本報訊 記者蘇南報道:7月23日,國家發改委、國家能源局印發《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》,強調“加強安全風險防范,督促地方政府相關部門明確新型儲能產業鏈各環節安全責任主體,強化消防安全管理。明確新型儲能并網運行標準,加強組件和系統運行狀態在線監測,有效提升安全運行水平。”
多位業內人士表示 ,“安全性是儲能行業發展底線”。記者了解到,在儲能產業蓬勃發展的背后,儲能安全性、標準規范等方面仍存在不小的挑戰。我國電化學儲能發展迅猛,裝機規模最大的鋰離子電池儲能已從“商業化初期”邁入“規模化發展”的新階段,數量大、種類多的鋰離子電池在發電側、電網側、用戶側均發生過火災。
“既有相關標準有待完善的問題,行業規范亟待加強,也有部分企業大干快上,產品質量不高、品控不嚴等因素,有待進一步規范和引導。”工信部電子信息司副司長徐文立表示。
中關村儲能產業技術聯盟理事長陳海生同樣認為,電化學儲能經過十多年發展,保持很高增長率的同時,安全事故時有發生,不過,儲能行業發展不能因噎廢食。
為何鋰離子電池容易發生火災爆炸事故?業內人士一致認為,關鍵在于儲能電池在熱失控的情況下極易存在火災燃爆風險。“熱失控是由各種誘因引發的鏈式反應,發熱量可使電池溫度升高400-1000攝氏度。在鋰離子電池中,除了正常的充電—放電反應外,還存在許多潛在的放熱副反應。當電池溫度過高或過時充電,易被引爆。”中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高指出。
在歐盟科學院院士、中國科學技術大學教授孫金華看來,鋰電池系統熱失控的誘因在于電池的內短路,如絕緣故障、老化,夏季高溫、電池匯流處銅鋁直接搭接導致過熱等。
“鋰離子電池特征參量存在差異,熱失控前期捕捉不精準,導致儲能電站運行工況下熱失控特有特征缺少預警,缺少多重安全保護。”國網江蘇省電力有限公司經濟技術研究院發展科技部主任王庭華表示,“我們對不同廠家電池實體試驗58次,驗證了幾方面問題,一是熱失控電氣特征參量不敏感、滯后;二是火災消防煙感溫報警不及時;三是現有氣體等化學滅火劑不能抑制電池復燃;四是機械、加熱誘發熱失控和充放熱失控有很大差異。”
“電池熱失控不可避免。”比亞迪電力科學研究院院長尹韶文認為,“儲能進入吉瓦時代,必須要考慮電池熱失控對儲能系統帶來的風險,只有處理好熱失控帶來的火災和爆炸風險,才能真正滿足規模化儲能時代新的安全要求。”
如何解決熱失控問題,提升儲能電站安全性能?業內人士普遍認為,構建生命周期主動預警系統,可判斷電池惡化情況,對“不健康”電池提前預警,同時,還可以實現器件壽命預測,把安全問題消滅在“萌芽”狀態。
“儲能行業需要全面建設電池安全監控系統,建立智能高效新一代鋰電池管理系統,從電池狀態控制管理,到每個電芯實時狀態感知動態調整、及時告警和控制。”王庭華表示,未來需要開展電池狀態分析預判和主動預警技術,實現運維維護提前判斷、故障及早排查,研究電池衰老周期的早期預測技術,對大規模儲能電站、梯次儲能電站、3-5年老舊電站,建立全生命周期智能化管理解決方案。
孫金華認為,圍繞如何構筑鋰離子電池“本體安全-過程安全-消防安全”三道防線,需要政產學研用協同攻關,在基礎研究、技術研發、產業化實現、政策法規等方面不斷創新。在電池本質安全技術方面,研發兼備化學性能和高安全性的難燃和不然電解液,以及安全性較高的正極材料等。在電池過程安全方面,研發適用于電池使用全過程的故障診斷技術,以及基于多參數融合的熱失控多級預警技術。建議“將消防安全投入納入儲能電建設的硬成本,因為在建設儲能電站的時候,一講到經濟、成本,往往首先削減的是消防安全成本,從而犧牲了儲能電站的安全性。”
中國能源研究會理事長史玉波建議,要嚴把儲能電站參與方資質,通過建立合理的行業準入機制,提升行業整體規范水平。行業內需積極開展儲能電站設計、建設、運行、維護方面的培訓與研討,提高整個行業系統設計水平。“此外,要提升電力儲能相關國家標準、行業標準、團體標準的建設工作力度,尤其發揮行業組織力量,根據行業需求,迅速反應,積極高效的推進儲能安全相關團體標準的制定,規范和引領我國儲能行業的健康有序發展。”
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