2024年美国在运数据中心规模25GW，2030年预计超80GW。根据McKinsey预测，美国2025~2030年将新投运55GW数据中心。其中包括已经公告的20GW项目，未来5年还会有至少35GW数据中心项目陆续公布，以满足AI日益增长的数据需求。

2024~2030年，数据中心电力需求增长约428TWh，电力需求占比由4.3%提升至11.7%。过去20年美国电力需求相对平稳，但随着AI数据中心需求增长，2025年预计新增83TWh电力需求。数据中心负荷预计占到未来美国新增电力需求的30%~40%。预计2024~2030年，美国数据中心电力需求将新增428TWh，CAGR约23%，数据中心电力需求占比预计由2024年的4.3%提升至2030年的11.7%。

资料来源：Bloom Energy、McKinsey，天风证券研究所

1.2 数据中心面临电网接入问题

受到电源供应及电网输电能力限制，美国数据中心建设面临电网接入问题。大型数据中心通常需要数百MW电力供应，由于需要等待输电线路升级以及缺少发电能力支撑，美国数据中心通常需要花费数年时间才能获得电网接入，带来巨大的机会成本。通常，数据中心建设需要1.5~2年时间。但发电厂建设需要3~5年，输电线路的规划、审批、建设需要花费数十年时间。大量数据中心项目建设面临电网接入延期风险。

数据中心对于供电可靠性要求极高，要求24小时不间断供电、快速需求响应（爬坡）以及高冗余度。即便数据中心顺利接入电网，也有可能因电厂发电能力不足、输电线路阻塞面临断电风险。数据中心负荷波动极大，由此带来的电力设备更新、升级支出可能导致周边社区电价上涨。

1.3 为解决电力供应问题，数据中心转向就地发电

为应对电力供应面临的挑战，数据中心正寻求就地发电（onsite power generation）解决方案。根据Bloom Energy调研数据，到2030年，预计有38%的数据中心将采用就地发电，这一数字预计到2035年将升至近50%。预计到2030年，有27%的数据中心将完全依赖就地发电作为主要电源。

SOFC交付周期短，更能满足数据中心电力供应需求。就地发电（onsite power generation）方式包括燃气轮机（Turbines）、燃料电池、往复式发动机、光伏、地热能、小型模块化反应堆（SMRs）等。根据Bloom Energy统计，已经公告的数据中心中，以燃气轮机和燃料电池为主。相较于燃气轮机3年以上交付周期，SOFC（固体氧化物燃料电池）可实现模块化交付，50MW系统交付周期在90天以内，100MW系统交付周期在120天以内，可以满足数据中心对于电力供应的迫切需求。

资料来源：Bloom Energy、天风证券研究所

2.1 SOFC材料成本低、效率高、燃料适应性强，主要应用于固定式发电领域

燃料电池通过电化学反应将化学能直接转换成电能，不需经过从燃料化学能热能机械能电能的转变过程，不受卡诺循环限制，兼具效率高、排放低、安全无噪音等优点。根据电解质材料的不同，燃料电池可分为五大类：质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC） 和固体氧化物燃料电池（SOFC）。

全球范围燃料电池的主要技术路线目前以PEMFC和SOFC为主。

• 以氢气为能源、低温运行的PEMFC，在以新能源汽车为代表的交通领域有广阔的发展空间。

• SOFC的材料成本较低，因为其电催化剂无需使用贵金属；能量转换效率较高，自身发电效率接近60%，若将回收的热能再利用，能源效率可达90%左右；燃料适应性强，可使用氢气，不要求高纯度，特别是可直接使用各种含碳燃料（天然气、生物质气、汽油、柴油、乙醇等）。因此SOFC应用前景广泛，在固定式发电应用领域更为突出。

资料来源：电子开发网、天风证券研究所

根据ERM数据，2022年全球燃料电池出货2,492MW，YoY  7.6%。其中，PEMFC、SOFC出货分别为2,151MW、249MW。

• PEMFC下游主要应用于车辆和微型热电联供市场。按MW容量计算，汽车（以韩国为主）、卡车，公共汽车（以中国为主）贡献了主要出货。日本是微型热电联供的主要出货市场；

