當(dāng)前，在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略下，以光伏、風(fēng)電為代表的新能源蓬勃發(fā)展。隨著光伏、風(fēng)電大量的接入，電網(wǎng)的調(diào)頻、調(diào)峰資源需求急劇上升，儲(chǔ)能系統(tǒng)在解決新能源消納、增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性、提高配電系統(tǒng)利用效率等方面發(fā)揮的作用日益重要。電化學(xué)儲(chǔ)能(鋰離子)系統(tǒng)，由于部署環(huán)境要求低，適用場(chǎng)景多，其應(yīng)用規(guī)模正在快速增長(zhǎng)。
電化學(xué)儲(chǔ)能雖然前景廣闊，但也面臨不少困難。首當(dāng)其沖的就是安全問(wèn)題。鋰離子電池在制造工藝上正負(fù)極之間只有一層很薄的隔膜絕緣。在長(zhǎng)期數(shù)千次的充放電循環(huán)中，尤其是過(guò)充過(guò)放狀態(tài)下，電化學(xué)反應(yīng)中負(fù)極會(huì)有鋰晶體析出現(xiàn)象發(fā)生，若持續(xù)累積則可能最終將刺破隔膜，造成電芯短路故障，局部熱失控?；阡囯x子的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)將數(shù)千個(gè)電芯進(jìn)行串/并聯(lián)放在集裝箱有限空間內(nèi)，其中任何一個(gè)電芯出現(xiàn)安全問(wèn)題，如果沒(méi)有嚴(yán)密的安全防護(hù)措施提前應(yīng)對(duì)，都可能引起系統(tǒng)的連鎖反映，造成爆炸事故。
近年國(guó)內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)數(shù)十起儲(chǔ)能電站安全事故問(wèn)題。以韓國(guó)為例，自2018年以來(lái)已經(jīng)累計(jì)發(fā)生24起電化學(xué)儲(chǔ)能電站起火爆炸事故。
歐美等電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用較早的區(qū)域，已經(jīng)明確將儲(chǔ)能電站電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(如：北美UL9540A)做為強(qiáng)制入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)尚未出臺(tái)針對(duì)儲(chǔ)能電站電池系統(tǒng)的安全規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，僅有部分團(tuán)標(biāo)提及儲(chǔ)能集裝箱安全間距、防火要求。
為此，姜希猛建議：
(一)盡快出臺(tái)儲(chǔ)能電站建設(shè)運(yùn)維安全指引標(biāo)準(zhǔn)，完善電化學(xué)儲(chǔ)能電池系統(tǒng)熱失控發(fā)生前預(yù)警、事故時(shí)保護(hù)機(jī)制、事故后防擴(kuò)散技術(shù)要求，指導(dǎo)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能電站安全體系建立，降低儲(chǔ)能電站失火風(fēng)險(xiǎn)，為儲(chǔ)能安全、有序、高質(zhì)量發(fā)展打好基礎(chǔ)。
(二)出臺(tái)儲(chǔ)能產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)安全架構(gòu)指引標(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)層面，要求儲(chǔ)能系統(tǒng)制造商具備從電芯、模塊、電池簇、到集裝箱系統(tǒng)的多級(jí)安全保障設(shè)計(jì)，用先進(jìn)的技術(shù)架構(gòu)提供安全、可靠的儲(chǔ)能產(chǎn)品整機(jī)方案。
1、電芯級(jí)——通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)手段對(duì)電芯的內(nèi)短路情況進(jìn)行檢測(cè)，識(shí)別內(nèi)短路問(wèn)題，并提前預(yù)警，防患于未然。
2、模組級(jí)——電池模塊發(fā)生故障后應(yīng)及時(shí)切除故障模塊避免故障擴(kuò)散。電池模塊在安裝、維護(hù)等非開機(jī)工作狀態(tài)時(shí)接線端子應(yīng)處于保護(hù)狀態(tài)，即使誤短路、觸摸也不會(huì)造成安全風(fēng)險(xiǎn)。
3、電池簇級(jí)——兩個(gè)以上電池簇直接并聯(lián)時(shí)，由于電池不一致性，不可避免會(huì)出現(xiàn)簇間充放電電流不均衡以及簇間環(huán)流問(wèn)題，這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致電池發(fā)熱以及安全隱患，應(yīng)采用技術(shù)手段進(jìn)行簇級(jí)充放電均流控制及防簇間環(huán)流措施。同時(shí)，在緊急狀況出現(xiàn)時(shí)，電池簇應(yīng)具備主動(dòng)關(guān)斷功能，實(shí)現(xiàn)從部分短路到完全短路的全范圍保護(hù)。
4、集裝箱級(jí)——儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控后，集裝箱內(nèi)將聚集大量可燃?xì)怏w。因此集裝箱系統(tǒng)應(yīng)具備可燃?xì)怏w探測(cè)器、火災(zāi)探測(cè)器、清潔氣體滅火裝置、可燃?xì)怏w排放裝置。實(shí)現(xiàn)消防前智能檢測(cè)、主動(dòng)排氣，儲(chǔ)能集裝箱的排氣通風(fēng)量必須滿足《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058-2014要求，避免可燃?xì)怏w聚集、爆燃。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，電池艙應(yīng)與環(huán)控、配電和消防等應(yīng)分倉(cāng)設(shè)計(jì)，保障監(jiān)控及消防系統(tǒng)在電池艙出現(xiàn)事故異常時(shí)不受影響，能夠獨(dú)立持續(xù)正常運(yùn)行。
(三)從國(guó)家層面建立鋰離子電池全生命周期可追溯機(jī)制。鋰離子電池作為電化學(xué)儲(chǔ)能關(guān)鍵部件，應(yīng)將其生產(chǎn)制造、系統(tǒng)組裝、運(yùn)行、維護(hù)、退役等環(huán)節(jié)納入數(shù)字化平臺(tái)監(jiān)測(cè)，做到事故可追溯，產(chǎn)品質(zhì)量可溯源。從源頭上提升電池質(zhì)量，杜絕儲(chǔ)能安全事故，為電化學(xué)儲(chǔ)能的長(zhǎng)期發(fā)展鋪好基石。
(四)建立健全儲(chǔ)能系統(tǒng)權(quán)威、透明、統(tǒng)一的國(guó)家(或省級(jí))安全管理實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)，以信息化手段提升儲(chǔ)能系統(tǒng)安全監(jiān)管實(shí)效。通過(guò)大數(shù)據(jù)、信息化手段對(duì)中大規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)全國(guó)各地區(qū)儲(chǔ)能信息有效共享，提升安全檢查及上網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估能力，助力以新能源為主體的電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。
