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股市情报:上述文章报告出品方/作者:国海证券,李永磊、董伯骏等;仅供参考,投资者应独立决策并承担投资风险。

国海化工|SOFC动态研究之一:SOFC新蓝海,铬盐再次价值重估

时间:2025-11-04 15:25
上述文章报告出品方/作者:国海证券,李永磊、董伯骏等;仅供参考,投资者应独立决策并承担投资风险。

01 Bloom Energy连接体纯铬含量95%,铬盐再次迎来弹性,重视铬盐龙头振华股份

SOFC燃料电池由电极、电解质、连接体构成。据Bloom Energy公司专利,其连接体方案采用95%纯铬 5%纯铁,并以粉末冶金技术制造而成,金属铬用量显著。我们按照Bloom Energy相关技术指标测算,得到单片连接体质量为216g,对应金属铬质量为205.2g。

单片SOFC对应25W功率,据此我们计算SOFC拉动铬盐的市场空间,1GW SOFC需求将拉动金属铬0.82万吨,对应重铬酸钠需求量2.95万吨,10GW市场空间则对应金属铬8.2万吨、重铬酸钠29.55万吨。

Bloom Energy计划到2026年底将把工厂的年产能从现在的1GW增长至2GW,翻倍增长。基于我们已外发报告《振华股份(603067.SH)深度报告:海外两机爆发,铬盐有望重估——系列深度之二》,我们上调铬盐需求弹性,预计到2028年铬盐供需缺口将达到34.09万吨,缺口比例达到32%,弹性显著。


02 AI电力需求大幅增长,SOFC具有广阔空间

Bloom Energy官网预测,随着数据中心的能源需求继续大幅超过供应,未来五年内将宣布35GW的数据中心容量,相当于纽约市每年平均能源容量的六倍多。为了满足飙升的需求,数据中心正在采用现场电力系统作为主要能源,这一转变反映了该行业对创新解决方案的推动,以解决经济需求并缓解国家老化电网的压力。在美国,预计未来五年将有55 GW的数据中心容量上线(而截至20251月的现有容量为25GW)。截至20251月,美国已宣布增加约20GW的容量。预计到2030年,大约30%的站点将使用现场电力作为主要能源。同时,我们认为,相对于燃气轮机和现有的蒸汽轮机,由于SOFC能源转化效率更高,随着产能释放,SOFC对应的度电成本有较大的下降空间,未来面对的市场空间不仅仅限于AIDC,在化石能源转化为电能的工艺中具有替代空间。

03 铬盐有望成为AI电力发展稀缺资源,铬盐价值再次迎来重估

由于AI数据中心等电力需求带来燃气轮机大幅增长,以及商用飞机发动机需求的大幅提升,铬盐行业正在迎来价值重估。从铬盐产品价格端来看,据Wind,2025年金属铬价格已经呈现两波上涨态势。我们认为,除海外“两机”产业链驱动铬盐需求高增以外,SOFC将再次重估铬盐产业链,铬盐有望成为AI电力发展中的稀缺资源。


行业评级及投资策略 


SOFC受到AI电力需求催化,逐步放量迎来景气周期,维持SOFC行业“推荐”评级。推荐振华股份(铬盐全球龙头)、三环集团(电解质隔膜板BE核心供应商)、壹石通(固体氧化物电池关键粉体材料、单电池、电堆关键部件自主供应,首个示范工程项目计划2025年底试运行)、潍柴动力(SOFC系统已交付陕西燃气、国家电投,持续推进SOFC商业落地,入股Ceres Power)等。

风险提示:行业竞争加剧、经济大幅下行、产品价格大幅波动、欧美先进技术封锁、重点关注公司业绩或不及预期、测算与实际可能存在一定偏差。


1、SOFC需求高增,重点关注铬盐等材料需求弹性
1.1 SOFC具备良好结构性能

 Bloom Energy的SOFC方案采用平板式结构,平板式结构SOFC由阳极、电解质、阴极薄膜组成单体电池,两边带槽的连接体连接相邻阴极和阳极,并在两侧提供气体通道,同时隔开两种气体,如图1所示。该结构制备工艺简单,从而可大大降低制造成本。平板式SOFC电池组件边缘要求耐高温密封来隔离氧气和燃料气,对双极连接板材料要求很高,需要与电极材料热匹配、具有良好的抗高温氧化性能和导电性能。


Bloom Energy的SOFC系统构建分为四个步骤:第一步构建燃料电池,燃料电池无需燃烧,即可将燃料(天然气、沼气或氢气等)高效转化为电能,其他产出包括高温空气和高浓度二氧化碳流;第二步为堆叠,即将固体氧化物燃料电池组合成电堆;第三步将燃料电池堆组合成一个模块;第四步即将多个模块组合在一起形成一个模块化的Bloom Energy Server平台。如图2所示。


Bloom Energy的固体氧化物燃料电池平台提供了一种非燃烧的发电途径,可将燃料直接转化为电能。BE公司单个一套系统称为Energy Server,其具有燃料灵活性,可使用天然气、混合氢气、生物燃气或纯氢发电。该系统在正常运行时不消耗水资源,且运行效率极高,既能显著降低温室气体排放,又为未来使用更清洁燃料奠定基础;Bloom Energy Server能为各类设施提供可靠且韧性的电力保障,其模块化设计特别适合现场分布式发电场景,可实现7×24小时持续运行,既能与电网并联供电,也可支持微电网架构。系统排放的热能可被回收利用,集成到热电联供系统中。