• SOFC出货占全球燃料电池出货10%左右（按MW容量计算），其中Bloom Energy为出货主力，Ceres、Bosch虽持续投入研发，但实际出货有限。

资料来源：ERM、天风证券研究所

2.2 SOFC发电原理及主要结构

SOFC采用固体氧化物陶瓷（通常为氧化锆）电解质，起传递氧离子及分离空气和燃料的双重作用。其工作原理为：电堆阳极燃料来自碳氢化合物重整后的氢气，通过阳极的多孔结构扩散到阳极与电解质的界面；电堆阴极持续通入空气，具有多孔结构的阴极表面吸附氧，由阴极本身的催化作用，使氧气得到电子变为氧离子进入电解质固体离子导体，由浓度梯度引起扩散，到达阳极界面，与阳极燃料发生反应，失去的电子通过外电路回到阴极，发出电能。

资料来源：Bloom Energy、天风证券研究所

SOFC系统可分为电堆（Stack）和外围BOP（Balance of Plant）辅助单元。电堆是燃料电池核心。围绕着电堆的外围辅助单元有空气供给预热单元、燃料供给（重整）单元、尾气回收单元、电管理单元以及控制单元。

资料来源：势银能链公众号、《基于固体氧化物燃料电池的高效清洁发电系统》（曹静等）、天风证券研究所

SOFC通常由阳极、电解质、阴极构成一个完整的电池反应单元，每个这样的重复单元之间通过连接体连接，就构成了一个燃料电池的单电池结构。而为了供给足够的电能，SOFC通常由多个单电池组装成电堆使用。

资料来源：《基于固体氧化物燃料电池的高效清洁发电系统》（曹静等）、天风证券研究所

2.3 SOFC交付周期短，更能匹配数据中心负荷

除了能量转换效率高、燃料选择范围广、无需贵金属催化剂、环境友好等特点外，SOFC模块化设计交付周期短、低冗余配置即可实现高可靠性、具备功率跟踪功能等特性，使其更符合数据中心供电需求。

Bloom Energy的Energy Server产品采用模块化设计，50MW产品可在90天内完成交付，100MW产品可在120天内完成交付。不依赖于传统电网并网流程，可为数据中心提供快速电力接入。

尽管SOFC单kW资本投入较小型燃气轮机要高10%~15%，但只需更小的冗余配置即可实现相同可靠性。根据Bloom Energy数据，为实现99.9%供电可靠性，100MW的电力供应，通常需要采购130MW燃气轮机，120MW往复式发电机，SOFC只需109MW。且随着供电可靠性要求提高，SOFC的低冗余配置优势会更明显。

资料来源：Bloom Energy、天风证券研究所

燃气轮机等通过机械传动部件进行发电，无法实现功率跟踪功能，通常需要搭配电化学储能才能实现离网运行。SOFC搭配超级电容和逆变器，无需电化学储能即可实现功率跟踪，实施匹配负荷端需求波动。当用电负荷快速提升时，通过超级电容放电满足瞬时功率需求。SOFC可实现输出功率40%到100%快速爬坡，一旦输出功率达到负荷要求，再对超级电容充电以满足下一次放电需求。

SOFC功率输出范围大，可为电网提供辅助服务，稳定电网电力供应。虽然燃气轮机等方式也可提供辅助服务，但是调节范围有限。且在燃气轮机部分出力的情况下，燃烧效率大幅下降，碳排放强度大幅提升。SOFC在输出功率变化时，燃烧效率几乎没有变化，碳排放量也不会有大幅变化。

资料来源：Bloom Energy、天风证券研究所

虽然SOFC效率更高，但考虑到初始投入较高以及寿命较短（每5年左右需要更换电堆），SOFC度电成本仍高于燃气轮机，更适用于数据中心等对供电及时性有要求、但对价格不敏感的用户。

• 燃气轮机：按照867.6$/kW造价，40%效率测算，在年利用小时数8383h、5.289$/mmBtu天然气价格下，并假设固定运维费用12.12$/kW、可变运维费用3.41$/MWh（已考虑大修费用，按年平均折算），据此测算燃气轮机LCOE约5.22￠/kWh。

• SOFC：当前造价预计在3500$/kW，其中电堆占比40%，BOP系统占60%。当前电堆约5年更换一次，效率60%。在年利用小时数8383h、5.289$/mmBtu天然气价格下，假设年运维费用为初始投资额的3%，并考虑30% ITC税收补贴，据此测算SOFC LCOE约8.41￠/kWh。

资料来源：EIA、NETL，天风证券研究所

根据Bloom Energy年报，2023年公司SOFC系统出货268MW，测算销售均价3.64$/W。2024、2025年前三季度公司营收仍保持增长，YoY分别 10.5%、38.3%。过去十余年时间中，Bloom Energy每年均保持两位数降本幅度。

