事故頻發(fā)！揭開儲能安全這塊“傷疤”

儲能已成為全球向可持續(xù)能源轉(zhuǎn)型的一個不可或缺的環(huán)節(jié)。在“雙碳”背景下，光伏風(fēng)電氫能等可再生能源的建設(shè)規(guī)模及速度不斷增快，加上我國政策明確規(guī)定，新能源發(fā)電要強制搭配不低于10%的儲能，儲能市場逐漸升溫，大量企業(yè)及投資者蜂擁而入。

儲能經(jīng)過這兩年的快速發(fā)展后，有一些問題開始顯示出來了，尤其是安全這一塊，電池起火乃至爆炸已成為限制整個行業(yè)發(fā)展的絆腳石。

揭開儲能“傷疤”

據(jù)不完全統(tǒng)計，近年來全球爆發(fā)了超50起儲能電池起火事件，對人身安全及財產(chǎn)安全均構(gòu)成了巨大威脅。

11月2日，江蘇南通市通州區(qū)應(yīng)急管理部通告了一起儲能火災(zāi)事故，10月22日，啟東市海洪路啟東沃太新能源有限公司廠房內(nèi)儲能電箱發(fā)生火災(zāi)，過火面積約120平方米。

10月27日，美國消費品安全委員會發(fā)布一則召回警告，因電池在使用過程中存在著火安全風(fēng)險，召回LG戶用儲能系統(tǒng)電池。

10月20日，?？啬茉聪聦偬炷茈娏緢蟾?，鶯歌海鹽場100MW平價光伏項目儲能電站中1個電池艙儲能電池發(fā)生起火，未發(fā)生人員傷亡。

10月15日，韓國數(shù)據(jù)中心的一個鋰電池產(chǎn)生了火花并引發(fā)火災(zāi)，導(dǎo)致電源被切斷，不間斷電源開啟了約30分鐘，隨后也開始起火，造成了巨量損失。

9月20日，美國加利福尼亞州的Elkhorn電池儲能項目中的特斯拉MEgapack儲能系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)，導(dǎo)致道路被封鎖。

這諸多事件中，關(guān)注度最高的為去年的兩場儲能火災(zāi)，一場在澳大利亞，一場在我國北京。

2021年7月30日，澳大利亞的“維多利亞大電池項目”在測試期間，一個裝有13噸鋰離子電池的特斯拉Megapack電池集裝箱發(fā)生火災(zāi)，該項目為澳大利亞目前最大的電池儲能項目，這場火災(zāi)持續(xù)了整整四天時間。

2021年4月16日，北京豐臺南四環(huán)一儲能供電有限公司變電室起火，導(dǎo)致2名消防員犧牲，1名消防員受傷，電站內(nèi)1名員工失聯(lián)。

這些觸目驚心的事故揭示出了儲能這個萬億賽道背后的隱患，露出血淋淋的“傷疤”。

電池起火因素

儲能電站可以分為電池單體、模組、電池簇和電池艙這四個板塊，發(fā)生儲能事故的原因可以分為以下幾個方面

1、儲能電池本身存在問題。目前在電化學(xué)儲能領(lǐng)域應(yīng)用最廣的是鋰離子電池，鋰離子電池正負(fù)極完全由薄薄的隔膜隔開，當(dāng)隔膜損壞時，就會導(dǎo)致正負(fù)極短路從而導(dǎo)致自燃。一節(jié)電池自燃又會將熱量傳遞給周圍電池，從而引發(fā)大火。

2、沒有電池生命周期管理。前兩年，儲能電站會使用那些從汽車上退役的動力電池，已實現(xiàn)梯次利用。這就導(dǎo)致整個系統(tǒng)里的電池生命周期不一，導(dǎo)致產(chǎn)生問題。不過，今年6月，國家能源局明確指出了中大型儲能站不得使用三元鋰電池和鈉硫電池，不宜使用梯次電池。

3、BMS系統(tǒng)不夠完善。BMS能夠?qū)崟r監(jiān)控電池模組和電芯的電壓、電流、溫度計SOC等數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，就會切斷電池模組接觸器，從而避免危險。目前限制BMS發(fā)展的主要是如何精準(zhǔn)測量和開發(fā)更優(yōu)良的算法。

4、其他外部因素。包括現(xiàn)場人員在操作上出現(xiàn)失誤或處置不當(dāng)、電線電纜互相干擾且未做防火處理及其他天氣影響。

儲能安全管理

綜上所述，儲能電站的各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都有可能導(dǎo)致引發(fā)事故，但究其根本，儲能電站起火的緣由是熱失控。因此，儲能溫控是儲能安全保障中最重要的一環(huán)。

鋰電池對工作環(huán)境的要求較高，工作溫度區(qū)間在零下20℃到零上60℃，但最佳的溫度為15℃-30℃，當(dāng)溫度過高時，會導(dǎo)致產(chǎn)生副反應(yīng)，造成安全隱患。儲能系統(tǒng)冷卻的方式主要有液冷、空氣冷卻、熱管冷卻等，目前的主流趨勢為液冷，具有散熱效果好、冷卻速度快及所占空間小等諸多優(yōu)點。

光有冷卻方式還不夠，還需BMS建立精準(zhǔn)的模型，隨時掌握儲能電池內(nèi)部參數(shù)，精準(zhǔn)預(yù)測儲能電池生命周期，防范于未然。

此外，儲能安全離不開健全的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。自2018年，我國開始加速出臺在儲能領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。

2021年8月，國家發(fā)改委、國家能源發(fā)布了關(guān)于對《電化學(xué)儲能電站安全管理暫行辦法（意見征求稿）》公開征求意見的公告。

2021年9月，國家能源局發(fā)布《新型儲能項目管理規(guī)范（暫行）》，同月，北京市場監(jiān)督管理局發(fā)布征求《電力儲能系統(tǒng)建設(shè)運行規(guī)范》地方標(biāo)準(zhǔn)意見的通知。

20222年4月，國家發(fā)布《電化學(xué)儲能電站應(yīng)急演練規(guī)程》、《電化學(xué)儲能電站危險源辨識技術(shù)導(dǎo)則》、《電化學(xué)儲能電站生產(chǎn)安全應(yīng)急預(yù)案編制導(dǎo)則》三項國家標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。

2022年5月，國家能源局發(fā)布《加強電化學(xué)儲能電站安全管理的通知》，從7大方面、18個具體領(lǐng)域強化了儲能電站的安全管理。

安全無小事，目前已發(fā)生的儲能事故已嚴(yán)重影響了人們對行業(yè)的印象，為儲能的全面市場化埋下隱患。不過當(dāng)前儲能安全已引發(fā)市場強烈關(guān)注，相關(guān)企業(yè)將以此建立起技術(shù)壁壘，提升自身行業(yè)競爭力。