单个Bloom Energy Server功率为325KW,重量为13吨。

截至2025年10月,据Bloom Energy官网,Bloom Energy已在全球1200多个装置中部署了1.5GW的低碳电力。Energy Server适用于各行业的电力需求,已在零售、数据中心、医院、体育场馆、制造业及仓储等领域成功实施MW级项目。


1.2 SOFC材料空间广阔,铬为BE连接体主要组成

固体氧化物燃料电池的电解质涉及稀土元素,例如钇稳定氧化锆 (YSZ),而Bloom Energy则使用钪稳定氧化锆(SSZ或ScSZ)。阳极通常由镍-YSZ金属陶瓷制成。阴极通常是镧锶锰酸盐(LSM)(或类似物)。燃料电池堆中相邻电池之间的金属互连(连接体)往往由高级铬合金组成。Bloom Energy专利中提到的其他稀土元素包括镧、钇、铈、镱、钐和钆等。

互连件由互连件主体、保护涂层、尖晶石相界面层构成。据Bloom Energy公司专利,Bloom energy燃料电池互连件(连接体)的制造方法包括压缩互连件粉末以形成互连件,粉末中含有Cr、Fe以及与所述Cr和所述Fe中的至少一种预合金化的至少一种选自Co、Cu、Mn、Ni或V的过渡金属,最终烧结形成该互连件。

互连件粉末中包含约5%-15%的预合金化粉末、约85%-95%的金属铬粉末。Bloom Energy典型的固体氧化物燃料电池堆叠包括由金属互连件(IC)间隔开的多个燃料电池,金属互连件提供所述堆叠中邻近电池之间的电连接,且提供用于输送和去除燃料和氧化剂的通道。金属互连件通常由铬类合金构成,合金重量组成为:95%的铬 5%铁,或94%铬 5%铁 1%Y(Y代表其他金属元素)。


除互连件主体外,如图4,保护涂层14包含钙钛矿材料,例如亚锰酸锶镧(LSM)。或者,可以使用其它金属氧化物尖晶石材料,诸如(Mn ,Co)3O4尖晶石材料替代或补充LSM。许多含有过渡金属的尖晶石展现出良好的导电性和相当低的阴离子和阳离子扩散性,且因此为适合的涂层材料。


1.3 连接体为SOFC主要重量来源,SOFC需求有望带动铬盐及金属铬需求量大幅提升

金属连接体相对于电解质具有更大重量。据NASA官网报告,NASA固体氧化物燃料电池重量和体积约70%来自金属连接体。

据Bloom Energy官网预测(2025/01),随着数据中心的能源需求继续大幅超过供应,未来五年内将宣布35GW的数据中心容量,相当于纽约市每年平均能源容量的六倍多。为了满足飙升的需求,数据中心正在采用现场电力系统作为主要能源,这一转变反映了该行业对创新解决方案的推动,以解决经济需求并缓解国家老化电网的压力。在美国,预计未来五年将有55 GW的数据中心容量上线(而截至2025年1月的现有容量为25GW)。截至2025年1月,美国已宣布增加约20GW的容量。预计到2030年,大约30%的站点将使用现场电力作为主要能源。

Blomm Energy单电池片的尺寸为100mm×100mm,典型的连接体厚度一般为3mm,据此计算单电池片的体积为30cm3;纯铬密度取7.20g/cm3,纯铁密度取7.86g/cm3,铬、铁质量分数分别取95%、5%;由于铬的用量较高,且与铁相比密度略小,我们按照铬密度保守计算连接体整体质量,得到单片连接体质量为216g,对应金属铬质量为205.2g。

据Bloom energy官网,单片燃料电池对应25W功率,据此我们计算SOFC拉动铬盐的市场空间,1GW SOFC需求将拉动金属铬0.82万吨,对应重铬酸钠需求量2.95万吨,10GW市场空间则对应金属铬8.2万吨、重铬酸钠29.55万吨。


1.4 铬盐有望成为AI电力发展稀缺资源,价值有望再次迎来重估

由于AI数据中心等电力需求带来燃气轮机大幅增长,以及商用飞机发动机需求的大幅提升,铬盐行业正在迎来价值重估。从铬盐产品价格端来看,据Wind,2025年金属铬价格已经呈现两波上涨态势。我们认为,除海外“两机”产业链驱动铬盐需求高增以外,SOFC将再次重估铬盐产业链,铬盐有望成为AI电力发展中的稀缺资源。

据Bloom Energy公司公告,到2026年底公司将把工厂的年产能从现在的1GW增长至2GW,翻倍增长。据此我们预测,到2028年铬盐供需缺口将达到34.09万吨,缺口比例达到32%,弹性显著。


2、行业评级及投资策略

SOFC受到AI电力需求催化,逐步放量迎来景气周期,维持SOFC行业“推荐”评级。推荐振华股份(铬盐全球龙头)、三环集团(电解质隔膜板BE核心供应商)、壹石通(固体氧化物电池关键粉体材料、单电池、电堆关键部件自主供应,首个示范工程项目计划2025年底试运行)、潍柴动力(SOFC系统已交付陕西燃气、国家电投,持续推进SOFC商业落地,入股Ceres Power)等。


3、风险提示

1)行业竞争加剧:

2)经济大幅下行;

3)产品价格大幅波动;

4)欧美先进技术封锁;

5)重点关注公司业绩或不及预期;

6)测算与实际可能存在一定偏差。

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