深圳市仪器仪表学会 关于学会| 加入学会 | 联系我们
邮箱
您当前的位置:首页>行业新闻传感器
行业新闻

SOFC行业专家交流会议

纪要头等座 2026-05-11

1、SOFC隔膜板技术路线分析
·主流技术路线对比:电解质支撑路线已有超10年发展历程,材料体系与工艺成熟,系统发电阶段抗冲击能力强、寿命表现稳定。金属支撑路线启停速度快,抗冲击耐受度优于陶瓷支撑、阳极支撑路线,更适配移动式领域,属未来发展方向;核心原材料可采用不锈钢等廉价合金,后续成本下降空间充足,但工程化、大规模生产难度较高,难点集中在生产工艺优化而非原材料迭代。潍柴早年曾布局移动式SOFC研发,打造数台SOFC商用车在自有园区测试,运行数据不理想,前两年转向固定式发电设备布局,当前电堆生产扩产过程中遇到工艺问题,正逐步推进解决。
·不同路线寿命表现:电解质支撑作为成熟技术流派,长周期运行寿命优于金属支撑、阳极支撑路线。海外厂商Bloom Energy(BE)电堆平均寿命接近7年,合同明确电堆质保5年,若因电堆质量问题导致损坏可免费更换。当前国内厂商电堆示范项目运行寿命普遍约5000小时,仅广核、新奥、三环等少数主体数据表现较好。三环实验室环境下电堆最长运行时长可达12年,但与广东能源集团合作的商业化示范项目中,电堆最长仅运行1年多;潍柴暂未公开长时间运行的项目数据,提升电堆长周期运行寿命是国内厂商及潍柴当前需攻克的核心问题。
·技术路线发展趋势:短期来看,电解质支撑(BE路线)技术成熟度高,具备核心优势。长期来看,国内主流专家及厂商普遍认为,阳极支撑、金属支撑将成为远期主流技术路线,这类路线应用范围更广、运行温度更低。
2、SOFC系统成本构成拆解
·系统层面成本拆分:SOFC系统可拆解为电堆相关模组、热区组件、其余配套部件三大核心组成部分。成本占比方面,主流厂商电堆成本占系统总成本40%-50%,若采用外购电堆模式,占比可达60%-70%。博洛的电堆模组占系统成本50%,其中电堆本身占系统成本40%,模组内除电堆外的气路分配、引电分配、流道分配等配套组件仅占模组成本20%。
·电堆层面成本拆分:博洛采用氧化钇稳定氧化锆的供电架构,隔膜片在电堆中成本占比较高。电堆内部成本可拆分为三类:a.单电池,占电堆总成本近60%,其中隔膜片占单电池成本80%,折算到SOFC系统的成本占比超20%,是电堆乃至全系统成本占比最高的部件;b.连接体,占电堆成本30%,折算到系统成本占比为12%-15%;c.密封玻璃、顶板底板、引网等辅助部件,合计占电堆成本10%。整体来看,隔膜片与连接体是电堆及整个SOFC系统的成本核心构成。
·其余部件成本拆分:除电堆外,SOFC系统剩余成本分为两部分:一是热区组件,主要包含水蒸气蒸发器、燃气换热器、空气换热器等,合计占系统成本20%;该类部件目前多为非标件,由普洛芯设计、高力协助设计迭代及生产,是博洛当前降本的核心关注方向。二是水处理装置、阀门、计量泵、预重整催化剂、鼓风机、DCDC、PCS等标准件,合计占系统成本30%,可通过大批量采购实现大规模降本,优先级相对较低。目前博洛尝试将鼓风机移出系统外改用压缩空气供应,但暂未落地,降本幅度有限。
3、SOFC核心部件供应与降本趋势
·隔膜片供应格局:当前隔膜片核心供应商共三家,供应格局持续变动:2024年三环占整体供应份额80%,2025年降至60%-70%,先导占20%以上,日本供应商占比不足5%;未来预计形成三环供应三分之二、先导供应三分之一、日本厂商作为补充的供应格局。价格方面,早年隔膜片单片供应价格达37-38元,价格下行与先导进入供应链带来的竞争存在一定关联,2025年已降至27-28元/片。不同供应商的盈利与成本差异明显:三环毛利率为50%-60%,先导毛利率为20%以上,差异核心来自三方面:一是材料端,核心材料氧化铈价格高昂,降价空间有限,三环部分氧化铈也从先导采购,二者材料成本差距不大;二是工艺端,三环依托MLC原有技术在流延工艺上优势突出,产品薄、工艺稳定、损耗低,先导尚处于起步阶段,干压、烧结环节设备投入大,成本偏高;三是关税端,三环产能布局在泰国,出口关税为19%,先导产能在国内,出口美国叠加各项杂费后关税占比超35%。未来隔膜片降价空间有限,预计2030年可降至17-18元/片,最多降至当前一半水平,降本核心驱动力为工艺优化与批量生产,材料端受氧化钇稳定氧化锆体系限制,降价空间较小。
