制氢电源深度报告：电网与电解槽之间的"连接桥梁"，制氢电源有望开创未来增长新局面
首先，让我们了解一下制氢电源的基本概念及其主要技术线路：
制氢电源通常被视为整流器或直流变换器，它的使命在于充当连接电力网络与电解槽之间的桥梁，借助自身的功率模块将交流电/直流电高效地转化成电解水所需要的直流电。伴随着绿氢生成规模的日益壮大，如何提高转换效率、实现场景的最佳匹配、降低电能损失以及延长设备使用寿命已逐渐成为制氢电源技术发展的核心议题。
从理论角度看，制氢电源的整流过程正是利用了二极管的单向导电特性，将交流电成功转变为脉冲直流电。目前，根据功率模块的技术差异，主流的制氢电源可以划分为晶闸管（SCR）制氢电源和绝缘栅双极晶体管（IGBT）制氢电源两大类别。
| 能量管理系统 | ||
| 制氢电源 | 制氢设备 | 下游储运及应用 |
| DC/DC整流器 | ALK电解槽 | 加氢系统 |
| AC/DC整流器 | PEM电解槽 | 储氢罐 燃料电池系统 |
其次，从政策机遇、项目建设以及技术支持等多个维度分析，制氢电源无疑具备了开启增长之路的巨大潜力：
随着制氢电源行业规范与标准的逐步建立，未来有望进一步获得政策层面的大力支持。同时，风光氢一体化建设步伐的加快，单槽制氢规模的持续扩大，都将有力推动制氢电源市场规模的扩大：我国绿氢制取项目呈现出迅猛增长的态势，单项目制氢规模亦在不断攀升。一方面，随着电解槽制氢能力的不断提升，制氢电源的功率有望随之进一步提高；另一方面，在风力发电、太阳能光伏等新能源发电规模持续扩大，弃风、弃光电力制氢规模不断扩大，PEM水电解技术市场占有率稳步提升的背景下，IGBT制氢电源的市场份额也有望进一步扩大。此外，关键器件国产化水平的提升有望进一步优化市场竞争格局。
1、规定制氢整流电源的产品类型、基
标志着水电解制氢整流电源技术
| 发布时间 | 发布单起草单 | 标准号 | 标准名称 | 主要内容 | 意义 | |
| 本功能要求、性能要求和保护要求： 2、对制氢整流电源的基本功能提出了 | 此标准的制定填补了国内 PEM水电解制氢应用场景下整流 | |||||
| 中国电 | 阳光氢 | 《水电解 | 要求，包括直流输出调节范围、通信、 | 电源技术标准的空白，对于指导国 | ||
| 2023年 | 工技术 | 能、大连 | T/CES2 | 制氢整流 | 紧急停机、电气隔离与回路分断、防 | 内水电解制氢电源的产品开发和 |
| 10月 | 理工大 | 26-2023 | 电源技术 | 爆等级、直流电压和电流控制、交流 | ||
| 学会 | 学等 | 规范》 | 无功输出、直流放电和功率调度等； | 应用具有重要意义，此标准的发布 | ||
| 3、对制氢整流电源的性能提出了要 | 规范的正式确立。 | |||||
| 求，包括最大转换效率、电网侧性能、 直流侧性能和电磁兼容性能。 | ||||||
| 中关村 | 1、明确全控型水电解制氢电源的正常 | 此标准专门针对全控型电解 | ||||
| 氢能与 | T/ZHFC | 使用条件、特殊使用条件以及运输、 | ||||
| 2023年 | 燃料电 | 雷动智 | 《全控型 | 存放和安装条件； | 水制氢电源的技术要求进行了规 | |
| 12月 | 池技术 | 创、华电 | 1003-20 | 水电解制 | 2、从技术上规定了全控型水电解制氢 | 范，旨在推动制氢电源技术的发展 |
| 创新联 | 重工等 | 23 | 氢电源》 | 电源的接口特性、结构要求、主要技 术参数、输出电流控制、输入功率控 | 和应用，特别是在提高制氢效率和 | |
| 制、恒流限压控制、电容放电、温升、 | 系统稳定性方面。 |
| 表2：与制氢电源相关的政策规划 | |||
| 发布 时间 | 发布单位 | 政策名称 | 主要内容 |
| 促进电解水制氢的高效率低成本化，提升电解水制氢装备的效率 | |||
| 和规模，攻克制氢过程中的关键技术难题，促进在电力需求低谷 | |||
| 2023 | 广东省发展和改 | 时段进行电解水制氢，利用低峰时段的多余发电能力开展电解水 | |
| 年11 | 革委员会 | 《广东省加快氢能产业创新发 | 制氢和热解制氢项目：鼓励开展海上风电、光伏、生物质等可再 |
