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守住儲能安全底線,控制好“熱失控”是關鍵

發布時間:2021-08-11 來源:中國能源報

近日,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?;l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?!惫ば挪侩娮有畔⑺靖彼鹃L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?!盁崾Э厥怯筛鞣N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?!敝袊茖W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?!眹W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?!北葋喌想娏茖W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?;瘍δ軙r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?!蓖跬トA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?!按送?,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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