·连接体供应格局:连接体行业此前由宝莱德、德昌两家独大,先导作为第三家厂商进入BE供应链后,凭借价格优势快速搅动现有市场格局。价格方面,先导进入前连接体供应价格达30元/片以上,当前已压低至20元出头。产能扩张方面,先导2025年全年及2026年第一季度合计将连接体产能提升至1000万片,规划2026年底至2027年中将产能拉至3000万片,随着产能快速释放,未来先导将在连接体供应市场占据一定份额。除连接体外,先导在BE供应链中的产品布局广泛,可供应隔膜片、阴阳极材料、连接体尖晶石涂层等产品,合计供应份额达30%以上,是BE推动核心部件降价的核心供应商选择,后续其核心发展方向为快速提升利润率,支撑业务持续推进。
·行业整体降本路径:当前BE系统成本约2000美元/kw,售价达3000美元/kw以上,目标2030年将系统成本降至1000美元/kw,主要通过三条核心路径推进降本:
a. 以量换价,通过持续扩大订单规模、推进美国组装工厂建设,依托大规模生产摊薄单位成本;
b. 引入更多供应商压低核心部件价格,2025年第四季度BE管理层来华开展核心供应商遴选工作,一方面维护现有核心合作供应商,提出2026年需求将提升至2-3GW,要求供应商扩大产能、降低供货价格,共同做大市场;另一方面遴选更多潜在供应商加入供应链体系,后续国内供应商参与度将持续提升,进一步压低核心部件价格;
c. 系统层面迭代提升电堆寿(更多实时纪要加微信:jiyao19)命,当前电堆成本占设备总成本的50%,全生命周期(20年)内需更换4次电堆,全生命周期成本占比极高;目前电堆寿命已提升至7年,若后续实现20年仅更换3次电堆,可大幅降低全生命周期成本。
当前降本落地面临两大瓶颈:一是电堆生产工艺复杂,需严格把控温度曲线、进出气情况、氢气与氧气配比等参数,产能爬坡难度大;二是工程师资源不足,现有工程师需同时兼顾前端生产、电堆寿命迭代研发、客户端设备运维等多项工作,精力分散,人才培养与引进难度较高。
4、SOFC连接体工艺与竞争格局
·连接体主流工艺对比:SOFC连接体的工艺选择与电堆技术路径深度绑定,不同技术路线的材料、工艺、成本差异显著。采用BE技术路线的连接体材料95%为金属铬,造价高昂,成本主要来自铬金属本身而非工艺,因此成本下降速度远低于隔膜片。其生产采用粉末冶金工艺,流程为采购铬锭后破碎、研磨制粉,按模具规格干压成型,送入隧道窑烧结定型,完成表面氧化处理、封孔后,最终送往美国喷涂金晶石涂层,避免高温下铬分子挥发与阴极材料反应导致性能下降。阳极支撑、金属支撑等技术路线工作温度低于电解质支撑路线,金属材料选择范围更广:三环采用400系列核心金属,通过CNC机加、蚀刻流道、喷涂涂层工艺生产;聚斯等厂商采用316型号合金,通过激光切割、整平、喷涂工艺生产。国内这类采用稳定合金二次加工的模式成本仅为BE路线的1/10甚至更低。工艺选择无绝对优劣,仅需匹配所选技术路径要求:选择阳极支撑路径的场景暂无更优连接体替代,需适配高温工况下的应力、扭曲形变要求;选择更低温度技术路径的场景则有更多工艺选择,核心适配逻辑为电堆不同材料的膨胀系数匹配。
