摘要

Summary

在电解水制氢领域，有ALK、PEM、SOEC、AEM等技术路线，不同路线各显神通，未来谁能制霸天下不得而知。但是，不管哪条技术路线胜出，都需要一台制氢电源与之匹配。因此，氢能产业特别是上游制氢的爆发，将给传统的电源行业开辟一片新蓝海。光伏、风电等新能源产业的发展催生了阳光电源、禾望电气等光伏逆变器、风电变流器标杆企业，相信未来氢能产业也会诞生属于自己的制氢电源龙头。

千亿市场，制氢电源的市场空间和电解槽高度关联。从制氢电源的技术路线区分，可分为晶闸管（SCR）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）两大路线。按每1000标方（5MW）电解槽配备一套制氢电源，其中晶闸管制氢电源价格20～30万元、IGBT制氢电源价格120～150万元。假设电解槽年工作4000小时，当绿氢需求量达1000万吨，对应电解槽装机量139GW，制氢电源市场累计56亿元～333亿元；当绿氢需求量达1亿吨，对应电解槽装机量1,389GW，制氢电源市场累计556亿元～3,333亿元。

离网制氢趋势下，IGBT和波动性风光的匹配性更高。为减小新能源风光制氢项目对现有电网的冲击和依赖，未来更多项目会采用弱并网/纯离网的制氢方式。晶闸管和IGBT本质上都可以理解为“开关”，相比晶闸管，IGBT的开关控制更为精细，频率更高，相应产生的谐波也较少，整流效率更高。在离网制氢下，由于缺少大电网的支撑，晶闸管导通角调整的范围有限，且在低功率段会产生更大的谐波，导致更低的功率因数，而IGBT由于其快速的开关能力，能更好应对波动性风光电力带来的功率变化，产生的谐波少，对电网稳定支撑作用好，从响应速率和用电效率来说更适合离网制氢场景。

制氢电源为大功率电源，与风电变流器的相似度最高。一是功率级别，单台制氢电源与风电变流器都为数MW级，而光伏逆变器为百kW级，从小功率电源向大功率电源切入存在一定的技术难点；二是对电网技术的理解，制氢电源与风电变流器都会涉及对电网的影响，与电网存在交互的过程，而普通的工业传动电源只需从电网取电，无需与电网进行交互，缺少对电网友好技术的理解。从风电变流器切入制氢电源，是适配度较高的一条路径。

巨头纷争，IGBT唱主角。在未来弱并网/纯离网制氢趋势下，IGBT凭借与风光波动电力更高的匹配性市场份额会进一步扩大，从大功率电源产品经验，以及对电网友好技术的理解能力看，具有风电变流器制造经验的玩家将成为制氢电源赛道新的佼佼者。

风险提示：技术突破不及预期、成本下降不及预期、产业政策不及预期

本期作者：陈磊、王浩、鲍雁辛

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国君产业研究“碳中和”研究报告合集

A.氢能专题报告合集

一、制氢端

1.《降本为王：论碱性和PEM电解水制氢技术路线的选择》（2023-07-07）

2.《SOEC独辟蹊径，静待花开》（2023-09-28）

3. 《探索核能制氢星辰大海》（2022-12-14）

二、储运端

1.《液氢：储运技术的下一个突破口》（2023-05-19）

2.《绿见未来：风光氢产业碳纤维应用——氢能篇》（2023-02-23）

三、核心零部件

1. 《氢催化剂，触媒而起》（2022-08-24）

B.核能专题报告合集

一、可控核聚变

1.《序章：聚变梦想，低碳未来》（2023-12-11）