融资杠杆炒股 37家企业“争夺”制氢电源新高地
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一、制氢电源的作用
阻碍可再生能源电力电解水制氢普及的一个主要原因是制氢系统通常需要动态适应可再生能源电力的波动。而电解水制氢系统中电解槽是一个低压大电流装备。制氢电源向上承接风光电力系统的波动性和电力，向下为电解槽提供稳定的大功率直流电力，是电解水制氢系统安全稳定运行的基础。
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风光部分上网+余电制氢结构示意图，来源：公开资料
对电网来讲，制氢电源是用电器件，其用电稳定性、响应性等对电网安全、发电设备寿命等均有重要影响。
对电解槽来讲，制氢电源负责向电解槽提供稳定的大功率直流电。制氢电源需要将电网电力转换为适合电解槽的低电压大电流直流电。电网和风电供给的都是交流电，故需要通过AC/DC变流器将交流电变换为直流电；光伏发出的直流电，则通过DC/DC变流器将直流电调整为稳定、平整的低压电流。
二、制氢电源的组成及分类
制氢电源，又称整流电源，主要功能是将交流电/直流电转化为电解水制氢可用的直流电。制氢电源主要包含整流柜、变压器、控制系统、冷却系统和辅助设备，其中整流柜是电流转换的核心场所。
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DC/DC制氢电源工作原理，资料来源：孔令国等《DC/DC隔离型制氢电源发展现状与趋势》
制氢电源最主要的功能是降压与整流，由变压器和整流器实现。整流柜的核心为功率模块，功率模块按照其技术路径可以分为SCR整流柜（晶闸管电源，又称可控硅整流柜）、IGBT整流柜（绝缘栅双极晶体管电源）和SiC整流柜（碳化硅电源）。
SCR整流器是半控型器件，可靠性高，应用时间长，技术相对成熟，适用于大功率制氢场景。SCR整流器，可通过12脉波-96脉波实现多脉波整流，降低谐波。同时，晶闸管制氢电源使用过程中还需要配套静止无功补偿器（SVC）或静止无功发生器（static var generator，SVG）来提高系统功率因数及补偿无功功率。另外，晶闸管制氢电源还需要配备有载调压装置，但常用的有载调压装置采用机械式开关结构，会造成一定的操作延时。有载调压装置切换一个档位的时间约为12s。
IGBT整流电源属于全控型整流器，具有谐波低，开关频率高，响应速度快，功率因数高，低电压穿越能力，具备高制氢效率和高离网质量，目前在中小功率场景适配性强，性价比高，大功率场景技术尚在起步阶段。2024年，国内的IGBT电源供应商呈崛起之势。
功率SiC变流器转换效率高，可达99%，散热量小，体积和重量小，成熟度和规模化应用尚在培育中。
三、制氢电源的技术趋势
制氢电源的技术需要满足可再生能源电力波动带来的挑战，也要应对电解槽大功率提升的运行需求。
基于制氢电力系统中，上下游协同要求，制氢电源的处于技术不断提升的进程中。主要的提升方向有：①大功率；②低压高转换效率。
①大功率。目前国内外多家厂商发布了大标方、高功率电解槽。随着电解槽的功率提升，配套电源的功率需要相应提升。目前国内中船718、三一、隆基纷纷推出3000Nm3/h碱性电解槽，对应的制氢电源功率至少需要达到15MW。而且，电解槽的有向4000Nm3/h发展的趋势，因此未来制氢电源将向20MW跨进。
制氢电源的大功率发展，对电源的控制系统和散热能力提出了更高的要求。
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②低压高转换效率。风光发电受天气影响，其输出功率与电压的波动幅度较大，导致制氢电源常常处于低压下工作，转换效率提升困难。因此制氢电源需要具备低压穿越能力。而且，制氢电源的整流效率决定了电源的电耗程度。电源整流效率越高，电耗越低。国内的部分制氢电源整流效率一般在95%以上，部分可达99%。
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资料来源：孙龙林等《可再生能源制氢系统制氢电源研究》
