氢能-燃料电池行业研究：固定式应用场景突破，海外固体氧化物电池迈入商业化.pptxVIP

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(Solidoxidecell，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GrandViewResearch，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GrandViewResearch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BloomEnergy、FuelCellEnergy，英国CeresPower，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、SKEC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BloomEnergy原材料隔膜板的供应商；潍柴动力通过兼并购CeresPower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。;

图表目录

图表1：SOC燃料模式(红色)和电解模式(绿色).................................................6

图表2：传导(a)氧离子(O-SOCs)或(b)质子(H-SOCs)的固体氧化物电池的示意图.................6

图表3：SOFC系统结构组成......................................................................6

图表4：SOFC典型结构..........................................................................6

图表5：燃料