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多管齊下護航儲能安全

■本報記者 姚美嬌《中國能源報》(2024年09月30日 第 15 版)

  能源轉型背景下,全球儲能産業步入發展快車道,裝機規模高速增長。但在産業蓬勃發展的同時,安全問題日益凸顯,近期美國聖地亞哥天然氣和電力公司電池存儲設施起火,再次引發業界對于儲能安全的讨論。

  作為新型儲能中發展最成熟、應用最廣泛的技術之一,锂電池品質和安全性對儲能電站穩定運作至關重要。業内人士認為,未來需要在規範锂電池标準、加強電站運維與安全監測、開發安全屬性更強的新興儲能技術等方面努力,進一步保障電站安全穩定運作。

  ■■ 锂電安全面臨挑戰

  保障儲能電站安全運作,電池是破題關鍵之一。目前,全球儲能市場以锂離子電池為主,以國内為例,國家能源局釋出的資料顯示,截至2023年底,已投運锂離子電池儲能占比97.4%。不過,儲能電站電池數量衆多,大量锂電池集中在一起,一旦發生熱失控、短路或電解液洩漏等安全問題,相比于電動汽車等其他領域影響範圍更廣。

  中國化學與實體電源行業協會儲能應用分會副秘書長陳永翀表示,目前锂電儲能存在瓶頸問題,例如電芯級别的本質安全,電芯不能熱失控和燃燒爆炸。“锂電儲能還做不到這一點,是以大家對锂電用于未來大規模儲能心存疑慮。”

  “分場景看,源網側因防火結構要求更嚴格,加上遠離建築物或人群,有更多空間和時間來應對火災。相比之下,使用者側、工商業儲能系統起火救援難度更大,因為這些場景下儲能系統通常位于建築物内部或附近。”鑫椤資訊進階研究員龍志強在接受《中國能源報》記者采訪時指出。‌

  業内有觀點認為,‌磷酸鐵锂電池技術是大陸锂電儲能的主要選擇,‌而以往海外電化學儲能裝置多配套日韓相關電池企業的産品,且以安全性較低的三元锂電池為主,這或許是儲能電站事故多發生在海外的原因之一。“相比三元電池,磷酸鐵锂電池在安全屬性和耐高溫性能方面的确表現更優,但即便如此,也不能保證絕對安全。”龍志強指出。

  ■■ 完善管理制度

  在受訪人士看來,近年锂電池行業發展參差不齊,部分中低端産品搶占了市場,在安全要求較高的領域,部分産品安全措施不到位,也是導緻安全隐患的原因之一。“企業層面要加強原材料以及生産過程中的品質把控,相關監管機構也需進一步加強監管力度,嚴防低品質的産品進入行業。”龍志強表示。

  針對如何進一步保障锂電池儲能電站安全運作,廈門大學中國能源政策研究院院長林伯強告訴《中國能源報》記者,需進一步完善和建立統一且嚴格的锂電池安全标準。“锂電池儲能系統安全問題在某種意義上也是成本問題,儲能行業競争激烈,買家期望在降低成本的同時保證品質,具有一定難度。在此背景下,政府層面可通過制定锂電池及儲能系統相關标準,包括材料、設計、生産、運維等方面,規範市場競争,確定産品品質,平衡價格與品質之間的關系。”

  “完善锂電安全标準的同時,也要建立完整的儲能電站安全管理制度。在大型儲能電站旁邊配置一定的救援處理能力,以便在發生安全事故時能夠及時響應,包括配備必要的救援裝置和物資,以及制定完善的應急救援預案等。”林伯強進一步說。

  “儲能電站運作三年以上,可能面臨裝置老化、性能下降等問題,是以要加強儲能電站的運維管理,定期開展裝置設施及系統的檢查,包括對電池系統健康狀态進行評估,對電線等裝置進行檢修和更換等。”龍志強指出。‌

  事實上,近年來大陸已針對锂電池出台一系列國家級、地方級規範和标準,同時加強儲能電站安全監督管理。例如,為進一步規範锂電領域消防安全管理标準,精準防範化解锂電産業領域消防安全風險,常州市于今年3月29日釋出《锂離子電池工廠消防安全管理規範》(DB3204/T 1059—2024)。

  ■■ 探索儲能新興技術

  整體看,保障锂電儲能安全,需從電池品質安全‌、運維安全、消防安全等多個方面綜合考慮。龍志強指出,在锂電池運輸和使用過程中必須嚴格遵循一系列的安全要求。儲能是個系統層級概念,除涉及電池或元件,還包括整個儲能系統的設計、制造、安裝、使用以及維護等多個環節,每個環節都需要配合并進行品質控制,才能確定儲能系統的整體安全性和可靠性。

  另外值得一提的是,在锂電安全标準不斷完善、安全監管更新的同時,多家儲能企業也在緻力于建構更加安全的電池本體,研發難燃、不燃的電池材料,探索新興儲能技術,例如壓縮空氣儲能、飛輪儲能等。同時,相關項目建設也在持續推進——大陸首座電網側飛輪儲能調頻電站——鼎輪能源30兆瓦飛輪儲能項目在長治市屯留區成功并網發電,大唐中甯100MW/400MWh先進壓縮空氣儲能項目完成蓄熱裝置吊裝,項目進入主裝置安裝階段。

  政策層面也在不斷支援儲能技術創新。今年7月,國家發改委等部門聯合印發的《加快建構新型電力系統行動方案(2024—2027年)》提出,圍繞不同應用場景對爬坡速率、容量、長時間尺度調節及經濟性、安全性的需求,探索建設一批液流電池、飛輪、壓縮空氣儲能、重力儲能、二氧化碳儲能、液态空氣儲能、鈉離子電池、鉛炭電池等多種技術路線的儲能電站。

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