四、制氢电源市场格局
1、中车时代电气
20223年3月，中车时代电气自主研发的IGBT制氢电源设备在现场实证成功。中车时代电气研发的IGBT制氢电源较在30%-110%负载范围内都具有良好的网侧电能质量，功率因数高达0.99，谐波优于3%，无需配置额外的电能质量治理装置；负载响应快，阻感负载阶跃响应可以达到10ms以内，且直流纹波小于1%。
2022年8月，该公司中标“三峡集团鄂尔多斯纳日松40万千瓦光伏制氢示范项目光伏电站及制氢站电源系统EPC总承包”项目的4套5MW IGBT全控制氢电源系统，用于搭配国内三家主流电解槽。该项目订单与2023年5月完成发货。
2022年4月，中车时代电气交付了4套PEM电解槽用IGBT全控制氢电源给康明斯佛山项目、远景能源赤峰项目。
2023年7月4日，中车时代电气中标国家能源集团国华投资宁东50万千瓦光伏制氢项目清水营制氢站16套IGBT全控制氢电源。该项目2024年8月5日开车成功。项目共计有21套1000标方制氢电源，全面采用 IGBT（绝缘栅型晶体管）技术路线，其中包含20套交流耦合制氢电源和1套光伏+电网双电源直流耦合制氢电源。
在2024年上半年，中车时代电气先后完成了东方电气海拔4500m高原型制氢电源一体机研制交付、吉电大安项目12套H200制氢电源交付，并斩获大唐多伦4套H1000制氢电源、中石油喇嘛甸油田1套H1000标方制氢电源等市场订单。
2、英特利
英特利为国内外500余个电解水制氢项目提供不同规格的整流电源，制氢设备产氢量覆盖10Nm3/h-4000Nm3/h。
2023年，英特利制氢整流器已获得超过400台制氢整流设备业绩，其中1000Nm³/h的晶闸管整流器已达200台，仅2023年7月份中标配套的千方电解槽业绩就已经超过30台。2024年4、5月，中标国内外多台套千方级及以上制氢整流器项目，总装机容量突破1GW，累计整流器业绩已超过3GW。
2023年8月30日，中石化库车绿氢示范项目投产。该项目52台碱性电解水制氢设备全部采用晶闸管整流方案。英特利为该项目供应了24套制氢电源。
2024年4月20日，全球首个千方级纯离网风电制氢即辽宁华电铁岭离网储能制氢一体化项目在辽宁铁岭进入商业运行，该项目首创研发“大容量风电离网制氢一体化”技术，建设25MW风力发电机组、5MWh储能电站和3套单机产量为1000Nm3/h水电解制氢装置。英特利为该项目提供了自主研发的首套15MW 纯离网风电制氢系统用电解水制氢整流器、智慧调度及能量协调系统。
另外，英特利的制氢电源在华电德令哈项目和包头达茂旗20万千瓦新能源制氢项目中均有应用。该公司制氢电源还出口中东、北美等地区客户。
在IGBT制氢电源方面，2024年2月，英特利自主研发的16kA IGBT千方级制氢整流器在中石油玉门油田投运成功；2024年6月，英特利自主研发的单机18kA IGBT千方级制氢整流器发运。
在产能上，2024年4月26日，英特利项目二期'5GW电解制氢整流电源产能建设’破土动工。项目预计总投资额将达到3.5亿元人民币，占地面积约50亩，位于钟祥市经济开发区协英特利产业园内，预计新增年产能5GW。
3、阳光氢能
阳光氢能开发的IGBT制氢整流电源，采用高频IGBT全控型功率器件和PWM控制技术，在电网友好性、功率响应速度、电压纹波、综合效率等方面具有突出优势，更加适配大规模新能源制氢场景。
2023年10月，“三峡氢舟1”号在湖北宜昌三峡游客中心（九码头）完成首航。“三峡氢舟1”号在三峡坝区右岸杨家湾码头的制氢加氢一体站完成首次加氢。该站为长江电力绿电绿氢示范项目，阳光氢能为其提供了200Nm³/h PEM柔性制氢系统解决方案，包含IGBT制氢电源、PEM电解槽、气液分离与纯化设备、智慧氢能管理系统等核心产品。
2023年7月13日，阳光氢能科技有限公司与大安吉电绿氢能源有限公司在吉林大安就“大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目”（简称大安项目）柔性制氢“IGBT电源+电解槽系统”进行签约。阳光氢能为大安项目供应12台1000Nm³/h碱性电解水制氢系统和12台IGBT制氢电源。