| 广东省科学技术 | 展的意见》 | 生能源制氢示范，加强海水直接制氢、光解水制氢等技术研发， | |
| 厅等 | 拓展绿氢供给渠道，降低制取成本：探索可再生能源发电与氢储 | ||
| 能相结合的一体化应用模式，将氢储能纳入新能源配储范畴，在 大容量深远海海上风电资源富集区域，开展海上风电制氢示范。 | |||
| 重点以风光制氢、交通运输、化工、冶金领域为突破口，建立风 | |||
| 2022 | 内蒙古自治区人 | 《内蒙古自治区人民政府办公 | 光制氢一体化发展模式：重点突破低能耗长寿命可再生能源电解 |
| 年12 | 民政府办公厅 | 厅关于促进氢能产业高质量发 | 水制氢、宽功率波动高效电解水制氢等技术；制定了风光制氢一 |
| 展的意见》 | 体化示范项目的能源配置、电价政策、输变电工程建设及水源使 用的规定。 | ||
| 上海市经济和信 | 加强电解水制氢的工艺技术水平方面的关键技术攻关，构筑深远 | ||
| 2022 | 息化委员会 | 《上海市氢能产业发展中长期 | 海风电制氢、生物质制氢、滩涂光伏发电制氢的供应设施基础， |
| 年5月 | 上海市市场监督 | 规划（2022-2035年）》 | 通过技术进步逐步降低绿电制氢成本；开展氢储能在光伏、风电 |
| 管理局等 | 等新能源制氢应用场景的示范应用，发挥氢能在不同能源领域的 协同优化潜力。 | ||
| 到2025年清洁能源制氢和储运技术有显著进步，初步建立氢能 | |||
| 2021 | 国家发展改革 | 《氢能产业发展中长期规划 | 供应体系，到2030年形成较为完备的氢能产业技术创新体系、 |
| 年3月 | 委、国家能源局 | (2021-2035年)》 | 清洁能源制氢及供应体系。要求提高可再生能源制氢转化效率和 |
| 单台装置制氢规模，在风光水电资源丰富地区，开展可再生能源 | |||
| 制氢示范，探索季节性储能和电网调峰。 |
表3：大唐新能源多伦15万千瓦风光制氢一体化示范项目设备招标目录
厂区循环水冷却）
| 序号 | 设备名称 | 规格型号 | 数量（台/套） |
| 水电解制氢成套设备一 | 选用晶闸管电源方案 | ||
| 水电解制氢单元设备一 | 单套配置为4x1000Nm3/h电解槽 +1x4000Nm3/h气液分离器（包含碱液循 | ||
| 环泵，4用2备）+1x4000Nm3/h纯化装 | |||
| 12.5MVA，35土5%0.5kV（具体参数匹配 | |||
| 35kV有载调压整流变压器 | 电解槽确定）Y.d11油浸风冷，一拖二 | ||
| 晶闸管整流装置柜 | 对应1000Nm3/h电解槽（配套铜排，用 | 9（8用1备） | |
| 水电解制氢成套设备二 | 选用IGBT电源方案 | ||
| 单套配置为4x1000Nm3/h电解槽 | |||
| 水电解制氢单元设备二 | +1x4000Nm3/h气液分离器（包含碱液循 环泵，4用2备）+1x4000Nm3/h纯化装 |
厂区循环水冷却）
厂区循环水冷却）
| 35kV变压器 | 12.5MVA，35土5%0.5kV（具体参数匹配 | |
| 电解槽确定）Y.d11油浸风冷，一拖二 | ||
| IGBT整流柜 | 对应1000Nm3/h电解槽（配套铜排，用 | 4面 |
| 水电解制氢成套设备三 | 选用晶闸管电源方案 | |
| 单套配置为1x2000Nm3/h电解槽 | ||
| 水电解制氢单元设备三 | +1x2000Nm3/h气液分离器（包含碱液循 | |
| 环泵，4用2备）+1x2000Nm3/h纯化装 | ||
| 12.5MVA，35土5%0.5kV（具体参数匹配 | ||
| 35kV有载调压整流变压器 | 电解槽确定）Y.d11油浸风冷，一拖二 | |
| 晶闸管整流装置柜 | 对应2000Nm3/h电解槽（配套铜排，用 | 1面 |
| 公用工程 | 包含水箱、碱箱等 | |
| 辅件 | 铜排、工艺材料、电气材料、备品备件 |
| 表4：2023年我国下线电解槽规格向1000Nm3/h及以上提升 | |||
