摘要：隨著鋰離子電池儲能電站的大量建設(shè)，安全風(fēng)險也在逐步增加。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，鼓勵新能源項目配置儲能。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細(xì)分市場實現(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)險也在逐步增加。“主要有兩個方面原因，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
儲能系統(tǒng)電池串并聯(lián)數(shù)量多、規(guī)模大、運行功率大，安全風(fēng)險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)在實際運行中潛在風(fēng)險并不小。
楊凱表示，我國鋰離子電池儲能系統(tǒng)在實際運行中的安全風(fēng)險主要體現(xiàn)在四個方面。第一，儲能熱管理系統(tǒng)設(shè)計存在缺陷，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)警的時效性不高，有明顯的滯后性，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時，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有限的范圍內(nèi)。一個電池?zé)崾Э睾髸诙虝r間蔓延，讓整個系統(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，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?/p>
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，從工程實踐來講，業(yè)內(nèi)并不了解如何計算整個儲能電站的容量，這對于一個高速發(fā)展的行業(yè)來說非常危險。
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，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)。
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