儲能事故頻發(fā) 疤痕現真因
在激增的市場需求、復雜的應用場景面前,全球儲能安全事故頻發(fā),其中包含某些知名儲能供貨商參與的項目。如2021年7月30日,采用特斯拉Megapack的全球最大電池儲能項目、澳大利亞“維多利亞大電池”發(fā)生火災,大火連燒4天才熄滅。
反觀國內,近一年已接連發(fā)生三起典型儲能安全事故。
2021年4月16日,北京豐臺某儲能電站調試過程中起火爆炸的消息上了熱搜,消防人員奮戰(zhàn)12小時才將明火徹底撲滅。事故不僅造成1660.81萬元的直接財產損失,更造成多人傷亡,其中2名消防員不幸遇難。這起國內首例儲能爆炸事故引發(fā)眾多媒體的報道關注,并首次將安全話題攤開在消防部門面前,令各行業(yè)正視儲能行業(yè)隱藏的危險。
2022年1月12日,京港澳高速上一輛滿載儲能系統(tǒng)的貨車突然起火,好在司機及時發(fā)現、將事故車輛停在應急車道并報警,消防救援人員到達現場時,車廂內正猛烈燃燒,火焰時不時向外噴射、并冒出滾滾濃煙,不時伴有爆炸聲,幸而司機和消防人員教科書般的處置及時,并未造成更嚴重的傷亡。
而時隔僅僅一個月,2022年2月18日,淋了一場雨的江西某儲能項目發(fā)生起火,在存放階段的電池艙劇烈燃燒,現場人員發(fā)現后及時報火警、消防人員控制了險情,事故原因仍在調查中。
上述事故發(fā)生時儲能系統(tǒng)狀態(tài)各不相同,但無一例外的,觸目驚心的“疤痕”均反映出事故儲能廠家系統(tǒng)集成設計能力和安全設計的不足。隨著儲能行業(yè)的快速增長,有越來越多的企業(yè)加入進來,但一些技術水平參差不齊的玩家也為行業(yè)帶來了不穩(wěn)定的因素:部分廠家的系統(tǒng)集成設計只是將采購來不同品牌的鋰電池、儲能PCS等設備簡單堆砌到集裝箱中;系統(tǒng)在發(fā)貨前也未經過全面有效的測試、聯(lián)調,再加上保護執(zhí)行不到位,導致最終交付給客戶的整個儲能系統(tǒng)產品存在很大的性能和安全隱患。站在“上帝視角”來看,消防系統(tǒng)設計在儲能系統(tǒng)安全保護措施中只是一小部分,儲能系統(tǒng)集成能力、后期運維及風險監(jiān)測管理水平則更為關鍵。
項目規(guī)模升級 防護需更全面
有人曾戲稱:單個儲能集裝箱燒毀可能損失幾百萬元,但管理不好還可能是炸藥包。除了設備燒毀的損失,因設備更換可能會導致項目延期2-3個月并網或者停運帶來的損失也不可估量。
2018年我國儲能項目突破百兆瓦級,安全問題也開始逐漸顯現,而過去一年內,國內儲能項目規(guī)模已從百兆瓦級躍升到GWh級。在部分業(yè)內人士看來,儲能產品質量或安全問題也遵循墨菲定律,只是概率數字。
隨著儲能系統(tǒng)集成規(guī)模的增大,電池產品或電氣設備數量翻倍,質量問題的潛在危險性也倍增;其次電池串并聯(lián)數量和層級增多,電氣及電力電子的組合更加復雜,儲能安全的保障難度進一步加大,并非通過簡單的器件堆砌和消防工具即可完成。
要有效保障儲能的安全,不僅需要在電化學、電氣、電力電子等領域有過硬的技術實力,更需要具備將硬件、軟件等有機結合成一套復雜系統(tǒng)做支撐的能力,方可做到從源頭控制、過程防護、末端消防等層層安全管控,保障儲能系統(tǒng)長期應用安全。
1)質量管理:目前各廠家電芯封裝工藝不同,有的粗制濫造甚至電芯部分直接裸露在空氣中。若單個電芯發(fā)生熱失控,將很快蔓延到整個集裝箱。優(yōu)質的材料和制造工藝是產品安全的前提,儲能系統(tǒng)廠家需要做好360°的品控管理工作,尤其是在電芯原料、制造工藝、檢測使用等關鍵環(huán)節(jié)建立專業(yè)的質量管理標準,將優(yōu)質的材料和先進的工藝應用到產品中。同時,做好全生命周期的儲能安全管理,不僅需要關注生產制造環(huán)節(jié),同時也要做好存儲、運輸、安裝等多個環(huán)節(jié)的風險預防。
2)源頭控制:作為引發(fā)儲能起火的常見因素,廠家需要加強儲能系統(tǒng)電芯以及電弧的檢測與預防。一方面通過系統(tǒng)監(jiān)控,做到對電池的狀態(tài)分析、預判和預警,從源頭上防止與阻斷熱失控;另一方面,因儲能系統(tǒng)內較多電氣連接,在復雜的使用工況下有可能引發(fā)拉弧現象,會引發(fā)設備火災,如何開展電弧的檢測與防護,對儲能系統(tǒng)安全尤其重要。
3)消防保護:做好產品質量及源頭防火的基礎之上,儲能系統(tǒng)的消防設計對儲能安全同樣重要。如何通過合理的消防設計,做到對煙感、溫感、可燃氣體等隱患的探測監(jiān)控;通過排風泄壓、防爆等設計減少熱失控擴散帶來的損失等都需要科學合理的設計。
4)系統(tǒng)設計:儲能系統(tǒng)中,電池與PCS、BMS、EMS等系統(tǒng)存在強耦合關系,若從不同品牌采購,現場調試拼裝,各系統(tǒng)間安全保障的強耦合關系將被強行割裂打破,系統(tǒng)的精細化管理、聯(lián)動保護控制、電氣和消防的安全性都無法保證,長期運行過程中也帶來了安全隱患與系統(tǒng)風險的不確定性。如何打破儲能系統(tǒng)各單元的信息孤島,真正將儲能系統(tǒng)整合成有機整體,不僅考驗廠家在電化學、電力電子、電氣等各方面的技術實力,更考驗廠家對儲能系統(tǒng)的深刻理解與整個儲能產業(yè)運營的深厚積淀。
由此可見,日常消費者已習慣了“貨比三家”、“售后有三包”,在儲能產品的選擇上則更應慎重。儲能安全不是單一環(huán)節(jié)的事情,需要從整個系統(tǒng)及電站全生命周期運行考慮,擁有儲能核心設備的專業(yè)系統(tǒng)集成商和一站式服務的系統(tǒng)方案明顯是最優(yōu)選擇。只有權責清晰、售后服務有保障,才能為儲能電站全生命周期的安全穩(wěn)定運行及收益保駕護航,加速構建新型電力系統(tǒng)。
原標題:儲能事故“疤痕”背后:儲能安全如何破局?