中國儲能網(wǎng)訊：針對新能源發(fā)電隨機(jī)性、波動(dòng)性帶來的電力系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)，目前電力行業(yè)尤其是電網(wǎng)方面已有高度認(rèn)知，且對策研究較多，但仍然處于破解難題階段。對于極端天氣下發(fā)電不足導(dǎo)致的供電安全風(fēng)險(xiǎn)，各方面認(rèn)識遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，國家體制性、戰(zhàn)略性的應(yīng)對也幾乎是空白。
與新能源的應(yīng)用相伴，城市基礎(chǔ)設(shè)施也在向電力化轉(zhuǎn)型，包括儲能、充電、加氫、綜合能源等。沿海發(fā)達(dá)地區(qū)尤其突出。面對氣候變化風(fēng)險(xiǎn)，相應(yīng)新興能源基礎(chǔ)設(shè)施，會在減防災(zāi)過程中如何起作用，是否會導(dǎo)致新的次生災(zāi)害？對此應(yīng)當(dāng)采取何種措施？
對此，澎湃研究所研究員在2024年1月24日專訪了中國電力科學(xué)院高級工程師羅魁。羅魁從事新能源并網(wǎng)及新興電力系統(tǒng)分析與控制研究工作，并作為通訊作者，與中國工程院院士郭劍波等人合作撰寫了論文《新興能源基礎(chǔ)設(shè)施安全風(fēng)險(xiǎn)分析與防控體系》。他認(rèn)為，納入氣候變化風(fēng)險(xiǎn)的視角，非常有必要。
對極端天氣下發(fā)電不足導(dǎo)致的供電安全風(fēng)險(xiǎn)，各方認(rèn)識遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠
澎湃城市報(bào)告：以您的了解，在氣候變化的風(fēng)險(xiǎn)下，沿海城市分布的新興能源系統(tǒng)，會遭遇怎樣的挑戰(zhàn)？
羅魁：在極端天氣頻發(fā)背景下，沿海城市遭遇極端天氣的概率較大，如臺風(fēng)、暴雨、海嘯等，對能源系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)可分為兩方面。
一方面，沿海城市以分布式光伏和海上風(fēng)電為代表的新能源發(fā)電受天氣影響，存在發(fā)電的隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性，特別是極端天氣下，供電可靠性受較大影響。
另一方面，極端天氣可能對能源基礎(chǔ)設(shè)施造成嚴(yán)重破壞。例如，強(qiáng)風(fēng)可能導(dǎo)致輸電線路中斷，城市內(nèi)澇導(dǎo)致供電基礎(chǔ)設(shè)施失能，導(dǎo)致供能（能源供應(yīng)）中斷，甚至對人身安全造成危害。
澎湃城市報(bào)告：新興能源基礎(chǔ)設(shè)施，全生命周期、全流程、多形態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的安全防控和動(dòng)態(tài)監(jiān)管，是否每個(gè)環(huán)節(jié)，都會考慮到上述挑戰(zhàn)的存在？
羅魁：針對新能源發(fā)電隨機(jī)性、波動(dòng)性帶來的電力系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)，目前電力行業(yè)尤其是電網(wǎng)方面已有高度認(rèn)知，且對策研究較多，但仍然處于破解難題階段。而對于極端天氣下發(fā)電不足導(dǎo)致的供電安全風(fēng)險(xiǎn)，各方面認(rèn)識遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，國家體制性、戰(zhàn)略性的應(yīng)對也幾乎是空白。
針對新興能源基礎(chǔ)設(shè)施的安全防控，氣候變化對基礎(chǔ)設(shè)施安全風(fēng)險(xiǎn)的影響，是一個(gè)新的課題，特別是圍繞沿海城市的研究和考慮，當(dāng)下還有所欠缺。
目前，在規(guī)劃和建設(shè)儲能站和氫能站時(shí)，需要充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和歷史氣象數(shù)據(jù)，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估和安全性論證。同時(shí)，對于已經(jīng)建成的儲能站和氫能站，需要定期安全檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決安全隱患。在相關(guān)裝備設(shè)計(jì)時(shí)，也需針對海上或沿海地區(qū)的特殊情況進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)，如海上風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)制造能夠抵御一定等級的臺風(fēng)，同時(shí)抗潮濕、鹽堿等惡劣工況。
