中國儲能網訊：儲能安全問題再次引發(fā)社會關注。
當地時間5月14日，位于美國加利福尼亞州的Gateaway儲能電站發(fā)生火災，當地出動5輛消防車和40名消防員，大火被撲滅后幾經復燃，并持續(xù)6天之久。而就在4月，德國尼爾莫爾商業(yè)區(qū)的鋰電池儲能集裝箱也發(fā)生起火事故，致使兩名消防人員受傷，造成50萬歐元財產損失。在國內，溫州某工商業(yè)儲能項目不久前發(fā)生起火，現場燒成灰燼，當地隨即開展了一場針對消防不合格儲能項目的整改工作。
接二連三的事故，給當下蓬勃發(fā)展的新型儲能產業(yè)敲響安全警鐘。分析事故原因，全面排查風險隱患，防止類似事故再次發(fā)生，才能以高水平安全護航儲能行業(yè)高質量發(fā)展。
■電芯是核心——
堅持走磷酸鐵鋰技術路線
公開資料顯示，美國加利福尼亞州Gateaway儲能電站裝機規(guī)模為250MW/250MWh，于2020年8月19日并網運行，是彼時全球最大電池儲能項目。該電站由LS Power公司運營，日本NEC ES提供儲能系統集成方案，韓國LG Chem提供三元鋰電池。
遠景集團高級副總裁田慶軍認為，儲能安全核心是電芯環(huán)節(jié)。實驗室數據顯示，三元鋰電池組的熱失控溫度在120—140 攝氏度之間，而磷酸鐵鋰熱失控溫度在250—300 攝氏度之間。除了熱失控溫度較磷酸鐵鋰低以外，三元鋰電池燃燒后會釋放大量氫氣、氧氣等易燃氣體，磷酸鐵鋰電池燃燒后并不會產生氧氣等助燃劑，隔絕空氣即可控制。因此，磷酸鐵鋰的安全性高于三元鋰，這是目前我國鋰電儲能要堅持的技術道路。
三元鋰電池能量密度高、一致性好，是目前電動汽車領域中廣泛使用的電池類型，但儲能領域的大量電芯堆疊易發(fā)生電池熱失控。目前，全球公開披露的儲能電站火災事故中，三元鋰電池占比較高。
田慶軍進一步分析，Gateaway儲能電站火災事故原因，是“三元鋰電池+堆疊電站+密閉空間+預警失靈”綜合因素所致。該儲能電站的安全設計以及熱失控管理存在缺陷，電站采用建筑式疊層布局，大量電池集中在密閉空間，一旦消防藥劑用盡，只能向內部加水或從外部噴水，但整個監(jiān)控系統是失效的，內部環(huán)境完全不可見、不可控，從而導致整個系統復燃，甚至擴散，持續(xù)時間較長。此外，該電站運維手段較為單一、智能化程度不高，安全預警沒有做好。
再看德國尼爾莫爾商業(yè)區(qū)的鋰電池儲能集裝箱火災事故。中關村儲能產業(yè)技術聯盟副秘書長唐亮分析，儲能集裝箱是在臨時存放過程中發(fā)生的事故，消防員在咨詢運營商后打開集裝箱才發(fā)生爆炸，造成兩名消防員受傷。事實上，美國、中國都有類似案例，在未確認集裝箱內部溫度、可燃氣體的情況下貿然打開儲能集裝箱，將擴大安全事故。而溫州某儲能電站事故原因據傳是正負極接反所致，屬于人員操作失誤。
唐亮指出，我國新型儲能呈快速增長態(tài)勢，保守場景下，預計2028年累計裝機規(guī)模將達168.7GW，2024—2028年復合年均增長率為37.4%。在此背景下，儲能行業(yè)更要嚴守安全底線，加強安全培訓，所有操作人員應在安全培訓后再上崗?！白鰞δ茼椖坎荒苊つ孔孕牛瑑δ馨踩鹿适歉怕适录?，一定要對發(fā)生事故后可能造成的影響進行評估，有明確的應急響應辦法，預設好消防救援措施，并在消防指導下開展相應的應急演練?！?
■工商業(yè)儲能待重視——
平衡好技術升級和安全風險
作為一項橫跨多學科領域的新興產業(yè)，鋰電儲能包括電池本體、管理系統、電纜線束、預警監(jiān)控、運行環(huán)境等，每個環(huán)節(jié)都可能觸發(fā)安全事故。其中，電芯熱穩(wěn)定性能、漏電、過電、過流、泄壓、次生災害等都可能導致鋰電儲能電站火災事故。據中關村儲能產業(yè)技術聯盟不完全統計，自2011年起，全球發(fā)生儲能安全事故近百起。
“我國儲能項目增長快，潛在安全風險隨之提升。”唐亮表示，相對而言，大型儲能離人員密集區(qū)較遠，事故出現后范圍可控。而工商業(yè)儲能項目周邊可能存在廠房、車庫、寫字樓等場所，發(fā)生事故后或造成額外損失和影響?！氨热鐕庖恍┦鹿屎髸紤]到煙氣等危害，從而關閉高速公路，并要求周邊居民關閉門窗?！?