2022年3月31日，阳光氢能与正能集团签约“内蒙古圣圆正能制氢加氢一体化项目”。项目位于鄂尔多斯市伊金霍洛旗，计划投资13.96亿元，规划建设6000Nm³/h电解水制氢、200MW光伏发电、2座1000kg/12h以加氢为主的综合能源站项目及配套设施。阳光氢能为该项目提供制氢电源、制氢装置、智慧氢能管理系统整体解决方案。
4、禾望电气
禾望电气IGBT制氢电源产品功率覆盖500kW~20MW，可适配0~1500V碱性或PEM电解槽，风冷、水冷可选，适用于并网/离网、室内/室外多种应用场景。产品具备优秀的电网适应性，支持0~130%Un宽电压运行范围，45~65Hz宽频率运行能力，交流侧入网谐波小于3%，并满足高低穿需求。
2022年以来，禾望电气已经先后在云南、陕西、甘肃多地配套多家电解槽和系统集成商。
2024年3月，禾望电气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。该项目是中国石油首个规模化可再生能源制氢项目。该项目利用当地丰富的太阳能资源进行发电，通过电解水的方式制取绿氢。项目一期工程位于玉门市老市区油田水电厂，项目配套1座30兆瓦光伏发电站，1座拥有碱性电解槽（1000Nm³）和质子交换膜的制氢站，年产氢能力达2100吨，氢气产品纯度超过99.99%。
5、许继电气
2023年12月，许继电气董事会审议通过公司《关于设立氢源技术分公司的议案》，拟设立许继电气氢源技术分公司。
许继电气在制氢电源产品上，掌握了制氢电源的低功耗低纹波高可靠性运行设计等核心技术，研制了基于晶闸管整流电源与基于IGBT整流电源的制氢电源系列产品，功率等级覆盖3MW～10MW。其中晶闸管制氢电源基于12脉波/24脉波晶闸管整流器，控制简单，长期运行可靠性高，系统整体运行效率高于98%；IGBT型制氢电源采用NPC三电平拓扑，全功率范围内网侧功率因数高于0.99，谐波含量小于3%，无需额外的无功和谐波治理装置，功率调节响应时间＜100ms。
2023年7月25日，许继电气中标大连洁净能源集团海水制氢产业一体化示范项目。
2024年8月，许继电气HBL200-2000 2MW IGBT制氢电源装置入选2024年河南省首台（套）重大技术装备认定名单。HBL200-2000 2MW IGBT制氢电源装置实现了IGBT型制氢电源在200标方质子交换膜（PEM）系统中的首台（套）应用。
6、雷动智创
2019年1月，雷动智创成立。2021年8月，团队成功研制出国内首台基于IGBT全控型功率器件和PWM控制算法技术的3.4MW AC/DC风电制氢变流器和2.5MW DC/DC制氢变流器。
2023年3月，成功完成了国内首个风光耦合可离网制氢项目的现场交付运行，并在短短7个月后完成了国内单体最大的8.3MW IGBT制氢电源的交付。2024年1月，雷动智创再次取得了显著进展，小批量交付了5MW级IGBT全控型制氢电源设备。
2024年6月，雷动智创成功完成了数千万元的A轮融资。这次资金的注入将为雷动智创提供新的发展契机，进一步加速公司的技术创新和产能扩张。
7、佑赛科技
安徽佑赛科技股份有限公司成立于2011年，以压缩空气储能为主营业务，专注于压缩空气储能技术研发、核心装备研制与总成，同时开展覆盖上游电源装备、中游新能源电站开发建设、下游物联网运维的全链条关键产品研发、生产与销售业务。
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2023年12月，佑赛科技纳日松400MW光伏制氢项目5MW制氢电源顺利下线。该项目采用最新IGBT技术取代原晶闸管技术，实现400V/14000A柔性电解水制氢。
2024年2月，佑赛科技所属准旗生产基地二期项目投产。该项目具备200套SVG，200套制氢电源，200套接入设备的生产能力。
8、科华数能
科华数能成立于1988年，其配合国内主流电解槽厂家，推出了适配1000Nm³/h的兆瓦级全IGBT整流电源，通过模块化并联可满足2000Nm³/h应用。
