(以下内容从爱建证券《电力设备行业深度:SOFC行业深度报告-北美数据中心电力短缺,SOFC迎来快速增长》研报附件原文摘录)
投资要点:
背景:美国数据中心持续建设,电力需求提升。数据中心:美国数据中心存量大,预计增量高。美国数据中心数量居全球首位,集中于亚马逊AWS、微软等CSP厂商。美国目前拥有超过4000个数据中心,居全球首位,美国数据中心主要运营商拥有超过300座在建数据中心,2025-2030年美国预计新增数据中心IT容量达55GW。电力需求:美国数据中心耗电量持续提升,成为电力负荷增长的主要因素之一。美国数据中心耗电量预计到2028年超325TWh,或占美国总用电量的6.7%以上。
困境:大型并网设施供电不足。近年美国大型并网设施总发电量提升少,电力缺口问题逐渐加剧。2015-2024年美国大型并网设施总发电量仅提升约6%,2019-2020年甚至出现负增长,长期增长动能不足,至2034年美国大部分地区电力产量将跌破备用容量边际,供电缺口问题将进一步凸显。
破局:固体氧化物燃料电池(SOFC)部署快+响应负载快+经济性,适配数据中心供电。1)现场发电:现场发电是指在数据中心所在地直接发电,部分或全部替代对传统电网的依赖。核电、水电以及煤电等供电方式的部署周期较长,和数据中心建设周期匹配性较差。现场发电是有效的满足数据中心供电需求的电力供应方式,2030年前落地的数据中心现场发电项目主要涉及燃气轮机、燃料电池及往复式发动机三类技术,另有部分数据中心开始采用地热发电、小型模块化反应堆(SMRs)等新兴技术。2)SOFC:原理上SOFC是采用固态电解质的一类燃料电池,通过电化学反应产出电能和热能;结构上SOFC由电池单元堆叠形成电堆,电堆和外围辅助单元共同构成SOFC系统;形式上根据单元组件设计的不同,SOFC主要分为管式和平板式两种结构。3)SOFC可模块化快速安装,能够快速响应负载功率波动,LCOE低于简单循环燃气轮机等发电方式,并有望随量产规模扩大持续降低。
格局:数据中心是重要应用场景,日英美企业市场占有率高,国内厂商积极布局。1)数据中心是SOFC主要应用场景之一,SOFC市场日本、英国和美国企业市场份额高。SOFC应用场景中数据中心占比在40%以上,数据中心建设的持续推进提供了SOFC应用的广阔空间。全球SOFC市场格局方面日本、英国和美国企业占据主要地位,其中日本企业三菱动力和爱信精机市场占有率分别为14.80%和10.44%,英国企业Ceres电力市场占比为12.40%,美国企业BloomEnergy市场占比约为9.40%。2)国内逐渐布局SOFC技术应用。SOFC、固体氧化物电解池(SOEC)和可逆固体氧化物电池(RSOC)统称为SOC,2024年国内SOC招标项目数为48个,主体设备的额定功率总计达近800kW,上述项目中SOFC占比近70%。从中标项目数量来看,氢邦科技以14项中标项目领先,质子动力以7个项目位于第二,三环集团以3个项目数位居第三;从公布的项目主体设备装机功率来看,三环集团以超过330kW的总功率领先,总装机功率超过百千瓦的企业还包括中国华能、潍柴动力等企业,氢邦科技、质子动力以较高的配套量位于前列。
有别于大众的认识:市场普遍认为SOFC建设成本和LCOE较高,规模化商用前景不明朗。我们认为美国缺电问题逐步凸显,现场发电方式将受到重点关注,SOFC部署周期短,可快速响应负载功率波动,适配数据中心需求,会促使SOFC技术的快速落地和规模化部署,随着量产规模的逐渐提升,SOFC的建设成本和LCOE会逐渐降低。
投资建议:1)SOFC材料采用陶瓷或金属陶瓷是发展方向,相关原材料厂商或将受益;2)数据中心建设及其缺电问题促使SOFC的应用和渗透率提升,系统厂商或将受益。
风险提示:北美数据中心电力需求不及预期风险;美国能源政策变动风险;行业竞争加剧风险;国际贸易环境变动风险;技术发展不及预期风险。