市场快速增长安全风险扩大 储能呼唤“核电级”安全
2023-04-27 11:21 [储能] 来源于：储能头条 作者：储能头条
导读：近日，中国电工技术学会正式发布《磷酸铁锂电池储能舱早期安全预警系统技术规范》，该标准提出的磷酸铁锂电池储能舱早期安全预警技术，通过声音（极微压）、气体、图像三级特征预警技术，可以尽早发现储能舱内部微小局部故障，及时自动判别消除安全隐患，有
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近日，中国电工技术学会正式发布《磷酸铁锂电池储能舱早期安全预警系统技术规范》，该标准提出的磷酸铁锂电池储能舱早期安全预警技术，通过声音（极微压）、气体、图像三级特征预警技术，可以尽早发现储能舱内部微小局部故障，及时自动判别消除安全隐患，有效预防兆瓦级及以上规模锂离子电池储能设备热失控、排除由此引起的起火、爆炸风险，将有效降低安全事故发生率，减少人员伤亡和经济损失；同时降低储能电站的后期维护成本，增加储能电站投入运行的时间占比，提高储能电站的经济效益。
自2021年4月16日北京大红门储能电站起火爆炸震动行业内外以来，储能安全受到业内高度重视，但由于储能市场倍增式增长，大量资本、企业跨界进入，储能产品品质良莠不齐，储能安全的风险在加大。
储能安全是一个系统工程，从设备层面来看，电芯、逆变器、温控、消防系统均关乎运行安全；从储能全生命周期来看，设计、制造、运输、安装、调试、运维等各个环节，任何环节出现问题都会给电站安全埋下隐患。
储能安全既需要产业界创新技术、提高品质，从产品层面实现本质安全，也需要监管机构进一步完善规则、标准，构建覆盖储能全生命周期的监管体系，不留盲点。
磷酸铁锂电池更安全
近年来全世界各地频发储能电站失火事件，据国际能源网（微信公众号：inencom）不完全统计，从2018年至2022年期间，世界范围内储能电站着火事件将近40起，这些事故有一些显著的共同点，大部分选用的是三元锂电池技术。
三元锂电池中含有镍，镍能增加三元锂电池的能量密度，但同时也会降低电池内部的稳定性，增加安全风险，镍的占比越高，钴、锰等的比例就越低，三元电池的不稳定性就更高，出现事故的概率也会增大。
三元锂电池热失控温度约200℃，高温下电池内部化学反应更为剧烈，反应过程中会产生氧分子，加剧易燃气体燃烧，甚至可能在极短时间内产生爆燃。
磷酸铁锂电池的耐热性要好的多，热失控温度可以达到800度以上，这就大大提高了安全性。另外，磷酸铁锂电池热失控后，不会像三元锂那样释放氧分子，这样就降低了燃烧的烈度。
在储能领域，安全是红线。磷酸铁锂电池更安全，成本也更低，这也契合对对成本极为敏感的储能。
磷酸铁锂电池正在日益成为储能的主流。在国内，基本都是使用磷酸铁锂电池，从全球来看，储能巨头特斯拉、LG新能源也在转向磷酸铁锂电池。
储能需要系统安全观
仅仅选择磷酸铁锂电池还不够，北京大红门储能电站采用的就是磷酸铁锂电池，分析那些起火的三元锂电池储能电站，也不全是三元锂的问题。
储能电芯的一致性是储能很多问题的根源。电池模组中电芯如果一致性较差，使用同一电流进行充放电时,会造成某些电池的过充或过放，这会导致电芯的循环使用寿命降低，影响储能电站的使用年限。
更严重的是，电池过充，可能引发电芯发热、胀气甚至起火爆炸。
储能电芯的一致性要求极高。用动力电池作为对比，特斯拉Model Y 满电约80Kwh，现在的大型储能电站可以达到1Gwh，安装电芯超过150万颗，储能电芯的一致性要求可以达到动力电池的一万倍以上。
现在储能市场快速增长，很多资本、企业跨界进入，电芯产品良莠不齐，加上电芯的一致性问题，在交付初期还不明显，这就给业主在安全和财务上埋下了隐患。
电芯是储能电视事故的源头，电芯安全对储能安全至关重要，但储能系统由电池芯、模块、电池管理、电力转换等子系统组成，任何部分出现问题都可能导致电站事故，储能需要做到系统安全。
举例来说，如果电芯过充温度升高直至起火，责任不全在电芯。电池管理系统(BMS)功能有过充保护（OVP）、过放保护（UVP）、过温保护（OTP）、过流保护（OCP）等，发生意外，电池管理系统会立刻切断电源，如果最终起火，电池热解，说明电池管理系统也失效了。
再比如，储能电站还会配备消防灭火系统，这是储能电站的最后一道安全关口，如果最终起火，也说明消防灭火系统没有正常工作。
储能的电芯、逆变器、温控、消防系统均关乎运行安全，而在储能全生命周期的设计、制造、运输、安装、调试、运维等环节，也与储能安全息息相关。
比如，储能电站运行维护过程中的不合理碰撞、不合理的过充过放，或者环境温度的剧烈改变，都可能造成电池漏液等情况，引发起火事故。
确保储能安全首先要树立系统安全观，不管在设备层面，还是在全生命周期管理上，都需要确保每个环节安全，不留隐患。
储能呼唤“核电级”安全
以电池储能为主的新型储能是保障新型电力系统安全稳定运行的重要技术和基础装备，也是实现“双碳”目标的重要支撑，确保储能安全，才能保证新型电力系统安全稳定运行和“双碳”目标的安全实现。
曾毓群呼吁，储能电站需要从设计、选型、施工、运维、报废回收全流程向核电的安全理念学习。
曾毓群两会提案中建议，参照核电级安全，建立以失效概率为依据的电池储能系统安全分级评估体系，并将该体系纳入到重大项目招标条件，引导电池储能迈向以“核电级安全”为标杆的高质量发展。
对产业界来说，需要加强储能系统的技术攻关，尤其是对储能电站的安全预警、阻燃隔热、消防灭火等技术的创新尤为重要，同时在储能电站的设计上，要强化热管理系统的配置，避免储能电站因为热失控出现问题。
行业组织需要进一步完善标准，促进行业内系统和管理的兼容，提升行业整体安全水平，同时引导企业和第三方机构建设大规模储能系统故障失火模拟试验平台以及储能电站实证测试平台，通过实证测试，弄清储能电站起火的发生机理，为后续技术解决方案提供基础。
对业主单位来说，需要建立锂电池全生命周期的管理制度，确保可以实时检测、免拆解定位到问题电池，电池出现问题可提前预警。
政府机构也要加强管理，完善规章制度，设立专门机构对储能电站的安全性进行监管，便于提前发现问题，防患于未然。
储能市场正处于快速发展中，要想实现良性健康发展，安全性是第一要务，预计到2060年，电力系统需要的储能将在10亿千瓦左右，如此巨大的规模，需要政府部门、行业组织和企业协同努力，比照核电安全理念，构建“核电级”储能安全体系。
来源：国际能源网/储能头条
（编辑：韩语） |
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