目前科华数能制氢电源已应用于多个绿电制氢项目，如河北建投崇礼大规模风光储互补制氢关键技术与应用示范项目、新疆克拉玛依某绿电制氢辅助石油开采项目等。新疆克拉玛依某绿电制氢辅助石油开采项目采用科华ZQ210K-B系列模块化IGBT整流电源，利用光伏发电进行电解制氢，制氢产物混合天然气进行燃烧，加热产生蒸汽输入地下，助力石油开采，帮助石油开采过程实现深度脱碳。
9、福瑞电气
针对电解水制氢，福瑞电气推出了LyzPower®系列碳化硅电解水制氢电源。该产品采用了第三代宽禁带半导体器件-碳化硅功率器件，转换效率可高达99%。相比传统IGBT制氢电源，福瑞电气LyzPower®系列电解水制氢电源可以为客户带来多方面收益：
1、因转换效率高1~2个百分点而为客户节省了高额电费；
2、因其发热量小而为客户节省了散热冷却成本；
3、因其体积和重量小而为客户节省了安装空间和运输成本。
10、科瑞变流
2022年，科瑞变流为石化库车绿氢示范项目供应了28套晶闸管整流器。2023年8月，科瑞变流中标美国CF公司的单台4000标方电解水制氢项目整流电源。
11、英杰电气
英杰电气制氢电源可通过整流管类型分为SCR晶闸管整流电源和IGBT整流电源。英杰电气为上海客户提供了一套IGBT制氢电源，为山东客户提供了一套SCR制氢电源。
12、国电南瑞
2023年7月，国电南瑞中标大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目12套 4.5MW的IGBT制氢电源设备。
13、金风科技
2024年7月，金风科技首台套撬装式IGBT制氢电源在其位于河北省的制造工厂成功下线并顺利发货。
14、重塑能源
2023年8月16日，重塑能源发布了制氢电源产品。其中，IGBT制氢电源采用PWM整流技术，电能转换综合效率在96.5%以上，可以很好地满足波动性能源的动态响应需求，经济高效、能够降低客户的初始投入和运维成本；适用于不同范围的高压交、直流输入场景，满足适配多种能源场景、多规格电解槽需求的特点。
2024年8月1日，陕西盈峰势乘绿色能源产业投资基金新加入上海磐动电气科技有限公司股东阵营，持股比例3.33%。磐动电气由重塑能源在2018年发起成立，主营氢燃料电池BOP相关辅件，2021年和2023年分别引入正泰集团和泰氢晨能源作为战略股东。
15、英博股份
北京英博电气股份有限公司成立于2004年3月，是一家高新技术企业，公司总部设立在北京市中关村高新技术产业园，其业务涵盖电能质量、轨道交通及储能系统3大板块。
在制氢电源方面，英博股份自主研制了全控型IGBT制氢电源（PWM整流+BUCK斩波）产品，更适配新能源电网，无需额外电能质量装置，且具有响应速度快、综合转换效率高、综合成本低等特点。
2023年11月10日，英博股份中标长春绿动制氢电源成套设备PEM电解槽IGBT电源招标。该产品被用于国家电投大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目，该项目制氢能力达46000标准立方米/小时。
除上述企业，另有通达电磁能、江阴天马电源、汇川技术、力源海纳、动力源新能源、苏州嘉佰志、能华电源、万瑞达、康频电器、中科智寰、中国西电、伯肯节能、科凯前卫、汉德自动化、荣信兴业、ABB传动、伟创电气、华星电源、广州爱申特、库伦电气、氢港能源等布局制氢电源领域。制氢电源成制氢产业链除电解槽外的第二大增长市场。
调研
氢连“氢100”企业调研活动
2024年8月，《氢连》平台开启“氢100”企业调研活动，有意向参与本次调研，与《氢连》团队交流行业发展观点的企业，欢迎联系：15821043803（微信同号）。
参与本次调研，贵司将获得：
1、与《氢连》团队交流行业发展现状、问题、趋势的机会；
2、1篇深度的企业品牌建设文章，市场价值2万元；
3、后期重大新闻公众号免费同步发布的机会1次，市场价值5000元。
本次调研，主要集中在制氢产业链企业，含项目业主方、制氢设备企业、各环节材料企业、生产装备企业、测试装备企业等。
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