安全已成為儲能產(chǎn)業(yè)面臨的瓶頸之一

　　作為影響未來能源大格局的前沿技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)，儲能不能忽視安全問題。在儲能安全備受關(guān)注的當(dāng)下，破除安全問題的難點在哪里?

　　安全已成為儲能產(chǎn)業(yè)面臨的瓶頸之一。

　　截至2019年2月，僅在韓國，儲能電站發(fā)生火災(zāi)事故已經(jīng)高達21起，火災(zāi)給快速升溫的儲能市場潑了一盆冷水。韓國工商和能源部立即采取了行動，對所有已經(jīng)安裝的電池儲能系統(tǒng)進行安全檢查，強制關(guān)閉了342個公共事業(yè)側(cè)的儲能系統(tǒng)。

　　在國內(nèi)，電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)均出現(xiàn)過不同程度的火災(zāi)事故，雖然鮮有正式的通報和報道，但不得不承認，事故畢竟是存在的，這也一度成為儲能圈內(nèi)爭議的焦點。

　　安全無小事，儲能也不例外。外界對電池儲能安全性、可靠性的質(zhì)疑，也讓產(chǎn)業(yè)鏈條上的所有相關(guān)方開始認識到安全的重要性：如果像電動車一樣隔三差五燒的話，電化學(xué)儲能可能遭遇“倒春寒”。

　?、裥屡d產(chǎn)業(yè)的成長陣痛

　　如同21世紀初期的光伏產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前的電池儲能行業(yè)也是一個體量不大但飛速增長的市場。根據(jù)中國能源研究會儲能專委會/中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)全球儲能項目庫的不完全統(tǒng)計，2018年，中國的電化學(xué)儲能新增裝機超過600MW。而截至2017年底，中國電化學(xué)儲能累計裝機才390MW，2018一年裝機量已經(jīng)超越了過去幾年的總和。

　　過去兩年，儲能市場逐漸升溫，各路資本相繼進入。在行業(yè)的早期，市場難免魚龍混雜。既有寧德時代、比亞迪這樣的獨角獸，還有大量的光伏、節(jié)能、電力電子企業(yè)跨界而來，“撈一票就走”的現(xiàn)象不可避免。

　　進入一個全新的行業(yè)，不少企業(yè)也是“摸著石頭過河”，需要和客戶一起挖掘市場，找到新型的應(yīng)用場景，逐步探索出儲能的商業(yè)發(fā)展模式。在市場不成熟的前提下，從業(yè)主、投資商到設(shè)備商，更在意的是價格和成本，對產(chǎn)品的風(fēng)險控制和安全并沒有足夠的認識。

　　前幾年，行業(yè)就有一種誤解，認為過剩產(chǎn)能所留下來的庫存動力電池都能被用到儲能上。但不同廠商的電芯質(zhì)量存在巨大差異，同為磷酸鐵鋰電池，有的循環(huán)壽命可以達到五六千次，有的可能只有兩三千次。部分電池廠商在巨大的“去產(chǎn)能”壓力下，過分吹噓電池循環(huán)壽命，用劣質(zhì)產(chǎn)品低價沖擊市場，都給行業(yè)留下了一些潛在的安全風(fēng)險。

　　在經(jīng)歷過初創(chuàng)期的突飛猛進之后，儲能已經(jīng)蓄積了一定的市場規(guī)模，行業(yè)已經(jīng)到達了一個新的平臺期，市場發(fā)展初期積累的一些問題也開始逐步顯現(xiàn)。起火事件無疑給整個產(chǎn)業(yè)敲響了警鐘，安全成為行業(yè)必須著手解決的問題。

　?、虼蚝脴藴式M合拳

　　目前，行業(yè)處于大規(guī)模應(yīng)用的初期，儲能電池性能指標模糊、規(guī)劃設(shè)計簡單、儲能火災(zāi)消防還欠缺研究和技術(shù)支撐，電化學(xué)儲能電站的性能及安全還存在很多關(guān)鍵問題亟待解決。業(yè)界迫切需要建立健全的儲能技術(shù)標準和檢測認證體系為電站質(zhì)量“保駕護航”。

　　標準滯后已成為行業(yè)面臨的現(xiàn)實問題。與電動汽車行業(yè)100多項的國家標準相比，儲能行業(yè)的國家標準還不到20項。很多工作的開展依舊沒有規(guī)范可循，也沒有相應(yīng)的安全制度與監(jiān)管。

　　在電動汽車的帶動下，電化學(xué)池儲能技術(shù)的發(fā)展一日千里，這也讓標準制定者左右為難。標準的建設(shè)本來想基于一個成熟的技術(shù)形成一種標準，因鋰電的應(yīng)用發(fā)展比較快，標準難以跟上。

　　有業(yè)內(nèi)人士表示，標準如果定的太早，可能有些參數(shù)指標會不太接地氣，不能去指導(dǎo)實際的一些工程。如果定的太晚的話，反而影響行業(yè)的一些規(guī)范。

　　按照國家能源局2018年11月印發(fā)的《關(guān)于加強儲能技術(shù)標準化工作的實施方案(征求意見稿)》，“十三五”期間，我國應(yīng)初步建立儲能技術(shù)標準體系。其中明確規(guī)定，在儲能接入電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)方面，依托全國電力儲能標委會等標準化技術(shù)組織重點開展標準體系建設(shè)和標準研制;在儲能設(shè)備層面，發(fā)揮電器工業(yè)標準化支撐機構(gòu)的組織協(xié)調(diào)作用。

