国内已有多家企业在布局碳化硅(SiC)器件的新型制氢电源，有的企业已实现商业化应用。

制氢电源在可再生电力制氢网络中，起到向上承接电网电力，向下为制氢电解槽供电的功能，其主要作用是将交流电/直流电转化为电解水制氢可用的直流电。根据功率器件维度，制氢电源具体可分为晶闸管电源（SCR整流柜）、IGBT、碳化硅制氢电源。前两种是当前主流应用，碳化硅制氢电源在近两年快速崛起、是开始受到追逐的技术方案。

碳化硅制氢电源具有效率高、体积小、动态响应速度快等优势，被认为能够引领制氢电源向高效率、高密度、高可靠方向跃迁。那么具体都是哪些企业在布局这一技术路线？与当下应用较多的IGBT制氢电源技术有何不同？还面临哪些挑战？本文展开介绍。

SiC制氢电源“起风”

碳化硅制氢电源是指采用了第三代宽禁带半导体器件—碳化硅功率器件（SiC）的制氢电源。在新能源汽车、光伏逆变器、数据中心电源等高性能电力电子领域，SiC的应用早已经十分普遍，但是“嫁接”于电解水制氢电源这一场景，才是近两年的事情。目前，市场端已经有多家企业推出碳化硅制氢电源。

福瑞电气基于在碳化硅器件设计的深厚积淀，最早在2024年推出碳化硅制氢电源LyzPower®系列产品。该产品具备谐波低、功率因数高、绝缘性能好等特点，满足严苛的电网要求。相比传统IGBT制氢电源，福瑞电气认为碳化硅制氢电源产品可以为客户带来多方面收益：1、因转换效率高1~2个百分点（高达99%），能为客户节省了高额电费；2、因其发热量小而为客户节省了散热冷却成本；3、因其体积和重量小而为客户节省了安装空间和运输成本。

目前，福瑞电气LyzPower®系列根据场景不同共含三款产品，包括大标方电解槽整流器、面向PEM和ASM电解槽的中小标方电解槽整流器、光伏直流直接制氢隔离型直流变换器电源等。产品已经在1000标方电解水制氢项目上实现商业化应用，并且客户反馈不错。

河北宏牛科技发布新一代碳化硅模块式整流电源，该产品采用集成化模块设计，将整流、滤波、控制单元高度集成，较传统方案体积缩小40%；独创的模块化N+S架构支持多模块智能并联，系统容量灵活扩展至百MW级，同时实现最大98%的整流效率，同电流工况下热损耗直降33%，显著降低制氢能耗。安全保障层面，创新引入双磁隔离防护体系，彻底阻断高压直穿电解槽引发的击穿风险；全独立风冷系统实现模块级精准温控，结合IP54防护等级，完全杜绝漏水导致的爆炸隐患。实测数据显示，设备故障率较行业平均水平降低82%。运行稳定性上，产品突破性实现超宽电压（AC342V-620V）自适应运行，支持模块热插拔维护，确保系统零停机运行。

据介绍，河北宏牛科技目前已经和下游客户完成一个月的碳化硅制氢电源的联合测试；商用方面已经基于这一产品和制氢企业签署战略合作。该公司还透露，目前向他们了解这一产品的已经越来越多了。

禾望电气是电力电子领域的领军企业，国内最早布局IGBT制氢电源的企业之一，在2025年也已经成功开发出了效率更高的SiC制氢电源，助力绿电制氢系统降本增效。该公司这一产品具有超高效率（导通损耗、开关损耗双优化，整机效率突破98%）、高频能力（支持2~8kHz的Buck开关频率，允许使用更小的磁性元件）、高电流密度（低损耗、高频化、紧凑化直接带来电流密度提升40-50%）三大显著优势。产品在对外发布时，已经在一制氢示范项目中持续运行，展现出稳定可靠、高效制氢的特点。

禾望电气碳化硅制氢电源

碳化硅具有耐高温、耐高压、体积小、开关损耗低、转换效率高、响应速度快等优势，应用在电源行业的优势非常明显。碳化硅技术赋能制氢电源，可大幅提升系统效率与动态响应速度，被认为是迈向高效绿氢制造的有效路径之一。

