.jpg)
Ученые из Уханьского технологического университета и Центра по исследованию микросетей в Шаосине представили результаты внедрения гибридной энергосистемы в крупном китайском порте Нинбо-Чжоушань. В своей работе они не только описали функционирующую модель, но и фактически задали ориентир для других мировых гаваней, стремящихся к сокращению вредных выбросов и энергетической устойчивости.
Порт Нинбо-Чжоушань является одним из самых загруженных в мире, отличаясь интенсивным грузопотоком, высокой плотностью причалов и большим парком тяжелой техники. Чтобы обеспечить такую инфраструктуру надежной и экологически чистой энергией, китайские инженеры с 2021 года начали разрабатывать гибридную энергетическую систему в рамках национального проекта "Интеграция и применение мультиэнергетических технологий на водном транспорте и в портах". В 2024 году была запущена платформа, объединившая 12,5 мегаватта ветроустановок, 3,66 мегаватта солнечных панелей, 3,8 мегаватт-часа накопителей энергии и развитую водородную инфраструктуру. Около половины всей энергии порт теперь получает из возобновляемых источников, а выбросы углекислого газа ежегодно снижаются на 22 тысячи тонн.
В центре всей системы находится производство водорода методом щелочного электролиза. Электроэнергия от солнца и ветра используется для расщепления воды на водород и кислород. Полученный водород проходит очистку, достигая концентрации 99,9%, и поступает в многоуровневую систему хранения под давлением от 1,5 до 45 мегапаскалей. В дальнейшем он используется либо для выработки электроэнергии в стационарных топливных элементах, либо для заправки водородной техники. Установка демонстрирует высокую эффективность. Электролизер работает с коэффициентом полезного действия 64,5%, а у топливных элементов этот показатель насчитывает 58,3%.
В порту активно эксплуатируется водородная техника. Тягачи с запасом хода более 350 км и временем заправки 8-12 минут работают на стандартных логистических маршрутах между причалами и складами. Погрузчики функционируют до 10 часов без подзарядки и требуют всего 3-5 минут на дозаправку. В отличие от аккумуляторной техники, водородные машины не простаивают долго, что важно для круглосуточного режима работы порта.
Кроме транспорта, водород используется и для автономной выработки энергии. На территории порта действует электростанция на топливных элементах мощностью 300 киловатт, обеспечивающая электроэнергией и теплом часть инфраструктуры. Совмещение с накопителями энергии позволяет выравнивать пиковые нагрузки и повышать стабильность энергоснабжения.
Система построена по принципу максимального использования экологически чистой энергии для собственных нужд, а ее избыток направляется на производство водорода. Таким образом, водород является не только топливом, но и ключевой функцией балансировки. Он позволяет накапливать избыточную генерацию и использовать ее в периоды дефицита. Это решение компенсирует нестабильность ветра и солнца и повышает общую эффективность всей энергетической системы.
Проект уже доказывает свою экономическую эффективность. При инвестициях около 39 млн. юаней система ежегодно приносит свыше 4 млн. юаней прибыли. Таким образом, срок окупаемости должен составить менее 10 лет. Экономия достигается за счет отказа от дизеля (водородный транспорт дешевле в эксплуатации на 20%) и переработки побочных продуктов, например кислорода, получаемого при электролизе и востребованного в промышленности и здравоохранении.
Ученые убеждены, что данный опыт может стать прототипом для глобальной трансформации портовой инфраструктуры. Однако для масштабного внедрения подобных систем необходимы не только технологические решения, но и государственная поддержка и международное сотрудничество.
