AI数据中心建设成为当前最热的话题。

亚马逊在2024年底宣布，将在未来15年投资1500亿美元建设数据中心；微软也表示，在2025财年将投入800亿美元建设数据中心。

与此同时，传统算力模式高能耗与碳排放问题日益严重。高盛2024年5月发布的《全球电力激增与可持续性：AI数据中心的影响》报告预测，到2030年数据中心二氧化碳排放量将较2022年增长超100%，故亟需高效、清洁、可持续能源解决方案。

绿氢电源中的固体氧化物燃料电池（SOFC），具有独特的优势，它能够将氢气等燃料的化学能高效地转化为电能，同时还具备高能量转换效率和良好的燃料适应性。

因此，SOFC有望成为数据中心能源供应的关键选择，不仅能保障数据中心的稳定运行，还能为全球能源转型提供有力支持，其潜力将逐渐展现。

数据中心为什么要用绿氢电源

数据中心能源需求特点是高耗能、需稳定供电、倾向绿色能源且电力需求波动大。目前清洁能源供电方案如分布式新能源、地热能等，存在供应不足或成本高的问题，使柴油发电机仍是主流备用电源。但氢燃料电池作为新兴清洁能源技术，正成有力竞争者。

阿里巴巴于2022年发布的报告《“双碳”背景下数据中心氢能应用的可行性研究》显示，现阶段氢燃料电池设备的初投资远高于柴发，发电成本基本相当（均明显高于市电），总体经济性不佳；但随着能源价格的变化以及产业的发展，氢燃料电池全生命周期发电成本将逐渐逼近市电，若同时考虑氢能供电余热综合利用的收益，数据中心氢能应用的经济性将逐渐体现，长远看，氢燃料电池在数据中心应用前景广，有望替代柴油发电机成首选备用电源。

图 1：用氢成本对比分析与预测

数据来源：《“双碳”背景下数据中心氢能应用的可行性研究》

目前数据中心主要采用的氢燃料电池技术包括质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。

PEMFC能快速启动，提供稳定电力，其模块化设计便于扩展和维护，可根据需求灵活配置，适合数据中心备用电源。固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种高温全固态设备，具备将绿氢等燃料的化学能高效转化为电能的能力。

SOFC在电化学能量转换技术中以其清洁和高效的特点脱颖而出，具有诸多优势。首先，SOFC的材料成本较低，因为其电催化剂无需使用贵金属。其次，SOFC的能量转换效率较高，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。此外，SOFC对燃料的适应性广泛，被认为今后是大型固定电站及综合能源供应的优选技术。

由于海外互联网行业的早期发展，数据中心的能耗和碳排放问题较早受到关注，使得氢能燃料电池在数据中心的应用在国外较早起步。

微软是较早将绿氢电源应用于数据中心的企业之一。2022年，微软与Plug Power合作，在纽约莱瑟姆数据中心测试了3MW的PEMFC系统，验证了其在长时间断电时支持10000+服务器运行的可行性，验证了在100%绿电作为主电源的情况下，利用PEMFC氢燃料电池作为数据中心备用电源的可行性。

2024年9月30日，微软宣布与爱尔兰国家电力公司（ESB）合作在爱尔兰开展绿色氢数据中心项目, 该项目采用PEMFC氢燃料电池技术路线，氢燃料电池由英国公司GeoPura提供，该公司与西门子能源合作生产250kW的离网使用单元。该项目将首次使用氢燃料电池为微软在欧洲的数据中心供电，在八周的时间内为微软都柏林园区提供高达250KW的清洁电力。

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。

2024年5月，Bloom Energy将在英特尔数据中心安装兆瓦级燃料电池能源服务器，其SOFC技术高能效、灵活，能稳定供电且通过热电联产综合效率达90%。据Grand View Research测算，2023年SOFC终端应用中，约40%用于数据中心电源，对应市场规模约2.5亿元，占数据中心电源总市场约1.1%。随着技术进步和成本降低，其在数据中心应用渗透率有望提高。