美国能源部早在2000年就启动了SOFC项目，制定了电堆成本225$/kW、系统成本900$/kW、效率超过60%、4万小时运行时间内衰减不超过0.2%/1000h的目标。

根据敏感性分析，若SOFC初始投资成本降至1500$/kW以下，则LCOE可低于燃气轮机。随着出货量增长，规模效应进一步体现，SOFC成本预计仍有下降空间，其经济性与燃气轮机相比有望更具优势。

资料来源：Bloom Energy、天风证券研究所

4.1 Bloom Energy、Ceres Power正加速扩产

Bloom Energy现有产能1GW，计划2026年底扩产至2GW。Bloom Energy是全球SOFC领域龙头，2010年推出固体氧化物燃料电池微型电站，为苹果、谷歌等数据中心，沃尔玛、宜家等商场办公楼，AT&T、Fedex等移动基站集散中心提供分布式电源。Bloom Energy已在全球超过1,200个项目中部署了1.5GW低碳电力，其中应用于数据中心的项目超过400MW。

资料来源：Bloom Energy、天风证券研究所

Ceres Power总部位于英国，是世界领先的清洁能源技术公司，其产品主要包括用于发电的燃料电池和用于生产绿氢的电解槽。Ceres Power专注于低温SOFC领域，独特的SteelCell®金属支撑技术结合了坚固性、高效性和低成本制造的优势。Ceres Power主要通过轻资产、技术授权模式运行，将SteelCell®技术应用于大规模能源产品中。合作伙伴包括潍柴（Weichai）、斗山（Doosan）、台达（Delta）、电装（Denso）、特迈斯（Thermax）、壳牌（Shell）等全球领先企业。

Ceres Power的合作伙伴中，Doosan 50MW工厂已经投产，预计2025年底前完成首次销售。Delta的中国台湾产能预计2026年底开始正式生产。潍柴动力也获得Ceres授权，计划在国内建造SOFC电池和电堆生产工厂。

资料来源：Ceres Power、Delta官网，天风证券研究所

4.2 SOFC连接件需要用到金属铬，上游铬盐产能受限

SOFC包含由连接件间隔开的多个燃料电池，连接件用于邻近电池之间的电连接。连接件是SOFC系统中价值量最高的零部件，成本占比达一半以上。根据材料不同，可分为陶瓷连接件和金属连接件。陶瓷连接件的成本较高。根据原材料成本测算，采用陶瓷连接件的平板式SOFC电堆成本高达300$/kW。若采用金属连接件，成本可降至70$/kW。

通过采用更薄的电解质膜，以及更高活性的电解质材料，SOFC的运行温度可从1000℃降至600~800℃。这使得采用更低成本的金属连接件替代陶瓷连接件成为可能。金属连接件一般为铬合金、镍基合金和不锈钢等材料，SOFC对铬的需求就来自于金属连接件。

资料来源：《Recent progress of high-performance interconnectors for SOFC: From materials, protective coatings, optimizing strategies, towards the real stack applications》（Yingzhen Hu等）、天风证券研究所

根据支撑形式不同，SOFC可分为电解质支撑、阳极支撑和金属支撑。不同方案连接件的铬含量有所不同：具体来看：

• 电解质支撑技术的代表企业为BE，BE及其供应商Porite专利显示，连接件体含量在80%~95%，对应铬需求0.75~1万吨/GW。

• 阳极支撑工作温度比电解质支撑低100℃，能适用不锈钢连接体，例如AISI 441、Crofer 22等型号，连接体铬含量在20%左右，对应2000~2500吨/GW。

• Ceres采用的金属支撑方案，目前暂未有其连接体铬含量信息（我们预计至少也在2000~2500当吨/GW量级）。金属支撑需要额外用到Crofer 22的金属衬底，铬含量在22%~24%之间，带来额外的需求。

资料来源：Bloom Energy专利，天风证券研究所

金属铬的上游是重铬酸钠，铬盐（主要是重铬酸钠、红矾钠等产品）是非冶金领域的基础铬产品，生产过程中排放的废渣含有1.6%-3.8%左右的六价铬（主要是Cr2O6、Na2Cr2O7）。 而研究表明，水溶性六价铬具有较强的致癌和致突变特性，是国际公认的47种最危险的废物之一。六价铬的生产有很强的准入门槛，全国自2013 年以来原则上就已不再新增布点，因此铬盐产能受到环保严格限制。近十年来，国内铬盐行业基本无新进入企业与新投产项目，行业供给增量主要来源于振华股份的技改。

