与Bloom Energy供应链上多家金属连接件厂商接洽或直接合作。

• 壹连科技：Bloom Energy AIDC电连接组件供应商，属BOP环节相关公司（BOP占SOFC成本37%左右）。

• 春晖智控：当前持有春晖仪表38.69%股权并正推进收购剩余股权；春晖仪表与Bloom Energy长期合作，在SOFC电池测温领域积累大量经验与技术。

• 京泉华：为Bloom Energy的发电设备提供磁性元器件类产品。

• 潍柴动力：列入'建议关注'名单，报告正文未展开个股逻辑。