欧美都非常注重SOFC技术的发展，为此欧盟和美国都设立了专门的项目，并提供资金支持。美国SOFC技术之所以能够顺利推进，离不开政府的引导和财政资助。与美国主要将SOFC应用于大中型工商业供电系统不同，欧洲的SOFC市场重点推广的是微型热电联供系统。其中，德国是欧洲该领域的关键参与者，已投放超过五万套微型热电联供系统。自2021年起，欧洲开始着重发展能够满足数据中心需求的燃料电池技术。

数据中心绿氢电源的中国机会

近年来，我国数据中心建设因数据量爆发和云计算兴起而加速，但能耗问题日益突出。据中电联统计，截至2024年11月，互联网数据服务用电量同比增长24.4%。数据中心作为耗电大户，其规模扩张导致能耗大幅增长。据中国数据中心工作组（CDCC）统计，我国算力以每年超20%的速度增长，预计到2030年，数据中心二氧化碳排放总量将达1.5亿吨，占全国排放总量的1.5%，低碳发展迫在眉睫。

资料来源：中电联，香橙会研究院整理

图 2：2018~2025年中国数据中心耗电量及增速预测

数据中心行业需绿色节能降耗，新型储能系统是关键。它保障电力稳定，优化负载平衡，降低电费，支持可再生能源，助力数据中心实现低碳转型，满足政策和市场要求。在新型储能方式中，氢储能技术作为唯一一种兼具物质和能量属性的储能技术，在能力、时间、空间三个维度上具有显著优势，是目前唯一能够达到太瓦级储能容量且能跨季节储存的储能方式。氢能SOFC燃料电池以其高效率、燃料适应性强等优势，可为数据中心提供稳定可靠的电力支持。国家也支持模块化氢电池等在小型或边缘数据中心的规模化推广应用，结合储能、氢能等新技术，提升可再生能源在数据中心能源供应中的比重。

中国出台的促进绿色数据中心发展的政策，有力地促进了数据中心与氢能产业的协同共进。具体措施涵盖了推进“东数西算”工程，通过优化数据中心的地理布局，充分利用西部地区丰富的可再生能源资源，从而有效降低数据中心的能耗和碳排放水平。目前，西北地区已经规划并建设了众多绿氢项目，这为数据中心提供了稳定的绿氢能源保障。

图 3：“东数西算”规划图

资料来源：公开资料

图 4：2023年全国氢能项目分布图，协同数据中心将有效推动绿氢产业发展

资料来源：公开数据，香橙会研究院整理

随着市场对清洁电源需求的扩大，我国加大了对固体氧化物燃料电池（SOFC）核心技术攻关和关键设备研发的投入，并出台了一系列政策推动SOFC技术的发展。

《中国战略性新兴产业发展报告》、《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》和《能源技术创新“十三五”规划》等战略规划文件，均将SOFC发展列为关键能源创新技术。

绿色数据中心建设的推进，为SOFC技术提供了广阔的市场空间，推动其在技术研发、成本降低和规模化应用等方面取得突破。

SOFC领域中国企业的布局

近年来我国数据运营企业面临迫切的低碳发展需求，国内企业和机构因此加快了氢能在数据中心应用的探索。例如，阿里巴巴集团在2021年12月发布的《阿里巴巴碳中和行动报告》中就提出了到2030年实现运营及云计算业务碳中和的目标，并推动氢能分布式数据中心的应用。

在市场的需求和政府政策的双重驱动下，国内众多企业正积极投身于SOFC领域的开发与布局，以下是该领域内一些具有代表性的企业：

1. 华清京昆

苏州华清京昆能源有限公司（简称“华清能源”）创立于2010年，是专注于氢能固体氧化物燃料电池的研发、生产、应用一体化科技型企业，也是中国第一家专业从事SOFC技术向产业转化的公司。

目前已实现了SOFC关键材料、电池核心元件、电堆模块集成和独立发电系统四部分技术全线贯通，并开展了用户现场示范运行工作。华清能源现有员工70多名，研发团队包括博士12人，硕士20人，项目全部建成投产后，员工将增加为130人左右。公司已获得64项专利，其中发明专利3项，实用新型专利60项，外观专利1项，参与了多项国家、省市级课题。华清能源是清华大学系企业，由彭苏萍院士、韩敏芳教授等人创建。目前已完成三轮战略融资，投资方分别是昆山国科创投、同润科投、赛摩电气。