·核心供应商竞争格局:BE路线连接体的核心供应商为宝莱德、德昌、先导三家,三者采用的粉末冶金工艺与原材料无明显差异。价格层面,德昌售价最高,宝莱德次之,先导价格最低,先导通过低价策略抢占市场,现阶段略亏,待后续产能提升、摊薄工艺及设备投入成本后,利润率将逐步改善,该过程预计需要1-2年。产能与盈利方面,先导规划3000万片产能对应收入约1亿美元,毛利率约20%左右,宝莱德、德昌毛利率显著高于先导;德昌部分核心产能布局在加拿大,生产成本下降难度较高,虽有异地建厂扩产计划但落地节奏较慢。市占率层面,早期宝莱德市占率达50%,近年受先导抢占份额影响,宝莱德、德昌两家市占率均回落至30%-40%区间,未来两家供应量将进一步下降,核心原因是先导产品质量与头部厂商相当但价格更低,客户倾向选择高性价比产品。先导的SOFC连接体业务在浙江(衢州、苏州、徐州等地)、山东均布局有生产主体,业务主体为先导薄膜,并非先导智能。
·生产壁垒与良率差异:连接体生产的核心设备干压机不存在供应瓶颈或卡脖子问题,这类设备应用场景广泛,陶瓷手机后盖、汽车结构件生产均需使用,仅不同场景对应的干压成型设备参数存在差异。设备来源方面,宝莱德采用日本生产的干压成型设备,三环所用干压机部分为日本产、部分为国产,其余厂商的设备采购来源暂不明确。良率层面,不同供应商的良率水平存在明显差异:宝莱德的良率最高,可达80%-90%;先导早期良率仅为60%-70%,目前已有较大幅度提升,但具体良率数值未对外披露。
5、Bloom Energy产能规划情况
·2026年产能目标:BE于2025年中下旬明确产能推进路线,计划2026年完成2GW供应商交付产能,即上游供应商需向其交付对应规模的产能支持,同步将自身2026年整体产能拉升至2GW,预计该目标2026年年中即可较好落地。2026年2月,BE披露订单获取及扩产推进均取得较大进展,要求核心供应商将扩产筹备目标提升至3GW,提前推进对应规模的产能落地。
·扩产瓶颈与进度预期:经调研核实,BE不同环节扩产进度存在明显分化:单电池生产及后端组装环节推进速度较快,预计2026年年中即可完成2GW扩产目标,即使进度延后也仅晚1-2个月;电堆生产环节落地速度相对较慢,是扩产的核心瓶颈。电堆环节扩产受限主要源于两方面问题:一是设备端,当前电堆生产采用箱式炉生产模式,国内头部厂商单台箱式炉仅可生产7-9台电堆,BE的大尺寸箱式炉单台产能也仅20余台,整体生产效率极低,箱式炉的布局与迭代周期较长,难以匹配其他环节的扩产节奏;二是专业人员配置存在缺口。综合评估来看,电堆环节的2GW产能最快要到2026年四季度(10-11月)才有可能完成落地。整体产能层面,2026年BE实际可实现的最大产能供应约为2GW,2027年产能预计提升500-700MW,2027年整体产能可达3GW以上,整体扩产进度低于市场普遍预估的水平。
6、SOFC核心材料氧化锆供需情况
·氧化锆用量与价值占比:a. 应用场景与质量占比:氧化锆主要应用于SOFC电堆的隔膜片生产环节,采用8摩尔氧化锆加1摩尔氧化钇稳定的SESZ粉体结构,是隔膜片的核心构成材料。在隔膜片的质量构成中,氧化锆占比达80%;氧化铈在隔膜片中的质量占比仅为10%左右,其价格先后被提及为几十元/公斤及几千元/公斤,价值量占比较高。
b. 成本结构影响:当前行业内SOFC隔膜片基本以氧化锆为主要原材料,部分材料体系下氧化锆的价值量占比仍较高。隔膜片整体价值占比偏高的核心原因是氧化锆价值占比突出,同时连接体环节所用贵金属的价值占比也较高。
·氧化锆供应与出口政策:a. 出口政策:氧化锆粉体大规模出口受限,仅民用领域小批量可正常出口,受日本功能片供应商因素影响,目前氧化锆无法出口至日本。
b. 国内供应格局:先导是国内锆材(锆靶材)领域的核心供应商之一,商行生产所需的部分锆材需向先导采购,经加工为前驱体后最终制成氧化锆粉体。
c. 单位规模价值测算:1GW规模SOFC所需氧化锆用量暂难以准确估算,若以SOFC系统售价3000美元/千瓦为基准计算,1GW SOFC系统中氧化锆的价值占比可达17%-18%,当前氧化锆价格约为5000-6000元/公斤,成本占比突出。