2021年4月，我國發(fā)生迄今最嚴重的儲能安全事故——國軒福威斯儲能電站爆炸事故。該項目位于北京市豐臺區(qū)集美家居大紅門商城內，屬于工商業(yè)儲能項目。該事故一度讓市場懷疑儲能電站的安全性，部分地區(qū)甚至叫停過在建儲能項目。
“工商業(yè)儲能確實應該重點關注，不同于大型儲能容易管理，它比較分散?！?田慶軍進一步指出，電網側、電源側大儲，電站之間有相關安全間距規(guī)定，但工商業(yè)儲能現在還沒有明確規(guī)定?！按蟛糠止ど虡I(yè)儲能分布在商業(yè)區(qū)，或一些人口密集區(qū)域，這些項目能少占地就少占地，布局非常緊密，這對安全是不利的，應該盡快出臺相關標準，規(guī)定工商業(yè)儲能布置間距的要求和規(guī)范?！?
唐亮同樣表示，《電化學儲能電站設計規(guī)范》（GB51048-2014）國家標準的發(fā)布已過去10年，要盡快明確鋰電池火災危險性特征，讓項目規(guī)劃、審批、設計、施工、消防措施有據可依。“隨著工商業(yè)儲能、戶儲的快速發(fā)展，也需要明確相應的規(guī)范要求。”
與此同時，儲能技術快速升級，電芯容量已從去年的280Ah邁向300Ah+，甚至向更大容量迭代，20尺集裝箱儲能系統容量從5MWh升級到5.5MWh、6.9MWh，以求得到更好性能、更低成本。唐亮坦言，儲能電池系統能量密度越來越大的同時，項目方對后續(xù)火災風險還沒有充分考慮，原有場站布局和消防措施要求是否有效仍有待驗證。事實上，能量越大，風險隨之增加，除了火災風險，儲能項目的爆炸風險依舊存在?！耙话慵缮虝δ芗b箱爆炸壓力或爆炸范圍進行仿真模擬，但實際發(fā)生爆炸后的威力究竟如何，很難量化，現有措施能否有效抑制爆炸，也有待驗證?！皟δ墚a業(yè)有必要不斷提升儲能安全技術水平，強化儲能消防安全研究。”
■預防為主、防消結合——
為儲能產業(yè)行穩(wěn)致遠保駕護航
儲能是推動構建新型電力系統的關鍵技術和重要裝備，其重要性不言而喻。
“對于儲能電站失火事故，要‘一分為二’來看，不能因為一個電站的問題，就否定整個業(yè)態(tài)。”田慶軍表示，頭部企業(yè)有義務、有能力做好儲能安全，總結起來，就是要預防為主、防消結合。“若單顆電芯出現熱失控，會通過智能監(jiān)控發(fā)現并替換單顆電芯；如果到了Pack層級，就啟動自動消防，替換PACK，及時阻隔，以免影響到整體系統安全；如果到系統層面，還有消防系統，保證不發(fā)生失火或對電網造成沖擊。”
不過，儲能產業(yè)正處于發(fā)展窗口期，安全有序是產業(yè)行穩(wěn)致遠的首要前提。田慶軍坦言，這兩年儲能技術進步很快，前些年上馬的部分產品，在消防預警、電芯質量、設計上做得不夠好，存在一定隱患。此外，儲能行業(yè)正處于快速爆發(fā)期，很多企業(yè)跨界進入，其中不乏中小企業(yè)，在資本推動下快速成長，導致儲能市場產品、技術質量良莠不齊。再加上新能源強制配儲，很多儲能電站沒有被調用過，風險沒有釋放出來，存在較大隱患，亟待引起重視。
田慶軍建議，儲能電站投資方或相關責任方應自查自糾老舊電站，尤其是運行超過三年、早期安裝的非磷酸鐵鋰技術路線的儲能電站，以及新能源強配儲、調用極少的電站，應做一次全面系統檢查，防患于未然。
《中國能源報》記者了解到，溫州市近期正對工商業(yè)儲能電站進行消防整改，檢測不合格以及超期未提交檢測報告的用戶側儲能項目將被強制取締。而早在去年8月，國家能源局就發(fā)布了《關于認真貫徹落實全國安全生產電視電話會議精神 進一步加強電力安全監(jiān)管工作的通知》，要求有關電力企業(yè)要定期檢查本單位投資、運維的電化學儲能電站運行工況，評估電池系統健康狀態(tài)，規(guī)范檢查可燃氣體探測裝置、火災自動報警系統、消防設施的可靠性，排查電站與周邊設施、人員的安全距離，完善應急消防措施；11月，國家能源局發(fā)布的《關于加強發(fā)電側電網側電化學儲能電站安全運行風險監(jiān)測的通知》明確要求，各電力企業(yè)應于2024年12月31日前完成本企業(yè)監(jiān)測能力建設，2025年以后新建及存量電化學儲能電站應全部納入監(jiān)測范圍。
“單個產品檢測報告只能保證產品質量合格，并不能確保其運行過程中的安全性。相對來說，更應該針對單個項目，結合產品測試情況，開展安全風險評估，以便業(yè)主根據安全風險制定相應的安全防護措施、應急響應措施以及與消防部門進行聯動。”唐亮進一步指出，要不斷提升儲能系統可靠性，降低發(fā)生安全風險可能性。在項目建設之初，就應該考慮到發(fā)生事故可能造成的影響，以及相應的應急響應措施?！芭c此同時，定期分析安全運行情況，強化運行風險預警與應急處置，對存在安全隱患的設備及系統，及時預警并采取有效措施消除隱患，是阻止儲能電站事故的關鍵措施。”
