制氫電源是連接電網(wǎng)與電解槽之間的橋梁，用于將交流電/直流電轉(zhuǎn)化為電解水制氫電解槽可用的直流電。一個(gè)完整的制氫電源系統(tǒng)主要包含整流柜、變壓器、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和輔助設(shè)備等。

技術(shù)方面

      技術(shù)路線多元發(fā)展：主要分為晶閘管（SCR）和IGBT兩大路線。IGBT功率響應(yīng)速度更快、全功率范圍內(nèi)效率更高，使系統(tǒng)在并網(wǎng)時(shí)具有更佳的電網(wǎng)友好性，能更好地匹配風(fēng)光波動(dòng)電力。另外還有新技術(shù)，碳化硅制氫電源，在制氫上應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)較少，但在汽車、光伏、儲(chǔ)能等行業(yè)應(yīng)用成熟，具有諧波低、功率因數(shù)高、響應(yīng)速度快、效率高、體積更小等優(yōu)勢(shì)。

      性能持續(xù)提升：研發(fā)不斷取得進(jìn)展，制氫電源在功率調(diào)節(jié)響應(yīng)速度、輸出電壓紋波控制等方面性能顯著提升。如陽(yáng)光氫能的PWM全控型制氫電源具備百毫秒級(jí)功率調(diào)節(jié)響應(yīng)速度，輸出電壓紋波在1%以內(nèi)。

      專利技術(shù)不斷涌現(xiàn)：如西安許繼電氣申請(qǐng)的“一種制氫電源及其低電壓穿越控制方法、裝置”專利，可在電網(wǎng)電壓跌落時(shí)確保電解槽供電功率的最大穩(wěn)定性。

市場(chǎng)方面

      市場(chǎng)需求增長(zhǎng)：隨著綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展，制氫電源需求及市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張。據(jù)預(yù)測(cè)，2030年制氫電源潛在市場(chǎng)規(guī)模將突破百億元大關(guān)。

      企業(yè)訂單不斷：陽(yáng)光氫能、湖北英特利、中車時(shí)代電氣、南瑞等企業(yè)在2024年紛紛中標(biāo)多個(gè)制氫電源項(xiàng)目。

      應(yīng)用場(chǎng)景拓展：從傳統(tǒng)的并網(wǎng)制氫，逐漸向離網(wǎng)制氫等場(chǎng)景拓展。英特利海外大功率PEM制氫電源驗(yàn)收成功，實(shí)現(xiàn)了海外光伏離網(wǎng)制氫項(xiàng)目的應(yīng)用。

標(biāo)準(zhǔn)方面

      由中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司旗下中車時(shí)代電氣牽頭起草的《基于IGBT的可再生能源水電解制氫電源技術(shù)規(guī)范》于2024年5月通過(guò)專家審查，統(tǒng)籌規(guī)劃了隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性綠電制氫系統(tǒng)在寬負(fù)載條件下IGBT制氫電源合適的性能、功能要求及完整的測(cè)試規(guī)范。

技術(shù)層面

      電網(wǎng)適應(yīng)性問(wèn)題：在弱電網(wǎng)環(huán)境下，電網(wǎng)阻抗會(huì)導(dǎo)致并網(wǎng)不穩(wěn)定，電壓背景諧波會(huì)造成并網(wǎng)電流畸變，電壓頻率相位跳變易使鎖相失敗。

      功率提升難題：隨著電解槽向大標(biāo)方、高功率發(fā)展，制氫電源功率需相應(yīng)提升至20MW，這對(duì)電源的控制系統(tǒng)和散熱能力提出更高要求。

      轉(zhuǎn)換效率瓶頸：風(fēng)光發(fā)電輸出功率與電壓波動(dòng)大，制氫電源常處于低壓工作狀態(tài)，轉(zhuǎn)換效率提升困難。

成本層面

      設(shè)備成本高：IGBT整流電源在大功率場(chǎng)景技術(shù)尚在起步階段，SiC整流器成熟度和規(guī)?；瘧?yīng)用尚在培育中，導(dǎo)致制氫電源設(shè)備成本難降。