2018年，徐州华清京昆能源有限公司在徐州经济技术开发区成立，注册资本2亿元。2019年2月在徐州开启产业化进程，历时四年先后实现了电池量产、电堆量产，完成了发电模组、重整器、电力电子及BOP控制等系统开发，实现了1kW、5kW和25kW SOFC发电系统集成。2024年1月7日，华清能源、清华大学与陕西氢能正式签订固体氧化物燃料电池技术研发与应用示范项目技术开发合同。

2. 潮州三环

潮州三环（集团）股份有限公司作为国内最早研发生产SOFC的企业之一，2004年开展SOFC电解质隔膜开发和生产业务；2012年开始批量生产SOFC单电池；2015年收购澳大利亚CFCL公司，获得其电堆和小功率SOFC系统技术基础；2016年将SOFC专利授权SOLID power公司使用，并且为其供应单电池；2017年开始向国内市场推出SOFC电堆。

潮州三环出货量最大的是电解质隔膜、单电池，同时具备电堆量产能力，系统则主要由旗下子公司CFCL在德国的生产基地完成，以1.5kW系统为主。

目前潮洲三环成为全球最大的SOFC电解质隔膜供应商，欧洲市场上最大的SOFC单电池供应商，关键部件的年出口额已超2亿元。经过近20年的持续投入与技术攻关，三环集团已成为全球SOFC电解质隔膜片、SOFC单电池的主要供应商，掌握从材料、单电池、电堆、到系统的SOFC/SOEC全技术链条研发及量产能力，拥有50余项关键基础材料、单电池、电堆、系统的核心专利。率先推出国内首台35kW和50kW大功率SOFC发电系统，并牵头承担“十三五”“十四五”国家重点研发计划。

2023年，广东省能源集团与潮州三环合作开展的“210kW高温燃料电池发电系统研发与应用示范项目”顺利通过验收，成为我国SOFC发展的重要里程碑节点。下一步，三环集团将加速推动SOFC产品的规模化商业应用。

2023年，三环集团首次对外公布展示新开发的50kW SOFC热电联供系统，此新一代系统的功率密度提升了43%，并已进行了超过2000小时的可靠性测试，初始发电效率达到65%，热电联供效率达到90%以上，是目前国内单机功率、发电效率最高的SOFC系统。

3. 宁波索福人

2014年，中国科学院宁波材料所技术与工程研究所SOFC团队与联想之星达成共识，联想之星一期投资1500万元，成立了宁波索福人能源技术有限公司。2015年，公司研发并运行了25KW SOFC系统；2016年，研发并运行了200KW SOFC系统；2019年以来，公司已签署合同的包括俄罗斯公司的3kW、5kW订单、南京越博的2kW SOEC订单。在谈客户包括浙江省能源集团、中石油廊坊勘探院、意大利FINCANTERI、泰国钢厂、德国H2-INDUSTRIES等。

公司已经形成了一个从原材料到单电池、电池堆，再到SOFC发电系统的完整产品系列。目前已完成三轮融资，投资方分别是联想之星、智朗创投、绿河投资。宁波索福人能源技术有限公司专门从事SOFC系统产业化的工作，由原中国科学院宁波材料技术与工程研究所燃料电池事业部创业而成。公司建立了SOFC单电池、电池堆以及发电系统的生产线，一直对外销售SOFC单电池、SOFC电池堆以及SOFC发电系统等产品，产品客户涵盖国内外。

2021年1月，宁波索福人25kW SOFC系统在索福人厂区顺利开车升温发电。目前，其在技术上可以提供适用于数据中心、医院、宾馆、工业园、工厂、社区的大功率SOFC系统，且寿命长、全自动控制，自主化达到100%。