Q&A
Q: 在SOFC技术中,不同材料体系的应用场景、优劣势及未来发展趋势如何?
A: SOFC主流技术路径包括电解质支撑、金属支撑与阳极支撑。电解质支撑路径技术成熟稳定,系统抗冲击能力与寿命行业领先,Bloom Energy提供五年质保,国内示范项目电堆寿命普遍在5000小时左右,三环、新奥、广核等部分案例表现较好;金属支撑适用于移动式场景,启停快、耐冲击,原材料成本低,但工程化难度大、当前寿命较短,潍柴已转向固定式应用;阳极支撑路径工作温度更低、效率与适用范围更广。短期电解质支撑具备显著优势,长期看金属与阳极支撑因成本与应用场景潜力,被国内专家与厂商视为远期主流方向,核心挑战在于提升电堆寿命与解决生产工艺瓶颈。

Q: 请介绍SOFC系统的核心组成部分及其成本构成,包括大类和细分类别的成本占比。
A: SOFC系统成本主要由电堆模组、热区及其他部件构成。电堆模组中电堆本体占系统成本约40%,其余为气路与引电分配组件;电堆内部单电池占60%,连接体占30%,密封玻璃与顶底板等占10%;单电池中隔膜片成本占比约80%。折算至系统,隔膜片价值量占比约22%–25%,连接体约12%–15%。标准件部分可通过批量采购显著降本,当前研发与降本重心集中于电堆核心部件与非标换热器。

Q: 当前SOFC系统中关键部件的成本水平如何?未来成本下降的主要驱动因素和趋势是什么?国内外供应商在成本和供应格局上有何差异?
A: 隔膜片价格已从37–38元/片降至27–28元/片,供应商以三环、先导为主,日本厂商占比个位数;三环毛利率50%–60%,先导约20%,价差源于工艺成熟度与关税。连接体价格因先导入局从30+元/片降至20+元/片,先导规划2024年底至2025年中产能达3000万片/年。未来降本路径包括:规模效应、供应链竞争、电堆寿命提升。Bloom Energy目标2030年系统成本降至1000美元/千瓦。国内厂商在连接体工艺上采用机加、激光切割等路径,成本可低至海外粉末冶金路径的1/10,但受技术路线约束;先导以价换量策略快速提升份额,海外供应商面临压力。

