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安全性欠缺成鋰電 儲能產(chǎn)業(yè)“絆腳石”
日期:2020-08-19   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_caimengting 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
隨著鋰離子電池儲能電站的大量建設(shè),安全風(fēng)險(xiǎn)也在逐步增加。一方面,鋰離子電池中的電極材料、隔膜等均為可燃物,熱失控時(shí)極易起火;另一方面,在系統(tǒng)集成與應(yīng)用環(huán)節(jié),由于認(rèn)知的局限和成本的考慮,集成商往往忽視安全防控措施配置。一旦發(fā)生火災(zāi),將造成儲能系統(tǒng)整體燒毀。

當(dāng)前,多地出臺政策,鼓勵(lì)新能源項(xiàng)目配置儲能。儲能在發(fā)電側(cè)又迎來一波行情。

中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍表示,由于可再生能源與分布式能源在大電網(wǎng)中的大量接入,結(jié)合微電網(wǎng)與電動車的普及應(yīng)用,電化學(xué)儲能技術(shù)將是協(xié)調(diào)這些應(yīng)用至關(guān)重要的一環(huán)。預(yù)計(jì)未來3年,儲能用鋰離子電池市場將以年均30%速度增長。

然而,業(yè)內(nèi)人士也提醒說,在鋰離子電池儲能爆發(fā)的前夕,更要重視安全問題。莫讓安全問題成為儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“絆腳石”。

儲能電池安全問題凸顯

目前,鋰離子電池在儲能應(yīng)用中逐漸成為主流,占比已達(dá)87%,業(yè)內(nèi)認(rèn)為,最遲到2020年底,將會在儲能的一兩個(gè)細(xì)分市場實(shí)現(xiàn)大規(guī)模爆發(fā),但是鋰離子電池安全狀況卻讓業(yè)界擔(dān)憂。

在中關(guān)村儲能聯(lián)盟日前舉辦的線上交流會上,中國電科院儲能與電工新技術(shù)研究所副總工楊凱表示,隨著鋰離子電池儲能的大量建設(shè),安全風(fēng)險(xiǎn)也在逐步增加。“主要有兩個(gè)方面原因,一方面,鋰離子電池中的電極材料、隔膜等均為可燃物,熱失控時(shí)極易起火;另一方面,在系統(tǒng)集成與應(yīng)用環(huán)節(jié),由于認(rèn)知的局限和成本的考慮,集成商往往會忽視安全防控措施配置。這將導(dǎo)致一旦發(fā)生火災(zāi),無法有效抑制,造成儲能系統(tǒng)整體燒毀。”

“我國目前針對鋰離子儲能安全防控措施的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚未完全建立,這兩年有相關(guān)機(jī)構(gòu)在推動包括儲能電池本體、集成、應(yīng)用和運(yùn)維等方面的標(biāo)準(zhǔn)建立,相信伴隨標(biāo)準(zhǔn)的建立,鋰離子儲能的安全防控措施也會相應(yīng)完善,鋰離子電池儲能安全性也將大幅提升。”楊凱表示。

盛威集團(tuán)有限公司儲能事業(yè)部總經(jīng)理黎朝暉表示,2018年,電化學(xué)儲能電站領(lǐng)域曾出臺過包括純電池與電池組、通訊基站等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),但是在具體執(zhí)行中卻存在問題,如標(biāo)準(zhǔn)的編制進(jìn)度跟不上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度;在實(shí)際應(yīng)用中,有的地方并沒有很好的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

“鋰離子電池作為電子元件,非常復(fù)雜和特殊,當(dāng)作為一個(gè)能量載體,本身就存在安全隱患,一旦發(fā)生在儲能領(lǐng)域起火或爆炸,后果不堪設(shè)想,甚至?xí)绊懶袠I(yè)整體發(fā)展。”黎朝暉說。

不能輕視潛在安全風(fēng)險(xiǎn)

