制氢电源深度报告：沟通电网与电解槽的“桥梁”，制氢电源有望打开增长之路

证券研究报告|产业深度报告 沟通电网与电解槽的“桥梁”，制氢电源有望打开增长之路 制氢电源深度报告 投资要点 氢能 投资评级：推荐（维持） 制氢电源概念及主要技术路线：制氢电源一般指整流器或直流变换器，是连接电网与电解槽之间的桥梁，依赖于其功率模块来将交流电/直流电转化为电解水制氢可用的直流电。随着绿氢制取规模的扩大，转换效率与场景适配、减少电能损耗、延长设备寿命成为制氢电源技术发展的核心。原理上，制氢电源整流利用了二极管的单向导电性，将交流电转换为脉冲直流电，目前主流制氢电源按功率模块的技术可分为晶闸管（SCR）制氢电源和绝缘栅双极晶体管（IGBT）制氢电源。 分析师：张锦分析师登记编码：S0890521080001电话：021-20321304邮箱：zhangjin@cnhbstock.com 从政策机遇、项目建设、技术支持来看，制氢电源有望开启增长之路：制氢电源行业规范与标准不断出台，未来有望进一步获得政策支持。风光氢一体化建设进程加快，单槽制氢规模扩大，推动制氢电源规模扩大：我国绿氢制取项目呈快速增长趋势，单项目制氢规模不断扩大，一方面随着电解槽的制氢能力的提升，制氢电源功率有望进一步提升，另一方面在风电、光伏等新能源发电规模的进一步提升，弃风、弃光电力制氢规模的扩大，PEM水电解技术市占率不断提升的背景下，IGBT制氢电源市占率也有望进一步提升。此外，关键器件国产化提升有望进一步完善市场竞争格局。 研究助理：张后来邮箱：zhanghoulai@cnhbstock.com 销售服务电话：021-20515355 关键器件国产化率提升有望进一步完善市场竞争格局：我国入局制氢电源的公司主要来自传统能源、新能源、电力设备等行业，同时，氢能头部企业也在谋求强强联合，共同突破制氢电源研发的“卡脖子”问题。展望未来，SCR、IGBT等关键器件国产化率的提升有望带动制氢电源成本的进一步下降，从而吸引更多制氢设备生产企业布局电源行业。 展望未来，制氢电源的需求与供给市场均有望进一步增长：从当前市场及技术发展路径来看，制氢电源在整个制氢系统中起到了连接电网的“桥梁”作用。目前制氢电源的两种主流技术路线为SCR和IGBT，从当前技术环境来看，SCR制氢电源的应用场景更广，IGBT制氢电源对电网的保护性更强，对于电网能量波动的适应性也更强，随着大功率电解槽（MW）以及弱并网或纯离网的制氢场景的出现，IGBT制氢电源有望得到更广阔的应用空间。类比光伏逆变器在光伏发电产业链中的位置，制氢电源有望随着制氢市场规模的扩张而打开增长曲线。随着SCR/IGBT/功率模块等关键器件的国产化加速，未来制氢电源的生产成本与供给规模也有望进一步扩大。 资料来源：Wind，华宝证券研究创新部 相关研究报告 1、《水电解制氢供需双扩背景下，电解槽有望迎来发展机遇》2023-12-05 风险提示：政策规划不及预期、研发进程不及预期、项目建设不及预期 内容目录 1.1.制氢电源：连接电网与电解槽之间的桥梁....................................................................................................................31.2.功率模块：制氢电源的核心器件....................................................................................................................................41.3.制氢电源主流技术路线....................................................................................................................................................41.3.1.晶闸管（SCR）制氢电源.....................................................................................................................................51.3.2.绝缘栅双极晶体管（IGBT）制氢电源................................................................................................................5 2.1.行业规范与标准不断出台，未来有望进一步获得政策支持........................................................................................62.2.风光氢一体化建设进程加快与单槽制氢规模的扩大，有望推动制氢电源市场规模进一步增长...........................8 4.未来展望....................................................................................................................................................................................12 图表目录 图1：1MW电解水制氢系统成本拆解.................................................................................................................................3图2： 制氢电源在制氢系统中的位置...................................................................................................................................3图3： 以DC/DC转化为例，制氢电源的工作原理.............................................................................................................4图4：SCR制氢电源原理图..................................................................................................................................................5图5：IGBT制氢电源原理图.................................................................................................................................................6图6： 某IGBT电源在不同负载（横轴）下的整流效率（%）........................................................................................6图7：2021-2023年我国水电解制氢设备出货量...............................................................................................................8图8：2023年我国部分风光制氢项目规模汇总.................................................................................................................8图9：2020-2023年我国风电、光伏利用情况.................................................................................................................10图10：PEM电解槽、IGBT制氢电源与风光电结合方案示意.......................................................................................10图11：2017-2023年中国晶闸管行业市场规模及增速...................................................................................................11图12：2017-2023年中国IGBT产量与自给率................................................................................................................11 表1： 与制氢电源相关的标准................................................................................................................................................6表2： 与制氢电源相关的政策规划.......................................................................................................................................7表3： 大唐新能源多伦15万千瓦风光制氢一体化示范项目设备招标目录....................................................................8表4：2023年我国下线电解槽规格向1000Nm3/h及以上提升......................................................................................9表5： 我国与制氢电源研制相关的公司（部分）.............................................................................................................10 1.制氢电源概念及主要技术路线 1.1.制氢电源：连接电网与电解槽之间的桥梁 制氢电源一般指整流器或直流变换器。在可再生电力制氢网络中，制氢电源起到向上承接电网电力，向下为制氢电解槽供电的功能。根据IRENA，在整个制氢系统中，制氢电源成本占20-25%，仅次于膈膜和电极。从制氢系统结构以及整个氢能产业链来看，制氢电源的前端主要连接电网，后端连接电解槽。 资料来源：IRENA，华宝证券研究创新部 制氢电源有望从绿氢项目的快速增长中受益。目前，我国绿氢项目往往需要依靠部分电网支撑，暂时无法做到完全离网制氢。制氢电源直接连接电网后端，是直接用电