Q: 目前SOFC连接体的主流生产工艺和原材料有哪些?主要供应商的市场份额和竞争格局如何?
A: Bloom Energy技术路线采用粉末冶金工艺,流程包括制粉、干压、烧结、氧化处理及尖晶石涂层喷涂;其他技术路径因工作温度较低,可采用400系不锈钢机加蚀刻或316合金激光切割等工艺,成本显著降低。供应商格局上,宝莱德原占50%份额,目前与德昌各占30%–40%,先导凭借低价策略快速提升份额。先导当前略亏经营,通过扩产摊薄成本;德昌主产能位于加拿大,正筹划海外建厂降本但进展较慢。连接体选择高度依赖电堆技术路径,不同路径下材料膨胀系数与工艺适配性决定方案可行性。

Q: 主要连接体供应商的营收规模、利润率水平及盈利状况如何?
A: 供货价格排序为德昌最高、宝莱德次之、先导最低。先导当前毛利率约20%且略亏经营,宝莱德与德昌毛利率更高以维持盈利;先导规划3000万片/年产能对应营收约1亿美元,通过规模效应预计1–2年内改善盈利。德昌因加拿大主产能成本难降,正推进海外建厂,但短期承压明显。随着先导产能快速释放,宝莱德与德昌市场份额预计将逐步下降。

Q: 先导公司开展SOFC相关业务的具体运营主体和生产基地分布情况如何?
A: 先导公司的SOFC业务项目组主要分布在浙江区域,山东亦设有生产公司主体,具体运营分公司未详细披露。

Q: SOFC连接体生产所需的关键设备是否存在供应瓶颈?设备的主要来源和供应商分布情况如何?
A: 连接体生产关键设备无显著供应瓶颈,该类设备在陶瓷后盖、汽车结构件等领域广泛应用,供应链成熟。宝莱德采用日本干压设备,三环部分使用日本设备、部分采用国产设备,国产设备已可满足生产需求,整体无卡脖子风险。

Q: 主要连接体供应商的产品良率水平有何差异?良率提升的进展如何?
A: 宝莱德连接体生产良率(更多实时纪要加微信:jiyao19)行业领先,达80%–90%;先导早期良率约60%–70%,目前已实现显著提升,具体数值未披露,良率优化是其降本与提升竞争力的关键环节。

Q: Bloom Energy未来几年的产能规划及扩产进度如何?扩产过程中面临的主要挑战是什么?
A: Bloom Energy规划2024年交付产能达2GW,并推进至3GW目标,但电堆生产环节因依赖箱式炉、设备迭代慢与人员短缺,预计2024年第四季度才能完成扩产,全年实际产量约2GW;2025年新增0.5–0.7GW,2027年产能达3GW以上。扩产核心瓶颈在于电堆生产环节的设备与人才储备,工程师需同时兼顾生产监控、研发迭代与现场运维,资源调配压力较大。

Q: 氧化铈和氧化锆在SOFC隔膜片中的用量、价值量占比及供应链情况如何?国内出口是否存在限制?
A: 隔膜片中氧化锆质量占比约80%,氧化铈质量占比10%以上,因氧化铈单价高,其价值量占比较高;折算至系统,氧化锆相关材料价值量占比约17%–18%。供应链方面,氧化锆粉体禁止大规模直接出口,小批量民用出口可行;日本供应商受出口限制影响。国内锆材靶材主要供应商包括先导等,三环部分氧化铈前驱体亦向先导采购。

Q: 在1GW SOFC系统中,氧化锆材料的总用量和价值量占比大致是多少?
A: 在1GW SOFC系统中,氧化锆相关材料总价值量约5000–6000美元/千瓦,占系统成本的17%–18%,具体用量受技术参数影响,但价值量占比显著。

免责申明:以上内容不构成投资建议,以此作为投资依据出现任何损失不承担任何责任。
42 好文章,需要你的鼓励
留言咨询