【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-251219（21页）.pdf

1、北美数据中心电力短缺，SOFC迎来快速增长强于大市相关研究投资要点：2SOFC：部署快+响应负载快+经济性，适配数据中心84投资建议和估值表.191背景：美国数据中心缺电催生新型供电方式需求1.1数据中心：美国数据中心存量大，预计增量高存量：美国在全球数据中心数量居全球首位，集中于亚马逊AWS、微软等CSP厂商。截至2025年11月，美国拥有超过4000个数据中心，居全球首位，排名第二的英国数据中心数量为499座，不及美国的12%，德国和中国次之，分别为487和381座。目前亚马逊AWS拥有全美最多的数据中心，总投运数量为197座，总电力容量达8.89GW；Tract数据中心电力容量全美最高，

2、达到15GW以上。美国大体量的存量数据中心意味着巨大的电力需求，是美国电网负荷增长的最主要驱动力之一。(divcenter)图表1：目前美国数据中心数量超4000座，居全球首位(/divcenter)增量：2025-2030年美国预计新增数据中心IT容量达55GW。美国数据中心主要运营商拥有超过300座在建数据中心，亚马逊AWS、Tract等厂商已公布的规划中数据中心均超160座，预计未来五年美国新增数据中心IT容量可达55GW。1.2电力：数据中心耗电量持续提升，现场发电是有效方案耗电：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。美国数据中心在2023年的耗电量约占美国总用电

3、量的4.4%，预计到2028年这一占比在6.7%-12%之间，数据中心的总耗电量已从2014年的58TWh增长至2023年的176TWh，预计到2028年，该数值将进一步迅速增长，处于325-580TWh之间。数据中心已成为美国电力负荷增长的主要因素之一。大型并网设施供电：美国大型并网设施总发电量提升较少，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；2025年美国月度发电量与2024年同比无明显提升，短期供应格局无明显改善。据NERC，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

4、一步凸显。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（2024年中国数据中心平均交付周期约为1年）。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，这类新兴技术预计要到2030年后才会实现大规模商用。现场发电正逐渐从传统的备用电源角色，转变为主要的或重要的补充性能源。2SOFC：部署快+响应负载快+经济性，适配数据中心2.

5、1概念：通过电化学反应产出电能和热能的装置SOFC：采用固态电解质的一类燃料电池。SOFC以电化学反应将燃料中的化学能直接转化为电能和热能，通常在500-1000circC的高温下运行。根据电解质传导离子的不同可分为氧离子导电型和质子导电型，固态电解质既能够传导离子又有分隔空气和燃料的作用。结构：电池单元-电堆-系统。电池单元：由阴极、电解质、阳极和连接体四部分组成；电堆：将化学能直接转化电能，是燃料电池核心。系统：由电堆和外围辅助单元构成，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等。材料：陶瓷材料是主流方向。阳极：通常采用金属铂，但价格昂贵，目前主要研究

6、Ni-YSZ等金属陶瓷材料；电解质：一般采用ZrO_2等氧化物材料；阴极：传统为金属铂，逐渐转向基于LaMnO3等的掺杂氧化物陶瓷材料；连接体：连接体需在高温下具有良好的电子导电性和稳定性，mathsfLaCrO_3等是常用材料。分类：根据单元组件设计形式的不同，SOFC主要分为管式和平板式两种结构。管式结构SOFC是最早且较为成熟的形式，具有良好的密封性能和长期运行稳定性，电池组装也相对简单，但电极之间的间距大，内阻损失大，功率密度较低；平板式结构SOFC的几何形状简单，制造成本较低，电池组件要求边缘耐高温密封，对双极连接板材料要求较高。2.2优势：可模块化快速安装，LCOE有望降低建设周期