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制氢电源,也被称为整流电源,主要结构包括了整流柜、变压器、控制及冷却系统等。其在整个制氢系统中的主要作用是将电网交流电转为稳定的、与电解槽电压匹配的直流电。制氢电源向上承接电网,向下为电解槽提供稳定的直流电,是电解水制氢系统中的核心零部件。
据相关企业介绍,制氢电源在上游制氢环节中会起到三种影响。第一,对系统设备成本的影响,制氢电源成本约占了系统的20%~25%,所选择的电源类型、性能和规格直接影响其购置成本;其二,对制氢生产成本影响,自身转换效率对生产成本的影响:1000标方每小时的电解槽,效率每提升1%,按0.29元/度的光伏电价,每年节约12万元;第三,对制氢生产效率影响,制氢电源对系统可靠性和可用性影响巨大,可有效保障电能消耗与电源效率,以及输出电压与电流的稳定性,也间接减少了设备故障维修与更换成本。
具体来看,目前市场上的制氢电源主要由整流器的技术路径所区分,可分为晶闸管(SCR)制氢电源和IGBT制氢电源。从晶闸管制氢电源来看,该路线在氯碱行业有着数十年的应用经验,其功率通常已可达到MW级,也正是因为该行业与ALK电解槽在用电参数上有着较大的相似,在稳定的电力环境下可直接应用于制氢领域。对此,有业内人士表示,晶闸管制氢电源更适用于大功率用电场景,针对大型电解设备的供电方案,其具有可靠性高、效率高、投资低、占地面积少、维护量小等优点。也就是说,晶闸管制氢电源只有在“大”场景下才能体现其优势;
而IGBT制氢电源虽不具有晶闸管路线如此悠久、成熟的发展历程和经验,且大功率技术尚在起步阶段,但其凭借着电网友好的特征,可减少整流过程中产生的谐波含量,从而降低对电网及发电设施的危害。现阶段可完美适用于充电器等中小功率场景,也就是中小型的电解设备。
未来如何完美匹配场景提供相应的电解水制氢电源解决方案是当下玩家们需要重点考虑的问题。有相关企业特别提到,其实碱性和PEM电解槽每台设备对于制氢电源的使用需求差异并不大,不同应用需要的是不同的制氢设备,不同的设备就需要不同的制氢电源,具体还是要看客户的实际应用场景需求来进行路线选择,不过晶闸管大概率用于碱性电解槽,IGBT可同时用于碱性和PEM电解槽,但不可过早定下谁就是未来答案的言论,双线并存也未尝不可。
而在未来,不管技术发展与否,下游绿氢项目的逐步发展是肉眼可见的。据势银(TrendBank)统计,截至2024年12月31日,全国共有713个绿氢项目,其中规划阶段占比70.4%,制氢电源作为绿氢项目必须配套的设备之一,随着后续项目的快速增长与落地,该领域企业有望迎来巨大的发展机遇。以下为已布局SCR/IGBT制氢电源企业(排名不分先后,若有遗漏欢迎添加文末企微指正补充)——
(转自:势银能链)