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晶闸管 or IGBT?制氢电源成为氢能产业新蓝海

关键词:制氢电源系统氢能产业清洁能源

时间:2024-03-01 10:38:57      来源:互联网

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。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。国泰君安证券近期报告对制氢电源这一千亿市场进行研究。

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。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。国泰君安证券近期报告对制氢电源这一千亿市场进行研究。

千亿市场的预估基础: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。晶闸管电源凭借超高的性价比优势在市占率上一骑绝尘,代表企业是脱胎于氯碱行业的英特利。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,以禾望电气、阳光电源、汇川技术为代表的一众电源企业,以及雷动智创、中科智寰等初创企业,都已瞄准IGBT技术路线,抢滩制氢电源赛道。

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