在碳化硅制氢电源问世前，我国制氢电源长期处于以晶闸管电源与IGBT为代表的“两代格局”中，市场竞争激烈，同质化现象突出。在此形势下，碳化硅制氢电源作为技术跃迁的新一代解决方案，就成为了企业差异化布局的热点。除了上述企业，还有多家企业在悄然探索碳化硅制氢电源方向。

碳化硅制氢电源已经“萌动”。企业对它的探索与市场化推进，也意味制氢电源细分赛道正在向“更高效、更智能、更紧凑”的方向迈进。

国内制氢电源技术迁移

国内制氢系统对电源的应用，早些年主要是应用晶闸管，这一产品技术成熟、成本较低（5MW系统约20-30万元），但动态响应较慢，对电网谐波影响较大。后面，随着新能源制氢项目规模化爆发，业主核心诉求发生变化，从2024年开始，IGBT逐步开始成为应用主流，其特点是采用全控型器件，开关频率高，动态响应快（负载范围30%-110%），对电网更友好。如今，从内蒙古的万吨级绿氢项目，到宁东的大型光伏制氢项目，越来越多新能源制氢业已经主放弃了传统电源，转而选择IGBT制氢电源。

现在出现的碳化硅制氢电源，比IGBT制氢电源在性能上又更具优势：

SiC基制氢电源与IGBT制氢电源性能对比

SiC基制氢电源整体效率比IGBT制氢电源提升2%-3%。在1000标方每小时的电解槽，效率每提升1%，按0.11元/度的度电成本，每年节约5万元。SiC基制氢电源降本优势明显。

SiC器件还突破了IGBT传统硅基器件的物理极限，环境适应性更强。SiC热导率是硅的3倍，结温耐受达200℃以上（IGBT仅150℃），可避免散热不足导致的性能衰减；SiC的这种高温稳定性，直接降低散热系统要求，散热器体积减少30%，特别适合制氢设备长时间高负荷运行。另外，SiC模块的功率密度高，同等功率下，SiC电源体积仅为IGBT方案的1/3，重量减轻40%。

基于这些明显的优势，业内认为SiC制氢电源在未来大有可为。

“未来5-10年内，碳化硅制氢电源会得到普及、甚至跃升为主流技术路线。业主对产品综合性能的追求是终极追求。”福瑞电气总工程师汤忠告诉高工氢电。

但就目前而言， SiC制氢电源仍面临些许挑战：

• 其一，成本方面，当前SiC器件单颗价格成本仍比传统硅基IGBT贵2-3倍。
• 其二，当前碳化硅器件在制氢场景下的长时可靠性验证仍是一大挑战，缺乏充分的实证数据支撑。为此，亟需构建加速老化测试平台，模拟高温高湿、功率循环等严苛工况进行专项验证，并最终通过实际项目运行积累闭环数据。
• 其三，标准方面，制氢电源专用的SiC器件测试标准尚未完善。
• 其四，业主对碳化硅为代表的第三代宽禁带半导体器件的认知尚浅，对其技术优势与长期价值缺乏充分了解，导致在实际项目中选用意愿保守。

这些挑战并非难以克服。比如在成本方面，虽然单个SiC器件价格比IGBT要贵，但是在其带来的系统级优势下（比如SiC开关损耗和导通损耗更低，可降低散热系统/热管理更简约/体积重量轻/延长寿命），能显著降低总拥有成本。而且目前在有的场景下，SiC制氢电源所带来的增量收益，已能使其“性价比”与IGBT制氢电源持平。

与此同时，电解槽向大型化跃升、土地资源稀缺与系统集成度要求的提升倒逼制氢电源突破功率密度瓶颈、系统效率与波动适应性更强这些趋势是必然的。伴随外部挑战逐步克服和外部趋势要求逐渐显现，在不久的将来，SiC制氢电源“挑战”当下IGBT制氢电源市场格局、重塑技术路线图景，也未可知。

“风起于青萍之末，浪成于微澜之间”。这种苗头现在已经开始显现。

“随着央国企等绿氢项目投资主力对项目全生命周期成本核算得更加精细化，对制氢电源的评估维度更加系统化，电源环节的安全性、效率、寿命、损耗、运维复杂度等指标被纳入总成本进行量化评估，采用哪种技术方案不着重考虑价格的时候，碳化硅制氢电源的’窗口期’就来了。”河北宏牛科技氢能事业部总经理楚雄预判。