Трекер проекта зеленого водорода — Новая попытка в Гуанчжоу: технология преобразования метанола в водород для генерации электроэнергии впервые применена в островной распределительной сети

Недавно на острове Дадаоша в районе Паньюй города Гуанчжоу завершились пуско-наладочные работы интеллектуальной резервной микросети на основе метанола и водорода, и она была успешно введена в эксплуатацию; оборудование работает стабильно. Это первое применение на месте технологии производства водорода и выработки электроэнергии посредством риформинга метанола в сценарии городской островной распределительной сети в Гуанчжоу. Это не только открывает экологичный путь для обеспечения электроснабжения жилых домов в чрезвычайных ситуациях, таких как экстремальные погодные условия и стихийные бедствия, но и создает воспроизводимую и масштабируемую практическую модель для аварийного электроснабжения на островах, в городских деревнях и центральных районах в регионе Большого залива Гуандун-Сянган-Макао.

Эта резервная система электроснабжения на основе метанола и водорода была самостоятельно разработана и построена Гуанчжоуским бюро электроснабжения компании Guangdong Power Grid Company. Вся система состоит из трех основных модулей: производства водорода посредством риформинга метанола, выработки электроэнергии на топливных элементах и буферного накопления энергии на литий-ионных аккумуляторах. Она способна стабильно обеспечивать бесперебойное питание мощностью 1000 кВт·ч и быстро восстанавливать электроснабжение при отказе основной сети. По словам соответствующих технических специалистов, система использует метанол в качестве носителя для хранения водорода. Водород производится на месте с помощью технологии каталитического риформинга для немедленного использования, что полностью исключает риски безопасности, связанные с хранением и транспортировкой водорода под высоким давлением. Весь процесс от заправки метанольным раствором и запуска нагрева установки до работы с полной нагрузкой автоматизирован, и система может гибко адаптироваться к динамическим изменениям электрической нагрузки.

По сравнению с традиционными дизель-генераторными установками это оборудование имеет явные преимущества: стоимость единицы выработанной электроэнергии снижается примерно на 50%, рабочий шум значительно уменьшается, а выбросы углекислого газа сокращаются более чем на 40%, что демонстрирует очень высокий уровень экологичности и энергоэффективности.

Расположенные в устье Жемчужной реки острова Дадаоша и Гуаньлун в основном зависят от сельскохозяйственного производства, с разбросанными по ним рыбоводными прудами, цветоводческими базами и агрокультурными туристическими проектами, что предъявляет жесткие требования к стабильности электроснабжения. Ранее эти два острова зависели от единственной воздушной линии электропередачи через реку, не имея резервного канала снабжения, что приводило к относительно слабой структуре электросети. В сочетании с географической особенностью — окружением водой — патрулирование линий и аварийный ремонт в суровых погодных условиях или в ночное время были затруднены, а восстановление электроснабжения после аварий занимало значительное время.

Для решения проблемы обеспечения электроснабжения островов Управление энергоснабжения Гуанчжоу спланировало и развернуло четыре независимые, но взаимосвязанные микросети на двух островах. Эта инициатива позволила создать первый в Южно-Китайской энергосети кластер островных микросетей мегаполиса, обеспечивающий согласованное и секционированное регулирование и динамическое управление изолированным режимом на уровнях основной сети, распределительной сети и микросети. Многосетевая координация и взаимосвязь также являются центральными для стабильной работы этой новой энергосистемы.

По словам сотрудников, четыре микросети могут работать как независимо, так и дополнять друг друга, объединяясь для совместного электроснабжения. При нормальной работе основной сети микросети могут участвовать в диспетчеризации, сглаживании пиков и заполнении провалов нагрузки, снижая потребление энергии в сети. Как только происходит авария во внешней сети, система способна переключиться в изолированный режим работы за миллисекунды, быстро восстанавливая электроснабжение района и обеспечивая бесперебойную жизнь жителей и сельскохозяйственное производство.

22 апреля этого года также были проведены натурные испытания в автономном режиме. Моделировалась неисправность трансформатора и отключение от основной сети. Резервный источник питания на метанол-водородной основе быстро подключился к низковольтной сети с незаметным процессом переключения. Всё электрооборудование 94 домохозяйств на острове вернулось к нормальной работе, ни орошение, ни бытовое электроснабжение не прерывались. Через час основная сеть восстановила питание, и оборудование автоматически перешло в режим ожидания. Топливный элемент одновременно зарядил аккумуляторную батарею системы накопления энергии, оставаясь в готовности к последующим аварийным ситуациям.

Надёжное электроснабжение также закладывает прочный фундамент для развития местного агро-культурного туризма. Ответственное лицо крупного культурно-туристического лагеря на острове заявило, что после запуска микросети различные сценарии потребления электроэнергии — такие как прудовое рыбоводство, аттракционы и зарядка автодомов — получили стабильную поддержку.

В настоящее время данная установка производства водорода из метанола и выработки электроэнергии подключена к интеллектуальной платформе управления и контроля городской распределительной сети Гуанчжоу. В будущем будут реализованы функции автоматической работы без обслуживающего персонала, дистанционного управления и автономной диагностики неисправностей. Основной объем работ по оставшимся трём микросетям завершён, в настоящее время осуществляется совместная наладка оборудования. Планируется полностью ввести их в эксплуатацию к концу июня, чтобы гарантировать региональное электроснабжение в летний пиковый период и поддержать проекты сельского и культурного туризма.