2020年7月，江西鄱陽湖一帶，被水淹過的村鎮(zhèn)。澎湃新聞?dòng)浾?伍惠源 圖
澎湃城市報(bào)告：新興能源基礎(chǔ)設(shè)施與電網(wǎng)的深度交互，會給電網(wǎng)的運(yùn)作帶來怎樣的挑戰(zhàn)？
羅魁：儲能站、充電站等新興能源基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模利用和接入電網(wǎng)，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行和調(diào)度控制帶來系列挑戰(zhàn)。
以電動(dòng)汽車為例，大規(guī)模電動(dòng)汽車無序充電將對最大負(fù)荷及負(fù)荷峰谷差率產(chǎn)生影響。據(jù)測算，電動(dòng)汽車無序充電將導(dǎo)致2030年國網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)域峰值負(fù)荷增加1.53億千瓦，相當(dāng)于當(dāng)年區(qū)域峰值負(fù)荷的11%左右。在局部配電網(wǎng)中，當(dāng)私家車電動(dòng)化比例超過50%，充電同時(shí)率超過20%時(shí)，多數(shù)配電變壓器將面臨超載風(fēng)險(xiǎn)。此外，新興能源基礎(chǔ)設(shè)施的失能失效，將會導(dǎo)致供電/能中斷，影響電網(wǎng)的供電可靠性。
隨著新興能源基礎(chǔ)設(shè)施與電網(wǎng)交互不斷深入。一方面，電能占終端能源消費(fèi)的比重不斷提高，電力系統(tǒng)將成為多能源耦合協(xié)同的物理信息社會巨系統(tǒng)，電力安全將成為能源安全和公共安全的重要保障和核心要素。另一方面，未來大規(guī)模新興能源基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展及不同行業(yè)的交叉融合，導(dǎo)致多種安全風(fēng)險(xiǎn)交織耦合，安全風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)更大，風(fēng)險(xiǎn)防控將更加復(fù)雜，需以“系統(tǒng)觀”和“大安全觀”審視和應(yīng)對安全風(fēng)險(xiǎn)。
充電設(shè)施的安裝位置應(yīng)盡可能抬高
澎湃城市報(bào)告：倘若發(fā)生安全問題，針對新興能源基礎(chǔ)設(shè)施，需要進(jìn)行怎樣的應(yīng)急工作？
羅魁：新興能源基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生安全問題，要堅(jiān)持“防蔓延，防擴(kuò)散，防火燒連營”，保障人員人身安全，降低事故影響，防止發(fā)生次生災(zāi)害；還要快速恢復(fù)供能/供電，電網(wǎng)公司在故障恢復(fù)方面已有較為成熟的解決方案。
目前在應(yīng)急消防方面，還存在技術(shù)盲點(diǎn)，如滅火使用的介質(zhì)不正確，可能導(dǎo)致事故擴(kuò)大；發(fā)生火災(zāi)的儲能集裝箱不正確打開，可能造成人員傷亡等，還需進(jìn)一步進(jìn)行研究和驗(yàn)證。
澎湃城市報(bào)告：城市廣泛分布著公共汽車的充電站，有哪些安全事項(xiàng)需注意？比如，遇到城市內(nèi)澇，要如何防護(hù)？
羅魁：其中安全風(fēng)險(xiǎn)包括：充電設(shè)施電擊風(fēng)險(xiǎn)，主要指充電設(shè)備漏電、短路、帶電拔槍電弧等帶來的人身傷害事故；充電設(shè)施劣化失效，是指充電站內(nèi)線路、充電設(shè)備老化帶來的纜排熔融、設(shè)備冒煙、電纜溝槽著火等安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，劣質(zhì)充電設(shè)施運(yùn)行噪音、電磁輻射將干擾周邊人員，著火事故救援產(chǎn)生廢煙氣、廢水等，也帶來一系列環(huán)保問題。
城市內(nèi)澇下的充電站安全問題，可從如下幾方面應(yīng)對：
1）規(guī)劃設(shè)計(jì)方面，在城市內(nèi)澇較為嚴(yán)重的地區(qū)，充電站的建設(shè)應(yīng)考慮防水、排水措施，確保在暴雨等極端天氣下不會發(fā)生水浸等問題。同時(shí)，充電設(shè)施的安裝位置應(yīng)盡可能抬高，避免因積水而導(dǎo)致設(shè)備損壞和故障。
2）事故預(yù)警方面，充電站可安裝監(jiān)控和警報(bào)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的工作狀態(tài)和周圍環(huán)境的變化。一旦發(fā)生異常情況，如積水超過警戒線，可以自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，通知相關(guān)人員處理。