4. 潍柴动力

潍柴动力股份有限公司成立于2002年，是中国内燃机行业首家在香港H股上市的企业，也是首家通过换股吸收合并方式实现“H to A”两地上市的企业。

2018年，潍柴动力通过投资4000余万英镑，持有英国Ceres Power 20%股权。同时双方成立合资公司，在固态氧化物燃料电池领域展开全面合作。Ceres Power将在中国市场授权合资公司使用SteelCell®技术，产销燃料电池系统、电堆和电池片，应用于客车、卡车和特定发电市场。首期合作联合开发以CNG为燃料的30kW SteelCell燃料电池，用于电动客车增程系统。

2018年5月，潍柴动力战略投资全球领先的SOFC技术公司英国希里斯，成为其最大股东。潍柴累计投入20亿元，双方组建了以百名博士为主的研发团队。经过5年努力，实现了SOFC技术的工程化突破，全面掌控了新一代SOFC关键核心技术。2023年2月18日上午，潍柴发布全球首款大功率金属支撑固体氧化物燃料电池SOFC商业化产品。

5. 雄韬股份

雄韬股份在数据中心领域的氢燃料电池投入主要体现在其对氢燃料电池技术的持续研发和应用推广上。公司通过其子公司雄韬氢雄，在武汉、广州、大同等地投资设立子公司，致力于氢燃料电池的研发和生产。

雄韬股份在氢燃料电池领域已完成制氢、膜电极、燃料电池电堆、燃料电池发动机系统等关键环节的布局。2025年1月，雄韬股份在上市公司公告中称公司服务的数据中心和算力中心的终端客户包括微软、英伟达、字节跳动等。

6. 上海中弗

上海中弗新能源成立于2016年，专注于固体氧化物燃料电池（SOFC）发电技术及固体氧化物电解池（SOEC）制氢技术，上海交大副教授屠恒勇担任首席科学家。公司已经突破了SOFC关键材料、元器件、电堆组装、千瓦级发电系统集成全产业链关键技术，正在进行SOFC发电系统的示范运营阶段。

中弗无锡新能源有限公司（简称“中弗新能源”）成立于2018年，是一家集科学研究、新技术开发、高科技产品生产和市场开发为一体的高科技企业。公司专注于商业化固体氧化物燃料电池（SOFC）和固体氧化物电解池（SOEC）的材料、电池片、电堆、发电系统和制氢系统等核心材料、元器件和成套设备研发。

2018年，中弗新能源在无锡建立了一条电池片的连续化工业生产线，年产能力在3MW；2020年，中弗新能源实现了电池和电堆的工业化量产，同年在无锡建成了一个10KW的SOFC超级充电站，目前已经对外试运营，该超级充电站的功率可达100kW。

7. 蜀道装备

蜀道装备通过参股企业徐州铭寰参与数据中心领域的SOFC氢燃料电池投入。徐州铭寰拥有SOFC相关技术和专利，并已提供过SOFC产品，但尚未形成规模。SOFC燃料电池具有发电效率较高、燃料适应性广等优点，可以作为热电联供系统、分布式发电系统等，应用于数据中心等场景。

蜀道装备一直对该技术的研究进展及相关产品的产业化保持关注，并积极探索其在数据中心等领域的应用。

8. 壹石通

壹石通是全球锂电池用勃姆石行业龙头，主营产品包括新能源锂电池涂覆材料、电子通信功能填充材料、低烟无卤阻燃材料等三大类。近年来，壹石通入局氢赛道，布局减碳固碳技术领域的新产品，瞄准固体氧化物电池SOFC二次创业。

2022年10月，壹石通发布公告拟由全资子公司安徽壹石通材料科学研究院有限公司作为实施主体，投资建设壹石通运营中心项目，预计总投资近4亿元; 2023年2月，与中国科学技术大学先进技术研究院发起共建“固体氧化物燃料电池联合实验室”，致力于实现零碳循环和二氧化碳的资源化利用；2023年12月，公司在合肥南岗的固体氧化物能源系统建设项目开工，总投资约12.1亿元，建设周期为3年，将形成年产1GW固体氧化物能源系统的生产规模（含SOFC和SOEC）。