重铬酸钠需求受益于燃气轮机、航空发动机、SOFC等领域拉动。下游金属铬需求约占重铬酸钠产量的25%~27%。金属铬大约60%左右用于高温合金，约15%左右用于铝基、铜基的特种合金，15%用于特种焊接材料，溅射靶材等材料用途占比约5%，其他零散用途约占5%。在高温合金领域，大约50-60%用于航天航空，20%左右用于电力设备，大型的精密器件在核工业、化工、冶金等行业也会广泛用到高温合金，占比约15%。

资料来源：振华股份公告、天风证券研究所

铬盐需求受到下游两机和SOFC领域拉动，供需缺口持续走扩。供给端：26年铬新增产量约4万吨。主要来自振华股份黄石基地提产1万吨，整合新疆沈宏集团新增3万吨产能。

需求端：1）航空发动机、燃气轮机订单饱满，预计增速20%。两机领域需求约占铬盐需求12%，可拉动需求增长2.5%。2）26年SOFC仅BE一家出货预期2GW，单GW金属铬用量7500吨以上，拉动铬盐需求5%。3）Ceres通过技术授权潍柴、台达、Denso（日本）、Doosan、Thermax（印度）等制造合作伙伴，预计26年步入量产。

今年叠加国家收储需求（1.8万吨），拉动铬盐需求6%左右，铬盐价格10月底上涨2000元/吨。26年铬盐的供需缺口达到6%以上（约合7万吨），预计27、28年缺口还将持续走扩。

资料来源：Wind、振华股份公告、天风证券研究所

4.3 重点推荐受益铬盐量价齐升的振华股份

振华股份深耕铬盐行业多年，有着丰富的技术积累，是国内铬盐行业唯一的上市公司，截至2024年末，公司拥有约15万吨/年的重铬酸钠设计产能，2024年实现铬盐序列产品（折重铬酸钠）产量约26万吨，预计重庆生产基地搬迁完成后，公司铬盐序列产品（折重铬酸钠）产量可提升至35万吨以上，进一步夯实公司行业龙头地位。

2020~2024年，振华股份通过技改提升、兼并收购，产量由20年13.6万吨增长到24年26万吨，实现接近翻倍增长。公司毛利率较竞争对手（银河化学）高出10~12pct，体现成本优势。若因燃气轮机、航空发动机、SOFC等领域需求增长带动铬盐价格上涨，公司有望实现量价齐升。

资料来源：振华股份公告、绵阳安州投资控股集团有限公司债券评级报告、天风证券研究所

对于振华股份，区分【价格中枢】和【价格弹性】分别定价。中枢价格可给予高估值。而弹性部分参考周期股估值。

• 按照当前价格，保守预计公司26年7.9亿利润，给予25X PE，对应200亿市值。这部分利润体现未来的底部利润，估值则是对公司的竞争优势和壁垒定价。

• 若重铬酸钠价格上涨5000元/吨，可增厚13亿利润，业绩弹性部分给予10X PE，对应130亿市值。

二者合计市值看330亿，看60%以上空间。

资料来源：振华股份公告、天风证券研究所

4.4 潍柴动力：获Ceres技术授权，产业化能力强

主业：公司主业包括重卡发动机 整车（占营收42%，母公司 子公司陕重汽），智慧物流（占营收38%，子公司凯傲），农业装备（占营收9%，子公司雷沃）。考虑重卡内需 柴油份额压力，预计2026年主业业绩135-140亿元。

SOFC：11月5日潍柴动力与ceres签署SOFC制造许可协议，潍柴拟新建工厂生产电池与电堆，为数据中心等提供电力。Ceres预计许可费收入或在2026财年入账。

潍柴优势：强产业化能力 领先技术布局。1）公司在精密制造、供应链管理等方面能力领先；同时国内的设备和人员成本优势很大。2）2018年以来公司专注SOFC系统研发（一套SOFC的电堆成本占40%，系统占60%） ，在ceres合作方中系统能力领先，2023年公司就推出了全球首款120kW金属支撑SOFC系统。

估值：单GW盈利估算：参照BE单gw售价30-50亿美元，按中长期10%-15%净利率计算，单gw盈利5e美元。假设潍柴单GW盈利3.5e美元。按1GW出货计算，3.5e美元业绩，参照BE估值给予30X，第一阶段市值增厚700亿人民币。