      電力成本波動(dòng)：可再生能源發(fā)電成本雖在下降，但仍有波動(dòng)性，部分地區(qū)上網(wǎng)電價(jià)較高，使制氫電力成本難以降低。

標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)層面

      標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一：目前新能源制氫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善，不同地區(qū)、企業(yè)間在制氫電源的性能標(biāo)準(zhǔn)等方面存在差異，導(dǎo)致市場(chǎng)上產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，給技術(shù)推廣和應(yīng)用帶來(lái)困難。

      法規(guī)不完善：制氫電源的生產(chǎn)、使用等涉及多個(gè)部門監(jiān)管，相關(guān)法規(guī)和政策不夠完善，給企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)不確定性。

技術(shù)方面

      性能持續(xù)優(yōu)化：制氫電源將不斷提升低壓轉(zhuǎn)換效率，以適應(yīng)風(fēng)光電力的波動(dòng)。同時(shí)，會(huì)進(jìn)一步降低諧波，減少對(duì)電氣設(shè)備的損耗與老化。

      IGBT技術(shù)拓展：IGBT制氫電源將朝著適配大功率場(chǎng)景發(fā)展，提高在低壓情形下的轉(zhuǎn)換效率，并隨著關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化，制造成本有望進(jìn)一步降低。

      晶閘管制氫電源改進(jìn)：晶閘管制氫電源會(huì)在增加諧波補(bǔ)償裝置、抗諧波裝置的基礎(chǔ)上提高轉(zhuǎn)換效率，如通過(guò)12脈波-96脈波實(shí)現(xiàn)多脈波整流等，更好適配離網(wǎng)/弱并網(wǎng)條件下的制氫場(chǎng)景。

市場(chǎng)方面

      市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大：隨著綠氫需求增長(zhǎng)，電解槽市場(chǎng)需求擴(kuò)張，制氫電源需求及市場(chǎng)規(guī)模也將持續(xù)擴(kuò)張，2030年制氫電源潛在市場(chǎng)規(guī)模將突破百億元大關(guān)。

      應(yīng)用場(chǎng)景拓展：在風(fēng)光氫一體化項(xiàng)目、分布式能源項(xiàng)目以及海上風(fēng)電制氫等領(lǐng)域，制氫電源的應(yīng)用場(chǎng)景將不斷拓展。

      與儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展：制氫電源將與儲(chǔ)能系統(tǒng)形成更緊密的協(xié)同，通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，平滑風(fēng)光發(fā)電的功率波動(dòng)，為制氫電源提供更穩(wěn)定的輸入電源，提高制氫系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和效率。

政策與標(biāo)準(zhǔn)方面

      政策支持加強(qiáng)：隨著氫能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略地位不斷提升，政府將出臺(tái)更多支持制氫電源發(fā)展的政策，包括補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、項(xiàng)目審批綠色通道等，推動(dòng)制氫電源技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

      標(biāo)準(zhǔn)體系完善：制氫電源的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將不斷完善，統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)將有助于規(guī)范市場(chǎng)秩序，促進(jìn)不同企業(yè)產(chǎn)品的兼容性和互換性，推動(dòng)制氫電源行業(yè)的健康發(fā)展。

成本售價(jià)方面

      2024年5MW等級(jí)晶閘管制氫電源（不含變壓器）成交價(jià)在15-20萬(wàn)元，IGBT制氫電源（不含變壓器）成交價(jià)在80-90萬(wàn)年。預(yù)計(jì)到2025年，競(jìng)爭(zhēng)會(huì)加劇，多個(gè)公司切入IGBT制氫電源市場(chǎng)，IGBT制氫電源（不含變壓器）的成交價(jià)會(huì)到60-70萬(wàn)，晶閘管制氫電源價(jià)格已經(jīng)很低，預(yù)計(jì)到15萬(wàn)，也不會(huì)再有大的降本空間。未來(lái)制氫電源市場(chǎng)主要還是IGBT制氫電源的競(jìng)爭(zhēng)。