Trình theo dõi Dự án Hydro Xanh — Nỗ lực mới tại Quảng Châu: Công nghệ phát điện từ methanol thành hydro lần đầu tiên được áp dụng cho lưới điện phân phối trên đảo.

Gần đây, lưới điện siêu nhỏ thông minh dự phòng metanol-hydro trên đảo Dadaosha, quận Panyu, thành phố Quảng Châu, đã hoàn tất vận hành thử nghiệm và được đưa vào sử dụng thành công, với các thiết bị vận hành trong trạng thái ổn định. Đây là ứng dụng thực tế đầu tiên của công nghệ sản xuất hydro và phát điện từ chưng cất metanol trong kịch bản lưới điện phân phối tại đảo đô thị ở Quảng Châu. Hệ thống này không chỉ mở ra một lộ trình xanh để đảm bảo cung cấp điện sinh hoạt trong các tình huống khẩn cấp như thời tiết khắc nghiệt và thiên tai, mà còn tạo ra một mô hình thực tế có thể nhân rộng và mở rộng cho công tác cấp điện khẩn cấp tại các hải đảo, làng trong phố và các khu vực trung tâm đô thị trong Khu vực Vịnh Lớn Quảng Đông-Hồng Kông-Ma Cao.

Hệ thống cấp điện dự phòng metanol-hydro này do Cục Cung cấp Điện Quảng Châu thuộc Công ty Lưới điện Quảng Đông tự nghiên cứu phát triển và xây dựng. Toàn bộ hệ thống bao gồm ba mô-đun cốt lõi: sản xuất hydro từ chưng cất metanol, phát điện pin nhiên liệu và đệm lưu trữ năng lượng pin lithium. Hệ thống có thể cung cấp liên tục 1.000 kWh điện một cách ổn định và nhanh chóng khôi phục điện khi lưới điện chính gặp sự cố. Theo các nhân viên kỹ thuật liên quan, hệ thống sử dụng metanol làm chất mang lưu trữ hydro. Hệ thống sản xuất hydro tại chỗ thông qua công nghệ chưng cất xúc tác để sử dụng ngay, loại bỏ hoàn toàn các rủi ro an toàn liên quan đến lưu trữ và vận chuyển hydro áp suất cao. Toàn bộ quá trình từ tiếp nhiên liệu dung dịch metanol, khởi động gia nhiệt tổ máy đến vận hành đầy tải đều được tự động hóa, đồng thời hệ thống còn có thể linh hoạt thích ứng với những thay đổi động của phụ tải điện.

So với các tổ máy phát điện diesel truyền thống, thiết bị này mang lại những lợi thế rõ rệt: chi phí cho mỗi đơn vị điện phát ra giảm khoảng 50%, tiếng ồn vận hành giảm đáng kể, và lượng khí thải carbon cắt giảm trên 40%, thể hiện đặc tính xanh và tiết kiệm năng lượng rất nổi bật.

Tọa lạc tại cửa sông Châu Giang, đảo Dadaosha và đảo Guanlong chủ yếu dựa vào sản xuất nông nghiệp, với các ao cá, cơ sở trồng hoa và các dự án du lịch văn hóa nông nghiệp phân bố rải rác, đặt ra các yêu cầu khắt khe về độ ổn định cung cấp điện. Trước đây, hai hòn đảo này phụ thuộc vào một đường dây trên không duy nhất băng qua sông để lấy điện, không có kênh cấp điện dự phòng, dẫn đến cấu trúc lưới điện tương đối yếu. Cùng với đặc điểm địa lý bốn bề là nước, việc tuần tra đường dây và sửa chữa khẩn cấp trong thời tiết khắc nghiệt hoặc ban đêm gặp nhiều khó khăn, và thời gian khôi phục điện sau sự cố kéo dài đáng kể.

Để giải quyết thách thức đảm bảo cung cấp điện cho các đảo, Cục Cung ứng Điện Quảng Châu đã quy hoạch và triển khai bốn microgrid độc lập nhưng có thể hợp tác với nhau trên hai hòn đảo. Sáng kiến này đã xây dựng nên cụm microgrid đảo siêu đô thị trong Tập đoàn Điện lực miền Nam Trung Quốc, đạt được điều phối phân vùng và kiểm soát đảo động trên toàn lưới chính, lưới phân phối và lưới điện siêu nhỏ. Sự phối hợp và liên kết giữa nhiều lưới điện cũng là yếu tố cốt lõi cho vận hành ổn định của hệ thống lưới điện kiểu mới này.

Theo giới thiệu của nhân viên, bốn microgrid này có thể hoạt động độc lập hoặc bổ trợ cho nhau thông qua kết nối mạng để cung cấp điện kết hợp. Trong quá trình lưới chính vận hành bình thường, các microgrid có thể tham gia điều độ công suất và san đỉnh lấp đáy, giảm tiêu thụ năng lượng lưới. Khi xảy ra sự cố lưới bên ngoài, hệ thống có thể chuyển sang chế độ vận hành đảo chỉ trong vài mili giây, nhanh chóng khôi phục cấp điện cho khu vực và đảm bảo sinh hoạt dân cư và sản xuất nông nghiệp không bị ảnh hưởng.

Vào ngày 22 tháng 4 năm nay, một cuộc thử nghiệm thực địa ngoài lưới cũng đã được tiến hành. Cuộc thử nghiệm mô phỏng sự cố máy biến áp và ngắt kết nối với lưới chính. Nguồn điện dự phòng methanol-hydrogen nhanh chóng kết nối với lưới hạ thế, với quá trình chuyển mạch không thể cảm nhận được. Tất cả các thiết bị điện cho 94 hộ gia đình trên đảo trở lại hoạt động bình thường, và cả hệ thống tưới tiêu lẫn điện sinh hoạt đều không bị gián đoạn. Một giờ sau, lưới chính khôi phục cấp điện, thiết bị tự động chuyển sang chế độ chờ. Pin nhiên liệu đồng thời nạp lại pin lưu trữ ESS, duy trì trạng thái chờ cho các nhu cầu khẩn cấp tiếp theo.

Sự hỗ trợ điện năng đáng tin cậy cũng tạo nền tảng vững chắc cho phát triển ngành du lịch nông - văn hóa địa phương. Người phụ trách một khu cắm trại du lịch văn hóa quy mô lớn trên đảo cho biết, sau khi lưới điện siêu nhỏ vận hành, nhiều kịch bản sử dụng điện—như nuôi trồng ao cá, thiết bị vui chơi giải trí, và sạc xe RV—đều nhận được sự hỗ trợ ổn định.

Hiện tại, bộ thiết bị sản xuất hydro từ methanol và phát điện này đã được kết nối với nền tảng quản lý và điều khiển thông minh lưới phân phối đô thị Quảng Châu. Các triển khai trong tương lai sẽ bao gồm chức năng vận hành không người, điều khiển từ xa và tự động chẩn đoán sự cố. Phần chính của dự án cho ba lưới điện siêu nhỏ còn lại đã hoàn thành, hiện đang tiến hành chạy thử đồng bộ thiết bị. Dự kiến triển khai đầy đủ vào cuối tháng Sáu để bảo đảm nhu cầu điện khu vực trong cao điểm hè và hỗ trợ các dự án nông nghiệp, du lịch văn hóa.