平面固体氧化物燃料电池市场——全球行业规模、份额、趋势、机遇和预测，按最终用户（商业、数据中心和其他）、按应用（固定、运输、便携式）、按地区、竞争情况细分，2018-2028 年

市场概览

全球平面固体氧化物燃料电池市场

在平面 SOFC 中，燃料（通常是氢或碳氢化合物燃料）在阳极氧化，释放电子。这些电子穿过外部电路，产生电能，然后在阴极与空气中的氧离子结合形成水蒸气。平面 SOFC 的主要特征是其扁平、薄且分层的设计，这有助于在高工作温度下（通常在 500°C 至 1000°C 之间）高效发电。全球平面固体氧化物燃料电池市场涵盖平面 SOFC 和相关技术的生产、销售和部署。

该市场受到各个领域对清洁高效能源解决方案日益增长的需求的推动，包括：平面 SOFC 有可能为固定和分布式电源应用提供高效、低排放的发电解决方案。SOFC 可用于电动汽车（燃料电池汽车）和长途商业运输的辅助动力装置。SOFC 可以集成到工业流程和热电联产 (CHP) 系统中，以提高能源效率并减少温室气体排放。SOFC 可用于住宅和商业供暖应用，提供高效、清洁的空间供暖和热水生成。平面 SOFC 因其紧凑的尺寸和高能量密度而被视为各种军事和航空航天应用。SOFC 适合在偏远地区提供可靠电力，并作为关键基础设施的备用电源。平面 SOFC 市场的增长受到政府激励、环境法规、材料和制造技术的进步以及对清洁高效能源发电好处的认识不断提高等因素的影响。此外，燃料电池制造商和最终用户之间的伙伴关系和协作在市场扩张中发挥着至关重要的作用。

关键市场驱动因素

清洁能源需求不断增长

人们对环境问题的日益关注以及减少温室气体排放的需要导致对清洁和可持续能源解决方案的需求不断增长。平面 SOFC 以其高效率和低排放而闻名，完全有能力满足这一需求。平面 SOFC 是高效的能源转换设备，效率水平有可能达到 60% 或更高。这种效率使它们对各种应用都具有吸引力，包括发电、运输和热电联产系统。政府和工业界越来越关注通过多样化能源来提高能源安全。平面 SOFC 可以通过提供可靠的现场发电解决方案在实现能源安全方面发挥作用。世界各地的许多政府都提供激励措施、补贴和补助金，以促进包括燃料电池在内的清洁能源技术的开发和采用。这些激励措施可以显著促进平面 SOFC 市场的发展。持续的研究和开发工作推动了 SOFC 材料和制造技术的进步。这些进步降低了成本、提高了性能并提高了平面 SOFC 的商业可行性。交通运输行业的电气化，包括电动汽车 (EV) 和氢燃料电池汽车，引起了人们对 SOFC 作为交通应用潜在电源的兴趣。平面 SOFC 在续航里程、加油时间和效率方面具有优势。

分布式能源发电

分布式能源发电和微电网的趋势为平面 SOFC 创造了机会。它们可以部署在分散式能源系统中，为家庭、企业和偏远地区提供电力和热能。面对自然灾害和电网中断，对可靠备用电源解决方案的需求激发了人们对平面 SOFC 作为关键基础设施和住宅应用备用电源的兴趣。由于平面 SOFC 具有高能量密度、紧凑尺寸以及在偏远和苛刻环境中提供电力的潜力，因此人们正在探索将其用于航空航天和军事应用。燃料电池制造商、研究机构和最终用户之间的合作促进了平面 SOFC 的开发和商业化，使其适用于各种应用。

值得注意的是，平面 SOFC 市场是动态的，自我上次更新以来，可能已经出现了新的驱动因素。此外，市场条件可能因地区和应用而异。为了全面了解全球平面 SOFC 市场的现状及其驱动因素，建议查阅行业报告、市场研究和新闻来源以获取最新信息。

政府监管日益严格

政府监管日益严格，加上能源价格上涨，是平面固体氧化物燃料电池市场的主要趋势之一。随着人们对替代能源的认识不断提高，基于燃烧的发电机正在被太阳能电池板等可再生能源系统所取代，这些系统在能源转换方面表现出更高的效率。此外，这些设备中使用的燃料电池不会造成任何有害排放，因此它们适用于运输、固定/备用和便携式电源应用。

此外，此类产品在石油和天然气行业的应用基础不断增加，为市场提供了丰厚的增长机会。例如，现场开采的天然气可以很容易地用作直接燃料电池 (DFC) 发电厂的燃料。这样，DFC 发电厂产生的电力可用于支持开采过程。此外，DFC 发电厂是一种清洁能源，可以提供可注入地下以提高采油率的电力。因此，全球固体氧化物燃料电池市场在未来几年拥有众多增长机会。

主要市场挑战

截至 2022 年 9 月，全球平面固体氧化物燃料电池 (SOFC) 市场面临多项挑战。这些挑战可能从那时起已经发展或改变，但它们提供了对该行业遇到的典型障碍的洞察。以下是全球平面 SOFC 市场面临的一些关键挑战。高工作温度：平面 SOFC 通常在高温下工作，通常超过 500°C。这些高工作温度会导致材料降解、增加制造复杂性并限制可使用的材料范围。

成本和制造可扩展性

平面 SOFC 的初始资本成本相对较高。实现与其他能源技术（如天然气联合循环发电厂）的成本竞争力仍然是一项重大挑战。此外，扩大制造流程以满足市场需求同时保持质量和一致性具有挑战性。确保平面 SOFC 在各种工作条件下的长期耐用性和可靠性是一项关键挑战。高温和热循环会导致电池材料降解，影响性能和寿命。平面 SOFC 在运输和固定发电中的广泛应用取决于是否有合适的燃料，例如氢气或天然气。在某些地区，开发和维护燃料供应基础设施可能是一项挑战。

