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AI資料中心的燃料電池:鈧需求數字為何彼此對不起來

發布於 作者 GJ Park

2026年,這個市場出現了變化,而變化並非來自陶瓷業。AI資料中心開始以GW為單位採購固態氧化物燃料電池(SOFC),因為它們等不到電網併接。2025年10月至2026年1月之間,資料中心用燃料電池的具拘束力合約簽署金額約為76.5億美元。2026年6月30日,Bloom Energy與Brookfield將合作規模由50億美元擴大至250億美元。1月,American Electric Power以26.5億美元行使最高1GW的選擇權,支撐懷俄明州1.8GW園區的第一階段。

站在賣電解質粉末的立場,接下來合理的問題是:這對那些電池內部材料的需求代表什麼。這個問題已經有好幾方公開以噸為單位作答,而這些答案彼此對不起來。本文要談的是它們為何不一致,以及要判定這件事你需要知道什麼——而不是再往這堆數字上添第四個。

為什麼這件事會落到材料採購的桌上

固態氧化物燃料電池需要一種能傳導氧離子、幾乎不傳導電子的電解質。氧化釔穩定氧化鋯(YSZ)是長期以來的預設選擇。氧化鈧穩定氧化鋯(ScSZ)在中溫區的導電率更好,這項取捨我們在YSZ與ScSZ比較中已有詳述。

對於站在資料中心這條故事線中心的那家公司,組成不是靠推斷的事。Bloom Energy持有一族已核准的美國專利,涵蓋摻雜的氧化鈧穩定氧化鋯電解質組成——以氧化鈧再加上氧化鎂、氧化鋅、氧化銦或氧化鎵中至少一種來穩定氧化鋯,並可選擇性加入氧化鈰;其中一族規定氧化鈧與氧化銦合計為10~13 mol%。專利描述的是一家公司主張過什麼,不必然等於今天出貨的電池裡裝的是什麼,我們不打算假裝並非如此。但方向是被揭露的,而不是猜出來的:這是一項含鈧的電解質技術。

這正是資料中心供電的新聞會落到粉末採購人員桌上的全部原因。鈧不是市場深度充足的大宗原料。全球產量在氧化鈧每年約40噸的量級上,來自副產品回收而非專門礦山,原因見我們談鈧為何如此稀缺的那篇。以GW計量的需求衝擊,遇上的是以數十噸計量的供應基礎。

流傳中的數字,以及它們相差多遠

以下是公開的各項主張,附上各自的出處,而不是取它們的平均。

數字 依據 出處性質
供應鏈可支撐每年最高25GW的燃料電池產量 公司聲明,2026年7月7日 Bloom Energy揭露
僅從鈦加工中每年即可回收「數百噸」 公司聲明,同一次揭露 Bloom Energy揭露
SOFC需求「數年內」達到氧化鈧每年200~300噸 市場評論所引用的分析師假設 第三方預測
若技術放量,SOFC需求可高達每年1,000噸 市場評論回顧的過往預測 第三方預測
全球氧化鈧產量約每年40噸 數量級估算;並無確定總量公布 廣被引用的估算

先看右邊一欄,再看左邊。其中兩項是公司在描述自身的供應狀況。兩項是市場預測。一項是底層統計來源不願給出確定說法的估算。它們不是同一類數字,把它們平均只會得到毫無意義的東西。

它們回答的問題也不同。「我們的供應鏈能支撐25GW」是關於採購能力的陳述,與「用40噸鈧就能造出25GW的電池」不是同一個主張。一條能支撐某個產量的供應鏈,可能正是透過目前未被計入那40噸的副產品流來達成的——而這恰恰就是那次揭露所描述的內容,它點名鈦、鎳、鈷、鋁土礦與鈾加工作為來源。

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這筆帳實際需要什麼

我們不會在這裡把GW換算成噸,而且有必要明講理由:這個換算看起來像一行算式,其實不是。

要從1GW裝置容量推到氧化鈧的質量,你至少需要:

  • 功率密度,以有效電池面積每平方公分的瓦數計,且取系統實際運轉的工作點,而非尖峰值。1GW需要多少電池面積由此決定。
  • 電解質厚度。 陽極支撐的薄膜設計落在個位數到十幾微米;電解質支撐的膜層則厚上一個數量級。單這一項就能讓答案變動10倍以上。
  • 氧化鈧添加量,以mol%換算為質量分率,再取氧化鈧中鈧的質量分率。這裡需要在氧化物與元素之間換算,方向弄反是常見的錯誤——就是每份COA上都會出現的那個氧化物↔元素問題
  • 燒結後電解質的密度,用來把體積換成質量。
  • 製造良率,包含帶鑄成型、網版印刷與燒結環節損失的材料。買進的粉末不等於隨電池出貨的粉末。
  • 合約期內的電堆更換頻率。 一份20年的購電合約若含週期性更換電堆,其材料消耗高於一次性建置,而更換週期是商務條件,不是公開資訊。

以上每一項要麼屬於專有資訊,要麼在不同設計之間相差一個數量級。在其他輸入值完全不變的情況下,單把電解質厚度由60 µm改為6 µm,質量就降到十分之一。這就是為何名義上同一項技術,公開數字會從每年200噸一路拉到1,000噸:這個區間不是對市場的分歧,而是對假設的分歧,而且沒有任何一個出處公開自己的假設。