　　2018年，儲能標準的出臺開始加速，針對電化學(xué)的7項國家標準和2項行業(yè)標準相繼由全國電力儲能標準委員會發(fā)布。在電池的評測、儲能電站的入網(wǎng)、電站的運行及評價等方面都做了較為細致的管理和對接。

　　儲能的標準分為國家標準、行業(yè)標準、團體標準。一般來說，國家標準、行業(yè)標準為了照顧大多數(shù)企業(yè)的利益，標準相對寬松，制定的周期短則要2～3年，長則需要經(jīng)歷更長的時間。儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，如果新技術(shù)要等待相關(guān)的國家或行業(yè)標準出臺來規(guī)范行業(yè)發(fā)展，顯得非常不現(xiàn)實。

　　相對而言，團體標準更具有靈活性，針對行業(yè)問題會先于國標進行引導(dǎo)，落地大概需要半年左右的時間。作為行業(yè)組織，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟近幾年一直與政府部門、標準單位和企業(yè)一起為搭建標準體系，保障產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展而努力。目前正在積極開展團體標準建設(shè)工作，實現(xiàn)與國家標準、行業(yè)標準的相互呼應(yīng)與互補。

　　Ⅲ安全是系統(tǒng)工程

　　關(guān)于儲能的標準與安全規(guī)范，世界各國都在探索中，目前還沒有完善的標準體系。歐美在電化學(xué)儲能應(yīng)用方面走得比較早，相應(yīng)的也有大量的數(shù)據(jù)做支撐。從歐美各國的實踐來看，美國、德國在很多地方值得學(xué)習(xí)和借鑒。

　　與中國的標準制定相比，歐美制定標準的更關(guān)注技術(shù)所帶來的風(fēng)險，弱化性能的要求。他們認為產(chǎn)品安全是基本要求，也是最低要求，而產(chǎn)品的性能可由市場自行決定。比如IEC62933標準關(guān)注系統(tǒng)的全生命周期風(fēng)險分析和較低風(fēng)險的方法，美國NFPA標準更為關(guān)注火災(zāi)風(fēng)險，從項目設(shè)計、審批到驗收都圍繞火災(zāi)的防范和救援。

　　安全是一個系統(tǒng)工程，在儲能本體設(shè)計上，從硬件的選型到軟件策略的制定都至關(guān)重要。即使PCS、BMS每個子系統(tǒng)都做到100分，最后集成的系統(tǒng)效果可能也就只有80分。

　　TüV南德意志集團華南區(qū)智能電力部-光伏及儲能系統(tǒng)項目經(jīng)理吳候福認為，降低儲能的技術(shù)風(fēng)險需要前期在整個生命周期內(nèi)對風(fēng)險進行管控。

　　首先，要在系統(tǒng)設(shè)計的時候就考慮子系統(tǒng)，環(huán)境和誤操作等因素帶來的風(fēng)險。認證檢測應(yīng)該從企業(yè)研發(fā)階段便開始介入，從源頭為整個產(chǎn)品注入安全基因。

　　其次，也要考慮集成、安裝、運輸、運行維護和退役等周期內(nèi)的風(fēng)險。在系統(tǒng)設(shè)計和建造完成驗收時都應(yīng)該進行風(fēng)險評估，以期產(chǎn)品在投入市場時風(fēng)險就已經(jīng)控制在可接受的范圍內(nèi)。

　　從理論上來講，儲能項目的安全問題都能通過工程技術(shù)手段去解決，是否安全關(guān)鍵在于采取防護手段的多少。相比電動汽車，儲能對重量和體積沒有那樣敏感，儲能電站可以連接消防水源，實現(xiàn)安全可采取的措施更多，成本更少。

　　但儲能系統(tǒng)的應(yīng)用場景更為豐富和復(fù)雜。戶用、工商業(yè)、電網(wǎng)調(diào)頻等不同的應(yīng)用場景對安全性的要求也不盡相同，儲能系統(tǒng)在調(diào)頻時高倍率充放明顯比純粹的削峰填谷要苛刻得多，不同等級的儲能產(chǎn)品對安全的要求有著天壤之別。

　　業(yè)界預(yù)計，針對不同的應(yīng)用場景，未來幾年內(nèi)應(yīng)該會有不同類型的儲能電池面市。目前，行業(yè)企業(yè)根據(jù)儲能的標準開始改進產(chǎn)品，寧德時代等企業(yè)正在研發(fā)生產(chǎn)專門針對儲能應(yīng)用的“低成本、長壽命、高安全”電池，同時，越來越多的企業(yè)開始關(guān)注消防安全，不再一味地追求降成本。

　　對于電力系統(tǒng)來說，電池儲能仍是新生事物。如何安全地使用好儲能，是這個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前提。儲能技術(shù)不停在變革，儲能安全就會不斷面臨新的挑戰(zhàn)。這涉及到電池、PCS、BMS、EMS等多個環(huán)節(jié)，需要全行業(yè)共同提高產(chǎn)品的成熟度和可靠性，也需要多部門、多體系共同來協(xié)作。