圖:連續(xù)六年全球新增投運鋰電儲能項目規(guī)模(2013-2018)
數(shù)據(jù)來源:CNESA全球儲能項目庫
與其快速增長和裝機占比第一形成鮮明對比的則是接連發(fā)生的電動汽車和儲能電站的火災事故。
國外,特斯拉汽車起火事故屢見報道。國內(nèi),根據(jù)國家市場監(jiān)督管理總局的數(shù)據(jù),2018年至少發(fā)生了40起涉及新能源汽車火災的事故,而這些新能源汽車大多都采用鋰離子電池。工信部曾先后印發(fā)《關于開展新能源客車安全隱患專項排查工作的通知》、《關于開展新能源乘用車、載貨汽車安全隱患專項排查工作的通知》、《關于開展新能源汽車安全隱患排查工作的通知》,要求新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)開展安全隱患排查,降低事故風險。
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(diào)查委員會全面深入調(diào)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(diào)查報告,但就韓國媒體以及國內(nèi)外專家反饋信息來看,該報告并未有足夠的說服力,其中最受爭議的部分莫過于對電池企業(yè)責任的認定。而就在韓國調(diào)查報告發(fā)布、實施安全防護措施之后的三個月內(nèi),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(tǒng)安全性的問題再次引起社會關注。
鋰離子電池在過充過放、過熱、機械碰撞等內(nèi)外部因素的作用下,容易引起電池隔膜崩潰、內(nèi)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(tǒng)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,進而演變?yōu)榇笠?guī)模火災。
為解決安全問題,美國DOE于2014年發(fā)布儲能安全戰(zhàn)略規(guī)劃,并于2015年成立了儲能安全工作組,下設三個工作組,標準工作組便是其中之一,旨在推動和協(xié)調(diào)NFPA、UL、CSA、ICC、IEEE、DNV GL、FM Global等機構制修訂儲能安全相關的標準,并提供相關研究基礎數(shù)據(jù)。目前,面向儲能系統(tǒng)本體和安裝要求的相關標準主要有UL 9540、NFPA 855等,這兩項標準已被批準為美國國家標準,UL 9540同時也被批準為加拿大國家標準。
國內(nèi),中電聯(lián)2014年主編了GB 51048-2014《電化學儲能電站設計規(guī)范》。全國電力儲能標委會成立后,陸續(xù)制定發(fā)布了GB/T 36558-2018《電力系統(tǒng)電化學儲能系統(tǒng)通用技術條件》、GB/T 36276-2018《電力儲能用鋰離子電池》等國家標準。中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟從2018年起就組織相關企業(yè),結合實際項目經(jīng)驗,制定團體標準,已發(fā)布和正在組織制定的相關標準如下表所示。
資料來源:CNESA儲能標準
楊裕生院士曾指出安全性是一個事故概率問題。儲能系統(tǒng)事故概率與容量成正比,規(guī)模大的儲能系統(tǒng)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降低。隨著標準的不斷完善,能夠從不同層面,幫助儲能系統(tǒng)不斷降低安全風險,做到安全的相對可控。
目前,在基礎研究沒有取得更進一步的突破前,儲能系統(tǒng)可以通過綜合措施來降低風險概率,加強鋰離子電池儲能系統(tǒng)的安全。一方面,做好系統(tǒng)設計,采用符合電力儲能特定要求的系統(tǒng)、零部件,以確保儲能本體的安全。另一方面,要做好監(jiān)控預警、建筑消防設計以及防護措施,搭建儲能系統(tǒng)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: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介入,防止熱失控蔓延;最后,在火災無法控制之時,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
作為新興產(chǎn)業(yè),儲能在發(fā)展進程中肯定會遇到諸多問題。面對事故,我們需要做到的是,不要恐慌,也不要遮掩,而是要充分進行事故調(diào)查和原因分析,并從中總結經(jīng)驗教訓。只有整個行業(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題,儲能才能得到更廣泛的應用和發(fā)展,儲能行業(yè)才會擁有更加美好的未來。