全球电气化进程持续推进，但电力供应仍面临挑战。随着工业化、AI数据中心等应用带动电力需求增长，各国正积极寻求可再生能源替代化石燃料发电。可再生能源目前约占全球总能源的20%和发电量的40%。中国在清洁能源投资方面处于前列，占全球近三分之一。国际能源署建议，到2030年年度清洁能源投资需增至4.5万亿美元，以实现本世纪中叶完全替代化石燃料的目标。

在此背景下，能够直接提供低碳电力、缓解电网压力的技术受到关注。固定式燃料电池，特别是固体氧化物燃料电池（SOFCs），因其可直接从气态燃料发电而不需燃烧，成为重要选择。

燃料电池通过电化学反应将燃料化学能转化为电能，相比传统燃烧发电方式效率更高。主要有碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池三种类型。其中固体氧化物燃料电池在高温下运行，可使用氢气、天然气、甲醇等多种燃料，具有较高通用性。

固体氧化物燃料电池的高温运行特性加速了电化学反应，提高了材料导电性和催化剂性能，同时减少了电压损失。产生的高温余热可在系统内再利用，进一步提升效率。与开式循环燃气轮机相比，使用碳氢燃料时固体氧化物燃料电池可减少约25%的二氧化碳排放，且废气中二氧化碳浓度较高，便于碳捕获。

早期固体氧化物燃料电池原型出现于20世纪60年代，为全陶瓷系统，运行温度极高，面临材料成本高、热管理复杂等挑战。近期技术发展通过采用金属支撑结构降低了工作温度。Ceres公司基于伦敦帝国理工学院研究，开发了工作温度在450°C至630°C的金属支撑固体氧化物电池，用铁素体不锈钢替代陶瓷基板提高了机械强度。

采用钢材的电池堆降低了材料成本，增强了对燃料中断的耐受性。现有系统可从天然气发电，净电效率约65%，余热温度超过300°C，可用于热电联产，使整体效率超过90%。同一平台还可作为电解槽生产氢气，增加了应用灵活性。

Ceres公司将技术授权给工业伙伴，包括潍柴、斗山、台达等企业。斗山计划2025年夏季开始生产，年产能达50兆瓦。这些系统主要面向工业场地、商业建筑和数据中心，满足其对可靠、低碳电力的需求。

固体氧化物燃料电池可作为能源转型的过渡技术，当前使用天然气高效发电，未来兼容氢能等低碳燃料。要实现规模化应用，需提升制造能力、降低成本并获得政策支持。随着电力需求增长和电网限制显现，结合效率、灵活性和燃料可选性的分布式发电技术正获得更多关注。固体氧化物系统展示了将清洁能源从集中式挑战转化为分布式机遇的潜力，帮助能源密集型行业获得可靠、低碳电力，同时减轻电网压力。