| 类型 | 发布企业 | 单槽制氢规模 Nm*/h | 单槽电耗情况 kWh/Nm3 |
| 盛氢制氧 | 1000 | 4.6 | |
| 中集集电 | 1200 | 4.3 | |
| 中集氢能 | 1200 | 4.2-4.55 | |
| 隆基氢能 | 1000 | 4.0-4.3 | |
| 绿萌氢能 | 500 | 4.2 | |
| 华光环能 | 1500 | 4.2 | |
| 华商厦庚 | 1000 | 4.0-4.5 | |
| 华秦新能源 | 1000 | 4.087 | |
| ALK（15家） | 山东汉德 | 1300 | |
| 宝石机械 | 1200 | 4.2 | |
| 航天科技 | 1000 | ||
| 上海电气 | 2000 | 4.15 | |
| 爱德曼 | 1000 | 4.4 | |
| 中石油 | 1200 | ||
| 隆基氢能 | 1200、1500、2000、3000 | ||
| 龙蟠科技 | 1000 | ||
| 国富氢能 | |||
| 嘉庚创新实验室 | 320 | 3.87-4.3 | |
| PEM(8家) | 亿华通 | 100 | 4.19 |
| 淳华氢能 |
| 氢辉能源 | 50 | 4.55 | |
| 氢盛能源 | 250 | ||
| 重塑能源 | 100、250 | ||
| 东方锅炉 | 兆瓦级 | ||
| 翌晶氢能 | 0.79、1.58、3.16 | 3.16 | |
| SOEC(2家) | 思伟特 | 2.77 | 3.6 |
| 稳石氢能 | 0.58 | 4.3 | |
| AEM(2家) | 中电绿波 | 10 |
最后，展望未来，制氢电源的需求与供应市场均有望迎来更大幅度的增长：
从当前市场状况及技术发展路径来看，制氢电源在整个制氢系统中扮演着连接电网的“桥梁”角色。目前，制氢电源的两种主流技术线路分别为SCR和IGBT。从技术环境的现状来看，SCR制氢电源的应用领域更为广泛，而IGBT制氢电源则在电网保护性能以及应对电网能量波动的适应性方面表现更为出色。随着大功率电解槽（MW级）以及弱并网或纯离网制氢场景的涌现，IGBT制氢电源有望获得更为广阔的应用空间。参照光伏逆变器在光伏发电产业链中的地位，制氢电源有望随着制氢市场规模的扩大而展现出更为强劲的增长动力。随着SCR/IGBT/功率模块等关键器件的国产化进程加速推进，未来制氢电源的生产成本与供应规模也有望进一步扩大。
离网/并网制氢解决方案 AC/DC一级拓扑IGBT电源
源技术分公司，发力制氢电源、氢电耦合等领域。
| 公司名称 | 典型产品及解决方案 | 事件 |
| IGBT-PWM整流方案的工程化应用，是当前国内最大 | ||
| 的单机IGBT-PWM整流器应用成功案例。 | ||
| 2023年3月27日至3月31日，中国石化集团新星 | ||
| 中国石化 | 公司的大型IGBT制氢电源（9.6MW）实证测试在银 | |
| 新星公司 | 川顺利完成，这也是全球首次大容量的新型IGBT制 | |
| 氢电源带电解槽真实负载运行的实证测试。 | ||
| 阳光氢能 | PWM整流电源 | 2023年7月中标大安风光制绿氢合成氨一体化示范 |
| PWM直流变换电源 | 项目45MW的IGBT制氧电源设备。 | |
| 规划建立1000标方以下IGBT | 根据公司2023年年报，其生产的制氢电源助力全国 | |
| 时代电气 | 制氢电源产品，可满足碱性/PEM | 首个万吨级新能源制氢项目成功产氢，并完成全电压 |
| 等电解槽制氢需求 | 等级系列新一代IGBT芯片产品开发。 | |
| 禾望电气 | AC/DC+DC/DC两级拓扑IGBT 电源 | 2024年3月，7.0MW新型IGBT制氢电源在甘肃酒 泉玉门油田可再生能源制氢示范项目顺利投运。 |
| DC/DC直流变换IGBT电源 | ||
| 许继电气 | 新能源制氢智慧管理系统 | 2023年12月许继电气发布公告，拟设立许继电气氢 |
| 国电南瑞 | 2023年7月中标大安风光制绿氢合成氨一体化示范 | |
| 资料来源：Wind、各公司官网、GGIl，华宝证券研究创新部 | 项目45MW的IGBT制氢电源设备 |