儲能系統(tǒng)電池串并聯(lián)數(shù)量多、規(guī)模大、運(yùn)行功率大,安全風(fēng)險(xiǎn)和影響比電動汽車動力電池更加突出。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,就目前現(xiàn)狀來看,我國鋰離子電池儲能系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中潛在風(fēng)險(xiǎn)并不小。

楊凱表示,我國鋰離子電池儲能系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中的安全風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面。第一,儲能熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷,這將造成不同溫度區(qū)域的電池性能衰減速度不一樣,并直接造成性能衰減快的電池逐步產(chǎn)生安全隱患;第二,安全預(yù)警的時(shí)效性不高,有明顯的滯后性,當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時(shí),熱失控反應(yīng)往往已經(jīng)開始;第三,安全防護(hù)措施缺失,沒有將熱失控控制在一個(gè)有限的范圍內(nèi)。一個(gè)電池?zé)崾Э睾髸诙虝r(shí)間蔓延,讓整個(gè)系統(tǒng)燒毀;第四,消防安全措施針對性不強(qiáng),95%的消防使用的是七氟丙烷,但這僅對消滅小范圍明火有效,在復(fù)燃或大面積燃燒時(shí),并沒有效果。

黎朝暉認(rèn)為,鋰離子電池在日常儲能應(yīng)用中,除了正常的充放電反應(yīng)外,還有很多放熱副反應(yīng),在電、熱等刺激下,放熱副反應(yīng)會被觸發(fā),從而造成熱量的大量積聚,最終導(dǎo)致電池?zé)崾Э亍?br />
中國電力科學(xué)研究院有限公司儲能與電工新技術(shù)研究所主任官亦標(biāo)也表示,對于電池的理解,不能供應(yīng)商說什么就是什么;另外,從工程實(shí)踐來講,業(yè)內(nèi)并不了解如何計(jì)算整個(gè)儲能電站的容量,這對于一個(gè)高速發(fā)展的行業(yè)來說非常危險(xiǎn)。

筑牢安全防護(hù)底線

數(shù)據(jù)顯示,從2017年至今的三年間,國內(nèi)外發(fā)生了多起鋰離子電池儲能系統(tǒng)/電站火災(zāi)事故。安全問題已經(jīng)無法回避。

楊凱指出,解決安全問題,要從多方面入手。其中最關(guān)鍵的兩點(diǎn),第一,要從選用高安全電池本體開始,包括選用高熱穩(wěn)定性正極材料、隔膜無機(jī)化、電解質(zhì)固態(tài)化等;第二,一定要按照國標(biāo)中的規(guī)定,對儲能用鋰離子電池做針對性的安全測試。

“此外,要注重高效熱管理、完善安全預(yù)警機(jī)制、做好安全防護(hù)要、消防安全和市政消防措施一定要到位。”楊凱說,“只有多方面協(xié)同發(fā)力,才能讓鋰離子儲能安全問題得到有效解決。”

“在鋰離子儲能電站的電池選擇上,要盡可能選擇磷酸鐵鋰電池保障安全性;業(yè)內(nèi)要強(qiáng)調(diào)電池管理系統(tǒng)在全生命周期中的可靠性,不要一味追求主動均衡的功能。要在電池的生命周期內(nèi),測準(zhǔn)溫度,降低誤差,同時(shí)要管控住電池過充或者過溫。”黎朝暉說,“另外,一些包括空調(diào)在內(nèi)的輔助性設(shè)備,該更換的時(shí)候一定要更換,該日常維護(hù)就必須日常維護(hù)。”

官亦標(biāo)說,在儲能行業(yè)發(fā)展的十字路口,要想穩(wěn)健前行,就必須全環(huán)節(jié)嚴(yán)格執(zhí)行有效標(biāo)準(zhǔn),這關(guān)乎產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。率先執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)才會少走彎路、搶占先機(jī)。 

原標(biāo)題:安全性欠缺成鋰電 儲能產(chǎn)業(yè)“絆腳石”
 
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來源:中國能源報(bào)
 
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