电解质材料和与其他能源技术的竞争

开发可在较低温度下工作的高性能耐用电解质材料是一项持续的挑战。降低所需的工作温度可以提高耐用性并降低制造成本。将单个平面 SOFC 堆栈集成到更大的系统中（包括平衡电厂组件和控制系统）可能很复杂。实现无缝集成和优化系统性能是一项挑战。监管环境（包括安全标准和排放法规）可能会影响平面 SOFC 的部署和采用。政策支持、激励措施和市场准入对于市场增长至关重要。平面 SOFC 面临来自其他清洁能源技术的竞争，例如光伏、风能和锂离子电池。这些技术可能在某些应用或细分市场中具有优势。

主要市场趋势

材料和制造技术的进步

材料科学和制造技术的进步对于平面 SOFC 的发展至关重要。研究人员专注于发现和设计用于电极、电解质和互连的新材料。这些材料的进步提高了性能，降低了制造成本，并提高了 SOFC 的可靠性。例如，电解质新陶瓷材料的开发允许降低工作温度，减轻热应力并提高耐用性。这种更坚固材料的趋势对于延长 SOFC 的使用寿命并使其更具成本竞争力至关重要。

燃料灵活性和氢气生产

平面 SOFC 市场的一个重要趋势是追求更大的燃料灵活性。虽然氢仍然是 SOFC 的主要燃料来源，但研发工作重点是扩大兼容燃料的范围。这包括使用碳氢化合物、生物燃料和氨。此外，人们正在探索 SOFC 通过高温电解生产氢气的潜力。这种“共电解”过程可以将水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳，然后可用作各种行业的燃料或原料。在全球氢经济的背景下，氢气生产的重要性日益凸显。

燃料电池混合系统

将平面 SOFC 与其他能源技术相结合的混合能源系统正变得越来越流行。这些混合系统旨在最大限度地提高能源效率、提高系统可靠性并确保持续供电。关键组合包括与电池、太阳能电池板甚至微型涡轮机配对的 SOFC。在这种混合设置中，平面 SOFC 是主要发电来源，而电池在高峰需求期间提供能量存储，太阳能电池板在白天提供能量。不同技术的集成提供了持续稳定的电力供应，减少了对电网的依赖。

分布式能源发电和微电网

分布式能源发电和微电网的趋势推动了平面 SOFC 在分散式能源系统中的应用。这些系统可以部署在使用点或附近，为住宅、商业和工业区提供电力和热能。平面 SOFC 因其高效率和提供热电联产 (CHP) 的能力而非常适合微电网应用。由 SOFC 供电的微电网增强了电网弹性，特别是在容易发生电网中断或极端天气事件的地区。它们提供了能源自给自足的潜力，并减少了对集中式电力基础设施的依赖。

数据中心和备用电源以及降低工作温度

对数据中心的日益依赖以及对不间断电源的迫切需求导致采用平面 SOFC 作为主要和备用电源。这些燃料电池可以为数据中心运营提供高度可靠和高效的电力，降低断电期间数据丢失和停机的风险。平面 SOFC 的快速启动时间和长运行时间使其适合用作各种关键应用的备用电源系统，包括医疗设施、电信和应急响应中心。由于材料降解和制造复杂性，高温运行一直是平面 SOFC 面临的挑战。市场的一个重要趋势是不断努力降低 SOFC 的工作温度，同时保持其效率。降低工作温度可提高 SOFC 的耐用性和使用寿命，减少材料的热应力，并简化系统集成。这一趋势符合使 SOFC 更易于访问和适用于各种应用的更广泛目标。

细分洞察

最终用途洞察

在预测期内，数据中心市场预计将增长，随之而来的电源备用系统市场也有望增长。 33% 的数据中心停电是由停电引起的，停电会给运营的数据中心带来大量成本。高效率、大容量和持续发电能力使平面固体氧化物燃料电池成为电源备份和电压变化的首选。印度是世界上增长最快的经济体之一，它可能会推动基于公共云的数据中心的增长。IT 行业在印度市场占据主导地位，是该国最大的私营部门雇主，数据中心在印度得到广泛使用，从而推动了平面固体氧化物燃料电池市场的增长。数据中心对平面固体氧化物燃料电池使用的研究和试点测试大幅增加。因此，随着互联网使用量的增加以及对平面固体氧化物燃料电池的持续研究，预计市场将在预测期内增长。

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区域见解

亚太地区已成为全球平面固体氧化物燃料电池市场的领导者，并在 2022 年占据了相当大的收入份额

最新发展

• 中国计划每年生产 100,000 至 200,000 吨可再生氢，到 2025 年拥有 50,000 辆氢燃料汽车。中国目前是世界上最大的燃料电池卡车和公共汽车市场，也是燃料电池电动汽车的第三大市场（FCEVs）。
• 印度科学家通过一种有效的程序自主开发出了燃料电池用铂基电催化剂。这种电催化剂表现出与市售电催化剂相当的性能，并且可以延长燃料电池堆性能的使用寿命。
• 2022 年 8 月：美国国家可再生能源实验室 (NREL) 开始与丰田汽车北美公司 (Toyota) 通过合作研发协议合作，在 NREL 的 Flatirons 园区建造、安装和评估 1 兆瓦 (MW) 质子交换膜 (PEM) 燃料电池发电系统。

主要市场参与者

• Bloom Energy
• Ceres Power
• Solid Power
• FuelCell能源
• 西门子能源
• Ultra Electronics
• Atrex Energy
• Ceramic Fuel Cells Limited
• 京瓷
• Versa Power Systems