若有人給你一個資料中心建置所需的鈧噸數,有用的問題不是這個數字偏高還是偏低,而是上面六項輸入值他們各取了什麼,以及這些值從哪裡來。

採購方現在可以合理斷定的事

穿過這些不確定性之後,有三件事仍然成立。

方向沒有疑問,即使量級有。 無論SOFC的鈧需求是每年200噸還是1,000噸,相對於目前約40噸的產量,兩者都很大。以副產品回收為基礎的供應,不會像開採型大宗原料那樣對價格作出反應,因為業者的主產品是鈦或鎳,鈧回收是一項帶有自身資本支出與前置期的次要決策。

供應多元化的說法,應當與任何其他規格主張受到同等檢視。 「沒有任何單一供應商或國家控制其供應」對於一種以副產品方式取得的材料,是製造商可以合理說出的話,而且與釔的處境實質不同——釔直接受到中國2025年4月許可制度的箝制,這一分歧我們在稀土管制那篇中做過追蹤。鈧同樣落在那份MOFCOM公告之下,此點另文處理

如果你採購ScSZ,最先感受到的限制不是價格。 是認證。更換氧化鈧來源或改變摻雜配方,都會改變燒結行為與長期相穩定性,而電解質重新認證是以月計的。這與釔的那次擾動是同一種模式:真正卡住的限制是重新認證的時間,而不是價格那一行。

對於要為這種材料寫規格書的人,這則新聞並未改變該做的事。把規格寫到讓替代品無法悄悄進來:寫明穩定劑及其mol%,點名摻雜劑,寫明量測方法,並要求在該批次出貨之前而非之後提供量產批次證書。誰能真的照這個條件報價,供應商版圖裡有梳理。

常見問題

AI資料中心的建置是否代表鈧價會上漲?

方向與幅度是兩個問題。對一種年產量約40噸、以副產品方式回收的材料而言,需求壓力是真實的。但鈧在2025年4月出口管制之後已經大幅重新定價,因此是否還會再往上走,取決於這份需求預期已有多少反映在價格裡,也取決於鈦流與鎳流中的回收產能是否擴張——那是由主產品另有其物的生產者所作的資本決策。我們沒有站得住腳的價格預測,也不提供。

我能自己根據已公布的GW數計算鈧需求嗎?

只有在你握有上面六項輸入值時才行,而其中大多數屬於專有資訊。一旦有了功率密度、電解質厚度、氧化鈧添加量、燒結密度、良率與電堆更換頻率,計算本身就是直白的算術。沒有這些,你算出的任何數字都是假設在說話,而不是GW在說話。

這件事也影響YSZ,還是只影響ScSZ?

兩者都受影響,但方式不同。它們是同一職能的替代電解質,因此一方的需求會與另一方相互牽動,而兩者之間的取捨是一項工程權衡,我們在比較文章中已有說明。它們的供應風險形態並不相同:釔是在大宗量級上受中國出口許可管轄,而鈧是副產品供應的問題。同時暴露於兩者的專案,等於暴露在兩種彼此無關的失效模式之下。

是不是每一種固態氧化物燃料電池都用鈧?

不是。YSZ仍是長期以來的預設電解質,許多系統在用它。氧化鈧穩定氧化鋯買到的是中溫區的導電率,代價則付在價格與相穩定性上。某家製造商用哪一種是設計決定,凡未公開揭露之處,我們不作假定。

這篇文章是在說那些公開的噸數是錯的嗎?

不是。是在說它們不可比。每一個在其自身假設之下都可能是自洽的;問題在於假設並未與數字一同公開,因此這些數字既無法相互對照,也無法查核。請把其中任何一個當作帶有隱含輸入值的情境,而不是一次量測。

參考資料(公開來源)

  • Bloom Energy氧化鈧供應鏈揭露(2026年7月7日,2026年7月14日報導)——支撐每年25GW產量、來自鈦、鎳、鈷、鋁土礦與鈾加工的副產品來源、僅鈦加工即可回收「數百噸」。
  • 美國專利族,Bloom Energy Corporation——摻雜的氧化鈧穩定氧化鋯電解質組成(氧化鈧與氧化鎂、氧化鋅、氧化銦或氧化鎵;氧化鈰為選擇性;其中一族為氧化鈧加氧化銦合計10~13 mol%)。
  • 已報導的資料中心燃料電池合約:2025年10月至2026年1月約76.5億美元;Bloom Energy與Brookfield的合作規模於2026年6月30日由50億美元擴大至250億美元;American Electric Power於2026年1月以26.5億美元行使最高1GW的選擇權,支撐由Crusoe與Tallgrass開發的1.8GW園區。
  • 引用SOFC氧化鈧需求假設每年200~300噸、以及高達每年1,000噸過往預測的市場評論。
  • 美國地質調查局(USGS)Mineral Commodity Summaries——鈧(地殼豐度、回收途徑;未公布確定的全球產量總數)。

本文數字為撰稿當時的報導口徑,且該領域每週都在變動。交易金額與產能主張均為當事方自身的說法,未經我們獨立查證。

流傳的噸數彼此對不上,因此買方能握住的最硬的數字,是工廠願意寫在報價單上的那一個。Nami Tech Solutions(NTS)用工廠自己的語言、依同一份書面規格——穩定劑與 mol%、具名摻雜劑、測量方法——直接對接這些工廠,因此報價回來時是可比的,而不是由假設拼出來的。

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