9. 中弗无锡新能源有限公司

中弗无锡新能源有限公司（简称“中弗新能源”）成立于2018年，是一家集科学研究、新技术开发、高科技产品生产和市场开发为一体的高科技企业。公司专注于商业化固体氧化物燃料电池（SOFC）和固体氧化物电解池（SOEC）的材料、电池片、电堆、发电系统和制氢系统等核心材料、元器件和成套设备研发。

2018年，中弗新能源在无锡建立了一条电池片的连续化工业生产线，年产能力在3MW；2020年，中弗新能源实现了电池和电堆的工业化量产，同年在无锡建成了一个10KW的SOFC超级充电站，目前已经对外试运营，该超级充电站的功率可达100kW。

10. 质子动力

北京质子动力发电技术有限公司（简称“质子动力”），2019年创立，同时布局SOEC/SOFC的电池片、电堆、系统全产业链的研发及产业化。公司总部在北京，已在徐州、青岛落地研究院和生产基地，并在宁夏设立了子公司，主要负责氢能、储能市场开发及相关产品销售。

质子动力主要聚焦高温电解制氢（SOEC）及固体氧化物燃料电池（SOFC）产品的研发及产业化；团队深度掌握了20x20cm2单电池片技术（面积最大），2021-2022年成功交付千瓦级SOEC、SOFC系统，相关性能指标国内较高水平。同时开展综合能源的高端装备研发以及能源规划咨询服务。

氢能领域，公司深度掌握高温电解制氢（SOEC）/固体氧化物燃料电池（SOFC）关键技术，拥有SOFC 863项目经验及SOFC/SOEC样机打造经验，经过多年的技术研发与积累，在国内氢能领域拥有多项成果。2023年3月31日，质子动力在青岛上合示范区工厂举办了SOEC/SOFC青岛生产基地暨电池片和电堆一期MW级产线投运仪式。

11. 浙江臻泰

浙江臻泰能源科技有限公司成立于2016年，具有独立开发并掌握有原创SOFC核心技术及其完整底层制备工艺。公司2019年获水木创投天使投资，2021年获水木创投、杭锅股份Pre-A轮投资。

目前，臻泰能源主要产品有新型ZTSOC高温燃料电池片、电堆及其集成应用系统，同时提供相关技术服务和项目研发设计支持服务。ZTSOC高温燃料电池作为可高效实现电能、化学能、热能相互转换的关键器件，有发电SOFC和电解SOEC两种工作模式。在下游应用方面，则包括了分布式热电联供、离网电源、车载电源；制绿氢同时合成绿色燃料（甲醇、甲烷、氨）；风光发电配套储能或其他分布式储能。2023年7月，完成近亿元Pre-A轮融资，资金用于高温燃料电池技术的产品化、电池及关键设备的产线建设。

12. 华科福赛

武汉华科福赛新能源有限责任公司成立于2016年，基于华中科大李箭博士团队技术。目前已经形成了一个从原材料到单电池、电堆、发电系统的完整产品链。日前，华科福赛自主研发出kW级SOFC发电系统。该系统以加湿甲烷为燃料运行，功率高于1500W，在额定功率下燃料利用率为69.8%，电效率为49.7%。与美国、欧洲、日本等燃料电池公司报道数据相当。2016年、2021年分别完成天使轮、战略融资。

13. 佛山索弗克

佛山索弗克氢能源有限公司设立于2015年，致力于单管SOFC电池、管式电堆、管式系统集成及无人机等领域应用开发。主要产品有：微管式固体氧化物燃料电池系统，燃料电池微管，关键陶瓷器件，燃料催化重整系统，减压阀、专用氢气丙烷罐，无人机用氢燃料发电系统，SOFC教学装置。

14. 新奥燃气

2019年，新奥股份立项研发固体氧化物燃料电池。2019年12月，公司自主设计研发的6kW SOFC发电实验系统经过严格测试，系统发电功率达到6kW的设计额定值，系统发电效率达到60%以上。整个系统运行平稳，达到设计预期目标。新奥天然气股份有限公司业务覆盖平台气交易、天然气分销、产业智能平台建设与运营、基础设施运营、综合能源、工程建造及安装业务在内的天然气全场景。此外也积极在氢能、生物质等新能源领域储备技术并拓展业务。

