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來(lái)源:Data Center Knowledge
摘要:
既不受電網(wǎng)影響,又能更快部署的固體氧化物燃料電池(SOFC)被科技巨頭們搶購(gòu)一空。它們寧愿貴一點(diǎn),也要快速給數(shù)據(jù)中心供上電。
撰文 | Shushu
編輯 | 小瀾
→這是《環(huán)球零碳》的第1952篇原創(chuàng)
現(xiàn)在,美國(guó)AI數(shù)據(jù)中心的狂飆,突然踩下了剎車。因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)中心既沒(méi)有電,也沒(méi)有供電的設(shè)備。
接入電網(wǎng),由于容量受限,要排隊(duì)等5年以上;如果不靠電網(wǎng),自建電源,又卡在燃?xì)廨啓C(jī)和中國(guó)的變壓器,交付周期同樣要等3-4年。
據(jù)市場(chǎng)情報(bào)公司Sightline Climate最新數(shù)據(jù)顯示,由于這兩條路同時(shí)被堵,美國(guó)今年規(guī)劃的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目,近一半將面臨延期或取消。
這一問(wèn)題甚至已引發(fā)政策層面關(guān)注,美國(guó)參議員近期提出《人工智能數(shù)據(jù)中心暫停法案》,要求在建設(shè)前評(píng)估其能源與環(huán)境影響。
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圖說(shuō):美國(guó)數(shù)據(jù)中心布局圖
來(lái)源:FT中文網(wǎng)
然而,數(shù)據(jù)中心和人工智能工廠開發(fā)商根本承受不起延誤。美國(guó)科技巨頭們幾千億美元的巨額投入已經(jīng)吞噬了現(xiàn)金流,數(shù)據(jù)中心每延遲一天,就意味著“算力變?yōu)槭杖搿本屯七t一天。
所以,寧愿貴一點(diǎn),多出一些錢,科技巨頭們也要想辦法更快給數(shù)據(jù)中心供上電。
正因如此,昂貴的固體氧化物燃料電池(SOFC)被搶購(gòu)一空,原因是SOFC既不受電網(wǎng)影響,又能更快供電。
SOFC不是傳統(tǒng)儲(chǔ)能電池,而是一種全固態(tài)的能量轉(zhuǎn)換裝置。在600至1000度的高溫環(huán)境下,氧分子在陰極獲得電子轉(zhuǎn)化為氧離子,與持續(xù)供給的燃料(天然氣、氫氣等)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),從而在不經(jīng)過(guò)燃燒和機(jī)械做功的情況下直接輸出電流。
簡(jiǎn)單而言,這種電池能在用戶側(cè)(如工廠、數(shù)據(jù)中心、商業(yè)園區(qū))直接將天然氣或生物氣轉(zhuǎn)化為電力,無(wú)需燃燒、無(wú)移動(dòng)部件,發(fā)電效率高達(dá)60–65%,碳排放比美國(guó)電網(wǎng)平均值低40%以上。
2025年10月至2026年1月期間,僅3個(gè)月,美國(guó)燃料電池公司Bloom Energy就簽署了美國(guó)電力公司(AEP)和Brookfield兩單總額達(dá)76.5億美元的人工智能數(shù)據(jù)中心供電合同。這一數(shù)額超過(guò)了此前十年整個(gè)燃料電池行業(yè)在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的累計(jì)收入。
4月13日,美國(guó)燃料電池公司Bloom Energy宣布擴(kuò)大與甲骨文合作,在去年7月合作后,再次簽下2.8GW大單的SOFC,為甲骨文數(shù)據(jù)中心供電。
爆單后,燃料電池技術(shù)從備用電源走入大眾視野。這個(gè)曾經(jīng)被質(zhì)疑“燒錢故事”的小眾電池,直接擊中了美國(guó)AI的痛點(diǎn)。
原因很簡(jiǎn)單:它夠快。