3）安全防護(hù)方面，充電站應(yīng)定期進(jìn)行安全檢查和維護(hù)，確保設(shè)備處于良好狀態(tài)，包括檢查充電樁是否有損壞、電線是否裸露、以及設(shè)備是否受到腐蝕等，特別是雨季來臨之際。在充電站附近設(shè)置明顯的警示標(biāo)志，當(dāng)附近有積水時(shí)，提醒市民避免使用該充電站，以防觸電。
4）應(yīng)急消防方面，充電站的工作人員應(yīng)接受相關(guān)的安全培訓(xùn)，了解在內(nèi)澇等緊急情況下如何處理和應(yīng)對。比如，如何關(guān)閉電源和疏散人群，以及如何與消防和急救部門進(jìn)行溝通等。
2020年7月，江西鄱陽湖一帶，被水淹過的村鎮(zhèn)。澎湃新聞?dòng)浾?伍惠源 圖
風(fēng)險(xiǎn)防控是一項(xiàng)系統(tǒng)工程
澎湃城市報(bào)告：在您看來，儲能安全檢測檢驗(yàn)體系，安全測試和評價(jià)，可以用怎樣的方式完善？需要怎樣的成本？如儲能電站、消防技術(shù)等方面，可以做哪些優(yōu)化和完善的工作？
羅魁：儲能安全檢測檢驗(yàn)體系，安全測試和評價(jià)可從3個(gè)方面進(jìn)行完善：1）在技術(shù)層面，構(gòu)建全流程閉環(huán)儲能系統(tǒng)安全評價(jià)體系，建立儲能系統(tǒng)整機(jī)安全測試驗(yàn)證和并網(wǎng)檢測平臺，提升儲能系統(tǒng)整機(jī)安全檢測試驗(yàn)?zāi)芰?，滿足儲能安全檢測需求；2）在標(biāo)準(zhǔn)層面，健全包括各種儲能技術(shù)、涵蓋不同類型儲能設(shè)備全壽命鏈條的標(biāo)準(zhǔn)體系，推動(dòng)制定儲能電站安全強(qiáng)制性國標(biāo)，以標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)儲能的安全發(fā)展；3）在監(jiān)管方面，加強(qiáng)儲能安全管理和監(jiān)督，比如電網(wǎng)企業(yè)加強(qiáng)儲能站并網(wǎng)檢測，不符合安全要求的不予并網(wǎng)。
消防技術(shù)的完善：1）對不同類型的儲能事故隱患，制定不同故障應(yīng)急預(yù)案和消防處置措施，保障人員生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。2）應(yīng)該以保障公共安全為導(dǎo)向，創(chuàng)新儲能的安全防控、應(yīng)急消防技術(shù)，確保事故不擴(kuò)大、不蔓延，同時(shí)減少安全事故的次生災(zāi)害。
澎湃城市報(bào)告：面對復(fù)雜的氣候安全風(fēng)險(xiǎn)，需要加強(qiáng)人們對全環(huán)節(jié)安全風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知，完善多維度安全防控技術(shù)體系，以及提升安全監(jiān)管制度建設(shè)。在您看來，哪些問題比較關(guān)鍵？
羅魁：暫列出以下幾點(diǎn)：
1）安全風(fēng)險(xiǎn)無法消除，只能防范和化解，安全水平是一個(gè)相對的概念，因此需要合理定義安全的水平；強(qiáng)化各利益主體對安全風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知，包括了解不同類型的安全風(fēng)險(xiǎn)和安全水平，以及如何預(yù)防和應(yīng)對這些風(fēng)險(xiǎn)。
2）安全的能力是規(guī)劃設(shè)計(jì)出來的。良好的規(guī)劃可以幫助組織建立和維持安全能力，規(guī)劃工作必須加強(qiáng)并走在前面，同時(shí)加強(qiáng)安全防控標(biāo)準(zhǔn)的制定，因時(shí)而變，因勢而變，加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整和布局，規(guī)范和引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)安全發(fā)展。
3）安全的結(jié)果是運(yùn)行監(jiān)管出來的。加強(qiáng)各利益相關(guān)方的安全風(fēng)險(xiǎn)管理和監(jiān)管能力，強(qiáng)化政府的主導(dǎo)作用和監(jiān)管職能，提升行業(yè)企業(yè)的管理能力和自律水平，增強(qiáng)公眾安全風(fēng)險(xiǎn)防控意識和社會監(jiān)督能力；創(chuàng)新商業(yè)模式，以市場為導(dǎo)向，推動(dòng)企業(yè)與用戶合理選擇，更大范圍內(nèi)降低安全風(fēng)險(xiǎn)。
風(fēng)險(xiǎn)防控是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要頂層設(shè)計(jì)，以及政策體制、市場機(jī)制、技術(shù)攻關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)制定的協(xié)同協(xié)作。
