國金證券近日發(fā)布氫能&燃料電池行業(yè)研究:固定式應(yīng)用場景突破,海外固體氧化物電池邁入商業(yè)化。
以下為研究報告摘要:
固體氧化物電池(SOC)能源轉(zhuǎn)化效率高、燃料適應(yīng)性廣、反應(yīng)可逆,將成為未來能源系統(tǒng)不可或缺的一部分。固體氧化物電池(Solidoxidecell,SOC)是高溫全固態(tài)設(shè)備,具有固體氧化物燃料電池(SOFC)以及固體氧化物電解池(SOEC)的雙重功能,可將氫氣、天然氣和其他碳氫化合物等燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,也可將太陽能和風能等可再生能源儲存為氫燃料。在電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換和存儲技術(shù)中,SOC是最清潔和高效的,具有獨特的平臺雙重功能特性。SOC與其他能量轉(zhuǎn)換技術(shù)相比具有許多優(yōu)點,例如低材料成本(無需貴金屬)、高效率(自身發(fā)電效率近60%,回收熱再利用能源效率最高可達85%)和燃料靈活性,適用熱電聯(lián)產(chǎn)和固定式電源,當前發(fā)展重點在可靠性、壽命和成本。
從固定式應(yīng)用場景突破,應(yīng)用空間廣闊?;诟咝屎投喾N燃料發(fā)電等優(yōu)勢,SOFC成為增長最快的替代備用電源選項之一。根據(jù)GrandViewResearch,2023年全球固體氧化物燃料電池
市場規(guī)模預(yù)計為6.2億美元,預(yù)計2024年至2030年的復(fù)合年增長率為36.8%,規(guī)模達到40.54億美元,其中最大和增長最快的市場為美國,其次是歐洲和中國。應(yīng)用的主要場景集中于熱電聯(lián)供和數(shù)據(jù)中心,2023年SOFC在固定式市場應(yīng)用中占比達81.49%。并且SOFC技術(shù)因其高效的能源轉(zhuǎn)換效率、大規(guī)模發(fā)電潛力以及持續(xù)供電的特性,已經(jīng)成為市場上數(shù)據(jù)中心備用電源的熱門選擇。據(jù)GrandViewResearch測算,2023年SOFC終端應(yīng)用中,51.9%用于商業(yè)領(lǐng)域(供暖供熱等),約40%用于數(shù)據(jù)中心電源,對應(yīng)市場規(guī)模約2.5億元,而2023年數(shù)據(jù)中心電源市場規(guī)模約為229.2億美元,因而2023年SOFC應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心電源總市場中的占比大約為1.1%。隨著電池進步和成本下行,預(yù)計其在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用滲透率也將不斷提高。
商業(yè)化的關(guān)鍵要素在于高可靠性、長壽命和低成本。核心零部件材料的選擇是決定電池性能的重點,加工使用專用工藝、特種裝備和昂貴的材料,可在材料突破和規(guī)?;慨a(chǎn)后實現(xiàn)成本的快速下降,當前電堆成本占總系統(tǒng)成本的40%左右,預(yù)計電堆產(chǎn)能產(chǎn)量規(guī)模達100MW以上時,成本將僅為當前的20%-30%。預(yù)計隨著規(guī)?;图夹g(shù)進步,當年產(chǎn)量達到100MW以上時,成本可大幅度下降。我們認為在固體氧化物電池壽命達到5萬小時,系統(tǒng)成本降至1萬元/kW以下時,將具備市場競爭力。此外,壽命的提高與向大功率平板式金屬支撐方向發(fā)展,是SOFC未來商業(yè)化的發(fā)展趨勢。
國外邁入商業(yè)化初期,國內(nèi)尚處工業(yè)化示范階段。國內(nèi)外在SOFC的技術(shù)領(lǐng)域存在較大差距,美日歐等國家技術(shù)日趨成熟,開始進入商業(yè)化應(yīng)用初級階段,但能真正實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化供貨的企業(yè)并不多,相關(guān)企業(yè)包括美國BloomEnergy、FuelCellEnergy,英國CeresPower,德國Sunfire,愛沙尼亞Elcogen,德國Bosch,日本三菱重工、京瓷和愛信精機,韓國斗山集團、SKE&C等。從年發(fā)電量來看,能夠達到兆瓦級別的全球SOFC企業(yè)不超過10家。我國受制于國外對關(guān)鍵技術(shù)的封鎖,整體技術(shù)水平存在一定差距,在
政策扶持有限、產(chǎn)業(yè)鏈配套發(fā)展不成熟、市場未啟動的環(huán)境下,國內(nèi)SOFC市場應(yīng)用尚未真正啟動。但是近年來,國內(nèi)SOFC企業(yè)也開始逐步發(fā)力,例如潮州三環(huán)具備量產(chǎn)能力,是BloomEnergy原材料隔膜板的供應(yīng)商;濰柴動力通過兼并購CeresPower展開布局等等。SOEC方面,其作為一種具有很好發(fā)展前景的新型水電解技術(shù),但是目前該技術(shù)成熟度較低,國內(nèi)僅在實驗室里完成驗證示范,尚未廣泛商業(yè)化。
投資建議
分布式能源應(yīng)用趨勢下,SOFC憑借更高的能源轉(zhuǎn)換效率、更多樣的燃料選擇,在數(shù)據(jù)中心冷熱電聯(lián)供、船舶電源、煤氣化發(fā)電等場景應(yīng)用前景廣闊。美國、歐洲、日本等國家基本實現(xiàn)了SOFC的商業(yè)化運行,我國的SOFC產(chǎn)業(yè)處在工業(yè)示范向商業(yè)應(yīng)用的過渡階段,商業(yè)化曙光開始顯現(xiàn),擁有SOFC原材料生產(chǎn)、單電池生產(chǎn)能力或SOFC整體系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)技術(shù)能力的企業(yè)最具備發(fā)展?jié)摿Γ喝h(huán)集團、濰柴動力等。(完整標的見正文)
風險提示
政策支持和資本投入力度不及預(yù)期、技術(shù)研發(fā)緩慢、商業(yè)化進程不及預(yù)期。