在SOFC项目方面，公司牵头负责国家科技部重点研发计划《固体氧化物燃料（SOFC）电池热电联供关键技术研究》课题，实现将天然气、焦炉煤气、生物沼气等多种复杂燃料的化学能高效转化为电能和热能，报告期内已完成30 kW SOFC工程样机的技术开发、建造，和以焦炉煤气为燃料的热电联供工业应用示范。整体系统的净发电功率平均达35.6 kW（最大达到47 kW），发电效率达60.72%，热电联供效率超过95%，连续平稳运行时间达3000小时，并于2023年11月完成了科技部专家组现场见证工作。

15. 北京低碳院

北京低碳清洁能源研究院（以下简称“低碳院”）隶属于国家能源集团，成立于2009年12月。2020年10月，低碳院自主研发的国内首套20kW级固体氧化物燃料电池(SOFC)发电系统在宁夏煤业实验基地试车成功，达到运行条件。首套系统工况设计发电15kW，实际发电15.7kW，一次试车成工，达到预期目标。

2023年8月，中国石油首套千瓦级固体氧化物燃料电池（SOFC）热电联供系统开车成功并稳定运行超千小时。石化院SOFC团队立足中国石油绿色转型重大需求，高质量完成系统设计集成、安装调试、优化运行等任务，千瓦级SOFC热电联供系统试车成功，实现了发电效率≥40%、蒸汽效率≥25%、热电综合效率≥80%。

16. 氢鹏科技

自2022年成立以来，氢鹏科技以材料学、化学、力学等多学科综合研发能力为基础，致力于开发高效的氢能系统以满足全球ESG发展的绿色能源需求。该公司拥有深厚的电池和电堆生产工艺、电堆和系统仿真设计等领域的技术基础和研发经验，目前正专注于固体氧化物燃料电池（SOFC）和电解池（SOEC）技术的工程化开发。

氢鹏科技的产品涵盖固体氧化物燃料电池/电解池的电池片、电堆与系统，主要应用于分布式热电联供和绿氢制取。该公司建立了材料微结构-宏观电池/电堆-系统的跨尺度的多物理场应力分析方法及材料-工艺-结构-功能一体化设计方法，实现了Powder-to-Power的全生命周期设计。2024年2月，氢鹏科技完成千万级天使轮融资，资金将用于加速固体氧化物燃料电池热电联供系统和固体氧化物电解池制氢系统的工程样机开发以及中试产线建设。

17. 翌晶能源

上海翌晶能源技术有限公司是一家专注于固体氧化物燃料电池及清洁能源系统开发的高科技企业。公司主要业务包括碱性电解水制氢（ALK）装置、SOEC电解水制氢系统、固体氧化物燃料电池（SOFC）核心元件、关键材料及发电系统，并提供与风电、光伏等可再生能源发电系统相互耦合的综合能源系统解决方案。目前已建立完善的产业布局，具备核心材料、电堆、SOEC制氢系统“三位一体”的研发能力。2023年4月25日，上海翌晶氢能科技有限公司国内首条SOEC电堆自动化产线下线。

结语

综上所述，随着全球数字化进程的加速和对可持续发展的迫切需求，数据中心的能源消耗和碳排放问题日益凸显。在此背景下，绿氢电源凭借其高效、清洁、可持续的特点，成为解决数据中心能源问题的重要途径。特别是固体氧化物燃料电池（SOFC）技术，凭借其高能量转换效率、燃料适应性强等优势，在数据中心等领域的应用前景广阔。

中国众多企业如华清京昆、潮州三环、宁波索福人等，正在积极布局SOFC领域，推动其技术研发和产业化进程。未来，在政策支持和市场需求的双重驱动下，SOFC技术有望在数据中心等关键领域实现更广泛的应用，为中国能源转型和数字经济的可持续发展提供有力支撑。

       原文标题 : AI催热绿氢电源，SOFC要插队先爆发？