新建輸電線路需要5至10年,燃?xì)怆娬拘枰?至5年,核電(包括小型模塊化反應(yīng)堆)更是動(dòng)輒數(shù)十年。然而,固體氧化物燃料電池的部署周期最快只要90天,實(shí)際上Bloom Energy只花了55天就完成為甲骨文數(shù)據(jù)中心供電的部署。
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圖說(shuō):各類供電設(shè)施對(duì)比
來(lái)源:環(huán)球零碳
2026年1月,Crusoe和Tallgrass在懷俄明州啟動(dòng)1.8吉瓦AI工廠建設(shè),其中首期900兆瓦采用燃料電池,明確提出選它正是因?yàn)椤皦蚩臁保擁?xiàng)目將在2026年底投運(yùn)。
與傳統(tǒng)發(fā)電廠不同,SOFC的運(yùn)輸和裝配非常簡(jiǎn)單,將每個(gè)10兆瓦的模塊作為一個(gè)獨(dú)立的單元運(yùn)輸,到安裝現(xiàn)場(chǎng)后,就可以直接安裝在事先做好的混凝土基座上,并連上燃料和電力接口。
然而,SOFC并不便宜。
據(jù)Introl分析,燃料電池系統(tǒng)在當(dāng)前制造規(guī)模下的資本成本約為每千瓦800美元。一個(gè)100兆瓦的項(xiàng)目,其設(shè)備成本約為8000萬(wàn)美元(不包括安裝、電網(wǎng)接入以及燃料供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施)。
如果采用自建模式,這部分成本需要由運(yùn)營(yíng)商承擔(dān)。此前,美國(guó)電力公司(AEP)采購(gòu)的900兆瓦SOFC項(xiàng)目的總價(jià)為26.5億美元,對(duì)應(yīng)的綜合成本約為每千瓦2944 美元,這一價(jià)格已經(jīng)包含了20年服務(wù)、燃料和維護(hù)費(fèi)用。
但在實(shí)際操作中,更多企業(yè)選擇另一種方式。以Bloom Energy為例,其通常采用類似電力購(gòu)買協(xié)議(PPA)的模式,將設(shè)備、運(yùn)維和燃料打包,按每千瓦時(shí)約0.099美元收費(fèi),運(yùn)營(yíng)商無(wú)需承擔(dān)前期設(shè)備投資,只需按用電量付費(fèi)。
作為對(duì)比,美國(guó)工業(yè)用電價(jià)格通常在每千瓦時(shí)0.07至0.12美元之間(具體價(jià)格取決于地區(qū)和電網(wǎng)狀況)。
初步計(jì)算,SOFC成本不低,但當(dāng)運(yùn)營(yíng)商把數(shù)據(jù)中心延誤帶來(lái)的時(shí)間成本計(jì)算在內(nèi),SOFC反而不再顯得那么昂貴。
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圖說(shuō):接入電網(wǎng)和部署SOFC的成本對(duì)比
來(lái)源:環(huán)球零碳
更重要的是,這已經(jīng)不是個(gè)別土豪公司“用錢換時(shí)間”的選擇,而是整個(gè)美國(guó)AI行業(yè)的大趨勢(shì)。
根據(jù)Bloom Energy發(fā)布的《2026年數(shù)據(jù)中心電力報(bào)告》,基于對(duì)152位行業(yè)決策者的調(diào)查,到2030年,近32%的美國(guó)數(shù)據(jù)中心計(jì)劃通過(guò)部署現(xiàn)場(chǎng)SOFC實(shí)現(xiàn)完全離網(wǎng)運(yùn)行,這一比例較6個(gè)月前提升了22%。
高盛也預(yù)測(cè),到2030年,燃料電池有望滿足新增數(shù)據(jù)中心電力需求的6%至15%,并占據(jù)25%至50%的用戶側(cè)發(fā)電市場(chǎng),對(duì)應(yīng)8至20吉瓦的裝機(jī)規(guī)模。
