
圖:連續六年全球新增投運鋰電儲能項目規模(2013-2018)
數據來(lái)源:CNESA全球儲能項目庫
與其快速增長(cháng)和裝機占比第一形成鮮明對比的則是接連發(fā)生的電動(dòng)汽車(chē)和儲能電站的火災事故。
國外,特斯拉汽車(chē)起火事故屢見(jiàn)報道。國內,根據國家市場(chǎng)監督管理總局的數據,2018年至少發(fā)生了40起涉及新能源汽車(chē)火災的事故,而這些新能源汽車(chē)大多都采用鋰離子電池。工信部曾先后印發(fā)《關(guān)于開(kāi)展新能源客車(chē)安全隱患專(zhuān)項排查工作的通知》、《關(guān)于開(kāi)展新能源乘用車(chē)、載貨汽車(chē)安全隱患專(zhuān)項排查工作的通知》、《關(guān)于開(kāi)展新能源汽車(chē)安全隱患排查工作的通知》,要求新能源汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)展安全隱患排查,降低事故風(fēng)險。
2017年8月至2019年5月間,韓國接連發(fā)生了23起儲能電站火災事故。韓國政府一度暫停了所有在運的儲能電站項目,并成立事故聯(lián)合調查委員會(huì )全面深入調查事故原因。2019年6月,韓國通商產(chǎn)業(yè)資源部正式對外公布了事故調查報告,但就韓國媒體以及國內外專(zhuān)家反饋信息來(lái)看,該報告并未有足夠的說(shuō)服力,其中最受爭議的部分莫過(guò)于對電池企業(yè)責任的認定。而就在韓國調查報告發(fā)布、實(shí)施安全防護措施之后的三個(gè)月內,韓國又新發(fā)生了兩起儲能電站火災事故,使本就處于寒冬中的韓國儲能行業(yè)更加雪上加霜,大型儲能電站特別是鋰離子電池儲能系統安全性的問(wèn)題再次引起社會(huì )關(guān)注。
鋰離子電池在過(guò)充過(guò)放、過(guò)熱、機械碰撞等內外部因素的作用下,容易引起電池隔膜崩潰、內部短路,從而導致熱失控的發(fā)生,這是鋰離子電池發(fā)生安全問(wèn)題的本質(zhì)原因。此外,鋰離子電池目前采用的電解液有機溶劑大多屬于易燃或可燃液體,這又增加了其發(fā)生火災的隱患。就目前傳統的安全消防措施而言,并不能有效抑制鋰離子電池的熱失控,從而導致初期火災迅速蔓延,進(jìn)而演變?yōu)榇笠幠;馂摹?/p>
為解決安全問(wèn)題,美國DOE于2014年發(fā)布儲能安全戰略規劃,并于2015年成立了儲能安全工作組,下設三個(gè)工作組,標準工作組便是其中之一,旨在推動(dòng)和協(xié)調NFPA、UL、CSA、ICC、IEEE、DNV GL、FM Global等機構制修訂儲能安全相關(guān)的標準,并提供相關(guān)研究基礎數據。目前,面向儲能系統本體和安裝要求的相關(guān)標準主要有UL 9540、NFPA 855等,這兩項標準已被批準為美國國家標準,UL 9540同時(shí)也被批準為加拿大國家標準。
國內,中電聯(lián)2014年主編了GB 51048-2014《電化學(xué)儲能電站設計規范》。全國電力儲能標委會(huì )成立后,陸續制定發(fā)布了GB/T 36558-2018《電力系統電化學(xué)儲能系統通用技術(shù)條件》、GB/T 36276-2018《電力儲能用鋰離子電池》等國家標準。中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟從2018年起就組織相關(guān)企業(yè),結合實(shí)際項目經(jīng)驗,制定團體標準,已發(fā)布和正在組織制定的相關(guān)標準如下表所示。
資料來(lái)源:CNESA儲能標準
楊裕生院士曾指出安全性是一個(gè)事故概率問(wèn)題。儲能系統事故概率與容量成正比,規模大的儲能系統危險性大。如果安全因素控制得好,發(fā)生危險事故的概率就會(huì )降低。隨著(zhù)標準的不斷完善,能夠從不同層面,幫助儲能系統不斷降低安全風(fēng)險,做到安全的相對可控。
目前,在基礎研究沒(méi)有取得更進(jìn)一步的突破前,儲能系統可以通過(guò)綜合措施來(lái)降低風(fēng)險概率,加強鋰離子電池儲能系統的安全。一方面,做好系統設計,采用符合電力儲能特定要求的系統、零部件,以確保儲能本體的安全。另一方面,要做好監控預警、建筑消防設計以及防護措施,搭建儲能系統的另一道屏障。針對鋰離子電池火災特性,要能夠做到分級預警和處理措施,建立相應的安全防線(xiàn):首先,要能快速定位預警電池隱患;其次,在電池熱失控初期能夠及時(shí)介入,防止熱失控蔓延;最后,在火災無(wú)法控制之時(shí),能有最后的外部消防措施,保證火災不對外界產(chǎn)生影響。
結語(yǔ)
作為新興產(chǎn)業(yè),儲能在發(fā)展進(jìn)程中肯定會(huì )遇到諸多問(wèn)題。面對事故,我們需要做到的是,不要恐慌,也不要遮掩,而是要充分進(jìn)行事故調查和原因分析,并從中總結經(jīng)驗教訓。只有整個(gè)行業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈上下游通力合作,才有可能解決安全隱患問(wèn)題,儲能才能得到更廣泛的應用和發(fā)展,儲能行業(yè)才會(huì )擁有更加美好的未來(lái)。