儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展如火如荼,針對(duì)儲(chǔ)能安全話題的討論也備受?chē)?guó)內(nèi)外市場(chǎng)關(guān)注。
在第四屆國(guó)際儲(chǔ)能安全研討會(huì)上,來(lái)自學(xué)術(shù)界、企業(yè)界的代表紛紛圍繞儲(chǔ)能安全建言獻(xiàn)策,護(hù)航儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
應(yīng)急管理部天津消防研究所副所長(zhǎng)魯志寶表示,在全球范圍內(nèi)多起儲(chǔ)能電站事故發(fā)生后,我國(guó)相關(guān)部門(mén)已要求排查大型站房式儲(chǔ)能電站消防安全隱患,完善我國(guó)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)源頭管控,著力提升儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故處置能力。
最近數(shù)月,浙江多地已針對(duì)工廠等人員密集區(qū)的工商業(yè)儲(chǔ)能電站發(fā)布針對(duì)性文件,提高了對(duì)該類(lèi)電站的消防安全硬性要求。針對(duì)儲(chǔ)能安全的痛點(diǎn)問(wèn)題,市場(chǎng)各方正探索多樣化的解決思路。總體來(lái)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(shí)現(xiàn)防患于未然;有的則注重研發(fā)滅火方案,以相對(duì)較少的成本兜住電站火災(zāi)的底線。
多地提高儲(chǔ)能電站消防要求
歐盟科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授孫金華介紹了全球電化學(xué)儲(chǔ)能電站的火災(zāi)概率。全球來(lái)看,2022年1月至2023年9月,被公開(kāi)報(bào)道的儲(chǔ)能電站火災(zāi)有46起,總電站數(shù)量為7000余座,由此計(jì)算,全球每座電站每年發(fā)生火災(zāi)的概率為千分之四。美國(guó)2023年1—9月儲(chǔ)能電站發(fā)生火災(zāi)6起,火災(zāi)概率為每座每年2.1%。韓國(guó)在2017年—2019年間,電化學(xué)儲(chǔ)能電站發(fā)生火災(zāi)的概率為每座每年1.5%,韓國(guó)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)因此受到了嚴(yán)重的打擊。
就儲(chǔ)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(wàn)分之一到億分之一。但是,大型儲(chǔ)能電站往往由幾萬(wàn)乃至幾十萬(wàn)個(gè)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(chǔ)能系統(tǒng)的電氣故障還將進(jìn)一步增加火災(zāi)發(fā)生概率?,F(xiàn)場(chǎng)有多位嘉賓提到,許多儲(chǔ)能電站事故并非由電池失效導(dǎo)致,而是在安裝過(guò)程中人員誤操作引發(fā)的電氣故障。
從政策風(fēng)向來(lái)看,浙江已開(kāi)始對(duì)儲(chǔ)能電站消防檢測(cè)合規(guī)提出硬性要求。8月15日,浙江金華市武義縣發(fā)展和改革局公開(kāi)征求《武義縣電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)管理工作指南(試行)》意見(jiàn)。文件提出,用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目在并網(wǎng)驗(yàn)收環(huán)節(jié),重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目合法合規(guī)性文件、儲(chǔ)能裝置型式試驗(yàn)報(bào)告、接網(wǎng)設(shè)備設(shè)施試驗(yàn)報(bào)告。此前,浙江下轄的溫州、杭州已開(kāi)始加強(qiáng)儲(chǔ)能電站消防要求。溫州市要求所有工商業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目必須提供合格的消防檢測(cè)報(bào)告,否則將無(wú)法完成驗(yàn)收。杭州市《關(guān)于做好我市電化學(xué)儲(chǔ)能電站建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收管理工作的通知》要求電化學(xué)儲(chǔ)能電站建設(shè)工程參照電力建設(shè)工程開(kāi)展消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收。
“(消防檢查)背后的根本原因,是鋰電池電站的高安全風(fēng)險(xiǎn),與工商業(yè)應(yīng)用這一高安全要求場(chǎng)景之間的矛盾。”新源智儲(chǔ)能源發(fā)展(北京)有限公司副總經(jīng)理王逸超表示。
“三管齊下”守護(hù)儲(chǔ)能電站安全
儲(chǔ)能電站安全問(wèn)題何解?
孫金華提到解決安全問(wèn)題的總體思路:構(gòu)筑本征安全、過(guò)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(guò)阻燃電解液、穩(wěn)定電極材料等的應(yīng)用,減少電池自身的失效概率。第二道防線“過(guò)程安全”旨在將危險(xiǎn)扼殺在萌芽狀態(tài),可通過(guò)多信號(hào)提取、熱失控模型等,精準(zhǔn)預(yù)測(cè)預(yù)警電站火災(zāi)。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?yōu)榇蠡?,解決思路是通過(guò)優(yōu)化滅火藥劑、創(chuàng)新滅火方法,達(dá)到高效滅火、抗復(fù)燃的作用。
記者了解到,目前學(xué)術(shù)界、企業(yè)界及消防單位針對(duì)以上三個(gè)環(huán)節(jié),形成了多樣化的解決思路。不少機(jī)構(gòu)認(rèn)為重點(diǎn)為“治未病”,即通過(guò)第一道防線、第二道防線防患于未然。有的企業(yè)則把重點(diǎn)放在研制電站滅火“特效藥”上,即優(yōu)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(kāi)發(fā)阻燃電解液添加劑,“期待在不增加太多成本的基礎(chǔ)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(tài)電池的本征安全優(yōu)勢(shì),但認(rèn)為其商業(yè)化應(yīng)用還尚需時(shí)日。
此外,不少機(jī)構(gòu)正在探索鋰電池缺陷探測(cè)與診斷技術(shù)。南方電網(wǎng)電力科技股份有限公司副總工程師蘇偉介紹,公司正在開(kāi)發(fā)電池狀態(tài)精準(zhǔn)測(cè)量與預(yù)測(cè)技術(shù)。此外,還正在針對(duì)電站層面開(kāi)發(fā)電站高效安全運(yùn)行的主動(dòng)安全控制技術(shù)。孫金華介紹了幾類(lèi)學(xué)界正在研究的電池故障隱患極早期預(yù)測(cè)預(yù)警技術(shù),比如超聲無(wú)損監(jiān)測(cè)技術(shù)、光纖原位監(jiān)測(cè)技術(shù)、基于電化學(xué)阻抗的預(yù)警技術(shù)。不過(guò)孫金華提示,這些技術(shù)距離產(chǎn)業(yè)化還有一定距離。主要難點(diǎn)在于,診斷單體電池缺陷可以做到比較精準(zhǔn),但當(dāng)大量電池集成在儲(chǔ)能電站中時(shí),精準(zhǔn)識(shí)別每一塊電池的缺陷難度就大大增加。
華能清能院儲(chǔ)能技術(shù)部主任劉明義則從成本的角度分析稱(chēng),找到滅火“特效藥”是公司更加關(guān)注的解決方案。不同于儲(chǔ)能集成商是“花別人的錢(qián)為別人建電站”,華能是自建自用,因此一定會(huì)考慮效率最高的方法。公司現(xiàn)在研究出了較為有效的滅火方案。“出了問(wèn)題能兜得住,我們要的是一個(gè)確定性。”劉明義說(shuō)。
原標(biāo)題:如何保障儲(chǔ)能電站安全?多方獻(xiàn)策