儲能產業發展如火如荼,針對儲能安全話題的討論也備受國內外市場關注。
在第四屆國際儲能安全研討會上,來自學術界、企業界的代表紛紛圍繞儲能安全建言獻策,護航儲能產業高質量發展。
應急管理部天津消防研究所副所長魯志寶表示,在全球范圍內多起儲能電站事故發生后,我國相關部門已要求排查大型站房式儲能電站消防安全隱患,完善我國強制性標準,加強源頭管控,著力提升儲能電站火災事故處置能力。
最近數月,浙江多地已針對工廠等人員密集區的工商業儲能電站發布針對性文件,提高了對該類電站的消防安全硬性要求。針對儲能安全的痛點問題,市場各方正探索多樣化的解決思路。總體來看,有的解決方案從電池本征安全、缺陷極早期診斷入手,以實現防患于未然;有的則注重研發滅火方案,以相對較少的成本兜住電站火災的底線。
多地提高儲能電站消防要求
歐盟科學院院士、中國科學技術大學教授孫金華介紹了全球電化學儲能電站的火災概率。全球來看,2022年1月至2023年9月,被公開報道的儲能電站火災有46起,總電站數量為7000余座,由此計算,全球每座電站每年發生火災的概率為千分之四。美國2023年1—9月儲能電站發生火災6起,火災概率為每座每年2.1%。韓國在2017年—2019年間,電化學儲能電站發生火災的概率為每座每年1.5%,韓國的儲能產業因此受到了嚴重的打擊。
就儲能電站起火的原因,孫金華分析道,從原理上講,磷酸鐵鋰電池的安全性是有保障的,單體電池失效的概率為千萬分之一到億分之一。但是,大型儲能電站往往由幾萬乃至幾十萬個電池組成,累加后的失效概率就明顯攀升。除自身熱失控外,儲能系統的電氣故障還將進一步增加火災發生概率。現場有多位嘉賓提到,許多儲能電站事故并非由電池失效導致,而是在安裝過程中人員誤操作引發的電氣故障。
從政策風向來看,浙江已開始對儲能電站消防檢測合規提出硬性要求。8月15日,浙江金華市武義縣發展和改革局公開征求《武義縣電化學儲能項目建設管理工作指南(試行)》意見。文件提出,用戶側儲能項目在并網驗收環節,重點檢驗項目合法合規性文件、儲能裝置型式試驗報告、接網設備設施試驗報告。此前,浙江下轄的溫州、杭州已開始加強儲能電站消防要求。溫州市要求所有工商業儲能項目必須提供合格的消防檢測報告,否則將無法完成驗收。杭州市《關于做好我市電化學儲能電站建設工程消防設計審查驗收管理工作的通知》要求電化學儲能電站建設工程參照電力建設工程開展消防設計審查驗收。
“(消防檢查)背后的根本原因,是鋰電池電站的高安全風險,與工商業應用這一高安全要求場景之間的矛盾。”新源智儲能源發展(北京)有限公司副總經理王逸超表示。
“三管齊下”守護儲能電站安全
儲能電站安全問題何解?
孫金華提到解決安全問題的總體思路:構筑本征安全、過程安全、消防安全三道“防線”。
第一道防線為電池自身的安全性,可通過阻燃電解液、穩定電極材料等的應用,減少電池自身的失效概率。第二道防線“過程安全”旨在將危險扼殺在萌芽狀態,可通過多信號提取、熱失控模型等,精準預測預警電站火災。第三道防線,也是最后一道防線才是消防安全,這一步旨在防止小火演變為大火,解決思路是通過優化滅火藥劑、創新滅火方法,達到高效滅火、抗復燃的作用。
記者了解到,目前學術界、企業界及消防單位針對以上三個環節,形成了多樣化的解決思路。不少機構認為重點為“治未病”,即通過第一道防線、第二道防線防患于未然。有的企業則把重點放在研制電站滅火“特效藥”上,即優化第三道防線。
在電池本征安全方面,王逸超介紹,公司與合作伙伴已開發阻燃電解液添加劑,“期待在不增加太多成本的基礎上,破解鋰電池安全性能和電氣性能難以兼顧的難題”。多位嘉賓提到固態電池的本征安全優勢,但認為其商業化應用還尚需時日。
此外,不少機構正在探索鋰電池缺陷探測與診斷技術。南方電網電力科技股份有限公司副總工程師蘇偉介紹,公司正在開發電池狀態精準測量與預測技術。此外,還正在針對電站層面開發電站高效安全運行的主動安全控制技術。孫金華介紹了幾類學界正在研究的電池故障隱患極早期預測預警技術,比如超聲無損監測技術、光纖原位監測技術、基于電化學阻抗的預警技術。不過孫金華提示,這些技術距離產業化還有一定距離。主要難點在于,診斷單體電池缺陷可以做到比較精準,但當大量電池集成在儲能電站中時,精準識別每一塊電池的缺陷難度就大大增加。
華能清能院儲能技術部主任劉明義則從成本的角度分析稱,找到滅火“特效藥”是公司更加關注的解決方案。不同于儲能集成商是“花別人的錢為別人建電站”,華能是自建自用,因此一定會考慮效率最高的方法。公司現在研究出了較為有效的滅火方案。“出了問題能兜得住,我們要的是一個確定性。”劉明義說。
原標題:如何保障儲能電站安全?多方獻策