市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Persistence Market Research預(yù)計(jì),數(shù)據(jù)中心燃料電池市場(chǎng)規(guī)模將從2026年的3.6億美元增長(zhǎng)至2033年的11.9億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)18.6%。
那么,SOFC爆單后,會(huì)不會(huì)又卡在“造不出那么多設(shè)備”的問(wèn)題上?目前來(lái)看,很有可能。
以Bloom Energy為例,當(dāng)前年產(chǎn)能約為1吉瓦,公司計(jì)劃投入約1億美元,到2026年底將產(chǎn)能翻倍至2吉瓦。但即便如此,現(xiàn)有訂單規(guī)模已經(jīng)超過(guò)這一擴(kuò)產(chǎn)目標(biāo)。僅美國(guó)電力公司(AEP)項(xiàng)目首期就需要900兆瓦SOFC,而與Brookfield的合作更是規(guī)劃了跨多個(gè)大洲的多吉瓦部署。此外,包括甲骨文在內(nèi)的客戶需求仍在不斷增加。
更關(guān)鍵的是,與光伏和電池不同,SOFC的制造難度更高。其生產(chǎn)涉及高溫陶瓷加工、微米級(jí)精密涂層以及長(zhǎng)期穩(wěn)定性的嚴(yán)格控制,每一臺(tái)設(shè)備內(nèi)部都包含數(shù)千個(gè)電池單元,且需要在20年以上的周期內(nèi)保持穩(wěn)定運(yùn)行。這也使得產(chǎn)能擴(kuò)張遠(yuǎn)比預(yù)期更慢,而美國(guó)其他廠商的規(guī)模更小。
這意味著,一個(gè)新的機(jī)會(huì),正在向全球供應(yīng)鏈打開,而中國(guó)企業(yè)已經(jīng)在這一產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)關(guān)鍵位置。
例如,全球電子陶瓷龍頭三環(huán)集團(tuán)作為Bloom Energy的核心供應(yīng)商之一,它所提供的核心原材料SOFC隔膜片,按2024年收入計(jì),是這個(gè)領(lǐng)域的全球第一市場(chǎng)份額;寧波索福人、氫邦科技的SOFC電堆及小型發(fā)電系統(tǒng),也已成功出口韓國(guó)、新加坡等海外市場(chǎng)。
同時(shí),中國(guó)企業(yè)開始補(bǔ)齊規(guī)模化制造能力,陜西氫能超燃動(dòng)力已投產(chǎn)國(guó)內(nèi)首條SOFC電堆全自動(dòng)生產(chǎn)線;中自科技中試線年產(chǎn)能達(dá)2萬(wàn)片,并預(yù)留擴(kuò)展至20萬(wàn)片的空間;濰柴動(dòng)力通過(guò)參股英國(guó)Ceres Power,加速技術(shù)落地與產(chǎn)能布局。
更關(guān)鍵的是,中國(guó)企業(yè)的技術(shù)獲得國(guó)際認(rèn)可,濰柴動(dòng)力推出的100kW SOFC發(fā)電系統(tǒng)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間接近7萬(wàn)小時(shí),熱電聯(lián)產(chǎn)效率達(dá)到92.55%,刷新全球紀(jì)錄,并通過(guò)歐盟CE認(rèn)證。
隨著全球需求爆發(fā)與產(chǎn)能錯(cuò)配加劇,中國(guó)SOFC產(chǎn)業(yè)鏈的“大單時(shí)刻”,或許馬上就會(huì)到來(lái)。
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[1]https://introl.com/blog/fuel-cells-data-center-power-dark-horse-7-billion
[2]https://www.cls.cn/detail/2343098
[3]https://www.hanwhadatacenters.com/blog/data-center-grid-limitations-the-power-bottleneck/
[4]高工氫能:SOFC爆單,中國(guó)企業(yè)迎機(jī)遇
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