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制氫電源是電力與電解槽之間的連接、轉(zhuǎn)換的橋梁，其主要結(jié)構(gòu)包括整流柜、變壓器、控制及冷卻系統(tǒng)等，當(dāng)前，市場上整流柜的技術(shù)路徑主要分為晶閘管和IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）兩個(gè)類別。
晶閘管電源以其技術(shù)成熟和適用于大功率場景的特點(diǎn)而備受青睞。在氯堿行業(yè)，晶閘管整流器已有超過40年的應(yīng)用歷史，其功率通常可達(dá)到MW級(jí)。由于氯堿電解槽與堿式制氫電解槽在用電參數(shù)上存在相似性，晶閘管整流器在穩(wěn)定的電力環(huán)境下可直接應(yīng)用于制氫行業(yè)。
相較之下，IGBT整流器在電網(wǎng)兼容性方面表現(xiàn)更為出色，但其大功率技術(shù)尚在探索階段。目前，IGBT主要應(yīng)用于充電器等中小功率場景。
與晶閘管電源相比，IGBT電源能夠顯著降低整流過程中產(chǎn)生的諧波含量，進(jìn)而減輕對(duì)電網(wǎng)及發(fā)電設(shè)施的潛在危害。隨著大功率IGBT技術(shù)的國產(chǎn)化進(jìn)程加速，其在MW級(jí)大功率用電場景中的應(yīng)用也逐漸展開。
據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，已經(jīng)有超過20家電源企業(yè)獲得IGBT制氫電源業(yè)務(wù)訂單。
2024年1月，北京雷動(dòng)智創(chuàng)科技有限公司為客戶提供的IGBT全控型制氫電源設(shè)備順利發(fā)貨，這是繼成功交付華能8.3MW IGBT制氫電源后，公司小批量交付的5MW級(jí) IGBT全控型制氫電源訂單。
2023年12月，佑賽科技納日松400MW光伏制氫項(xiàng)目5MW制氫電源順利下線。這一項(xiàng)目采用最新IGBT技術(shù)取代原晶閘管技術(shù)，實(shí)現(xiàn)400V/14000A柔性電解水制氫，增強(qiáng)了電網(wǎng)適應(yīng)性，進(jìn)一步提升了制氫效率。
2023年7月，中車時(shí)代電氣中標(biāo)國家能源集團(tuán)國華投資寧東50萬千瓦光伏制氫項(xiàng)目，將為清水營制氫站提供16套IGBT全控制氫電源。
2023年6月，內(nèi)蒙古那日松綠氫項(xiàng)目首次大規(guī)模使用IGBT電源，實(shí)現(xiàn)綠電就地消納，綠電效益最大化。
國內(nèi)企業(yè)在制氫電源領(lǐng)域已經(jīng)具備了一定的研發(fā)和生產(chǎn)能力，并且在不斷推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，以適應(yīng)市場需求的變化。除上述項(xiàng)目外，陽光氫能、重塑能源、英特利、偉創(chuàng)電氣、福瑞電氣等企業(yè)也發(fā)布了IGBT整流電源產(chǎn)品，能滿足多種使用場景的需求。此外，許繼電氣、南都電源等企業(yè)也發(fā)布公告，開始在制氫電源領(lǐng)域進(jìn)行布局。
南都電源在2023年10月發(fā)布公告稱，公司擬與杭州氫源企業(yè)咨詢合伙企業(yè)(有限合伙)、談一波共同成立浙江南都?xì)淠芸萍加邢薰荆ê喎Q“南都?xì)淠堋保〞憾?/span>
2023年12月，許繼電氣發(fā)布公告，稱公司擬設(shè)立許繼電氣氫源技術(shù)分公司，發(fā)力制氫電源市場。
IGBT響應(yīng)速度更快，更適用于電力波動(dòng)的風(fēng)電光伏制氫項(xiàng)目以及大體積、高功率的電解槽，有專家預(yù)測，隨著綠氫產(chǎn)業(yè)的興起，IGBT有望成為企業(yè)布局的熱點(diǎn)和未來技術(shù)發(fā)展的潮流。
在技術(shù)路徑方面，企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)正在從器件升級(jí)、電路優(yōu)化和模塊系統(tǒng)優(yōu)化三個(gè)層面進(jìn)行探索。IGBT電源以大功率突破、以及提高低負(fù)載時(shí)整流效率等為重點(diǎn)，IGBT+PWM整流方案將隨著綠電綠氫深度融合，并不斷推進(jìn)電解槽大標(biāo)方、集成化、低能耗發(fā)展的過程中，逐步提升市場占有份額。
例如，中車時(shí)代電氣依托自身在IGBT器件生產(chǎn)研發(fā)方面的優(yōu)勢，推出了5~10 MW級(jí)的IGBT制氫電源，并在30%110%的負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了較高的整流效率。
在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化方面，隨著電解槽技術(shù)的不斷成熟，其電氣規(guī)格有望實(shí)現(xiàn)規(guī)范化，這將為電源產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化提供有力支持。
然而，從產(chǎn)品交付情況看，目前IGBT制氫電源的成本仍然較高，項(xiàng)目中標(biāo)價(jià)在180-200萬之間，是晶閘管電源的兩倍。
網(wǎng)絡(luò)公開信息顯示，為了促進(jìn)大功率制氫電源在綠電制氫領(lǐng)域的應(yīng)用，內(nèi)蒙古和北京等地政府已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)補(bǔ)貼政策，支持企業(yè)研究制氫電源的電網(wǎng)友好型控制技術(shù)，開發(fā)高效率模塊化功率單元，補(bǔ)貼金額高達(dá)300萬元。
在綠氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的推動(dòng)下，已有電源企業(yè)憑借先進(jìn)技術(shù)和市場布局獲利。面對(duì)即將到來的電解水制氫設(shè)備井噴式發(fā)展，配套的IGBT制氫電源市場將成為發(fā)展新焦點(diǎn)。
