3月21日,《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》正式印發(fā),標(biāo)志著新型儲(chǔ)能正式從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變,但正如方案中四大基本原則提及的,安全始終是儲(chǔ)能發(fā)展的生命底線。在新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,一些缺乏核心技術(shù)的企業(yè)受政策和補(bǔ)貼吸引進(jìn)入行業(yè),不規(guī)范和不專業(yè)導(dǎo)致安全問題時(shí)有發(fā)生,甚至造成人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
儲(chǔ)能事故頻發(fā) 疤痕現(xiàn)真因
在激增的市場(chǎng)需求、復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景面前,全球儲(chǔ)能安全事故頻發(fā),其中包含某些知名儲(chǔ)能供貨商參與的項(xiàng)目。如2021年7月30日,采用特斯拉Megapack的全球最大電池儲(chǔ)能項(xiàng)目、澳大利亞“維多利亞大電池”發(fā)生火災(zāi),大火連燒4天才熄滅。
反觀國內(nèi),近一年已接連發(fā)生三起典型儲(chǔ)能安全事故。
2021年4月16日,北京豐臺(tái)某儲(chǔ)能電站調(diào)試過程中起火爆炸的消息上了熱搜,消防人員奮戰(zhàn)12小時(shí)才將明火徹底撲滅。事故不僅造成1660.81萬元的直接財(cái)產(chǎn)損失,更造成多人傷亡,其中2名消防員不幸遇難。這起國內(nèi)首例儲(chǔ)能爆炸事故引發(fā)眾多媒體的報(bào)道關(guān)注,并首次將安全話題攤開在消防部門面前,令各行業(yè)正視儲(chǔ)能行業(yè)隱藏的危險(xiǎn)。
2022年1月12日,京港澳高速上一輛滿載儲(chǔ)能系統(tǒng)的貨車突然起火,好在司機(jī)及時(shí)發(fā)現(xiàn)、將事故車輛停在應(yīng)急車道并報(bào)警,消防救援人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí),車廂內(nèi)正猛烈燃燒,火焰時(shí)不時(shí)向外噴射、并冒出滾滾濃煙,不時(shí)伴有爆炸聲,幸而司機(jī)和消防人員教科書般的處置及時(shí),并未造成更嚴(yán)重的傷亡。
而時(shí)隔僅僅一個(gè)月,2022年2月18日,淋了一場(chǎng)雨的江西某儲(chǔ)能項(xiàng)目發(fā)生起火,在存放階段的電池艙劇烈燃燒,現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)后及時(shí)報(bào)火警、消防人員控制了險(xiǎn)情,事故原因仍在調(diào)查中。
上述事故發(fā)生時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)狀態(tài)各不相同,但無一例外的,觸目驚心的“疤痕”均反映出事故儲(chǔ)能廠家系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)能力和安全設(shè)計(jì)的不足。隨著儲(chǔ)能行業(yè)的快速增長,有越來越多的企業(yè)加入進(jìn)來,但一些技術(shù)水平參差不齊的玩家也為行業(yè)帶來了不穩(wěn)定的因素:部分廠家的系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)只是將采購來不同品牌的鋰電池、儲(chǔ)能PCS等設(shè)備簡單堆砌到集裝箱中;系統(tǒng)在發(fā)貨前也未經(jīng)過全面有效的測(cè)試、聯(lián)調(diào),再加上保護(hù)執(zhí)行不到位,導(dǎo)致最終交付給客戶的整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品存在很大的性能和安全隱患。站在“上帝視角”來看,消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)在儲(chǔ)能系統(tǒng)安全保護(hù)措施中只是一小部分,儲(chǔ)能系統(tǒng)集成能力、后期運(yùn)維及風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)管理水平則更為關(guān)鍵。
項(xiàng)目規(guī)模升級(jí) 防護(hù)需更全面
有人曾戲稱:單個(gè)儲(chǔ)能集裝箱燒毀可能損失幾百萬元,但管理不好還可能是炸藥包。除了設(shè)備燒毀的損失,因設(shè)備更換可能會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目延期2-3個(gè)月并網(wǎng)或者停運(yùn)帶來的損失也不可估量。
2018年我國儲(chǔ)能項(xiàng)目突破百兆瓦級(jí),安全問題也開始逐漸顯現(xiàn),而過去一年內(nèi),國內(nèi)儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模已從百兆瓦級(jí)躍升到GWh級(jí)。在部分業(yè)內(nèi)人士看來,儲(chǔ)能產(chǎn)品質(zhì)量或安全問題也遵循墨菲定律,只是概率數(shù)字。
隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)集成規(guī)模的增大,電池產(chǎn)品或電氣設(shè)備數(shù)量翻倍,質(zhì)量問題的潛在危險(xiǎn)性也倍增;其次電池串并聯(lián)數(shù)量和層級(jí)增多,電氣及電力電子的組合更加復(fù)雜,儲(chǔ)能安全的保障難度進(jìn)一步加大,并非通過簡單的器件堆砌和消防工具即可完成。
要有效保障儲(chǔ)能的安全,不僅需要在電化學(xué)、電氣、電力電子等領(lǐng)域有過硬的技術(shù)實(shí)力,更需要具備將硬件、軟件等有機(jī)結(jié)合成一套復(fù)雜系統(tǒng)做支撐的能力,方可做到從源頭控制、過程防護(hù)、末端消防等層層安全管控,保障儲(chǔ)能系統(tǒng)長期應(yīng)用安全。
1)質(zhì)量管理:目前各廠家電芯封裝工藝不同,有的粗制濫造甚至電芯部分直接裸露在空氣中。若單個(gè)電芯發(fā)生熱失控,將很快蔓延到整個(gè)集裝箱。優(yōu)質(zhì)的材料和制造工藝是產(chǎn)品安全的前提,儲(chǔ)能系統(tǒng)廠家需要做好360°的品控管理工作,尤其是在電芯原料、制造工藝、檢測(cè)使用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)建立專業(yè)的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn),將優(yōu)質(zhì)的材料和先進(jìn)的工藝應(yīng)用到產(chǎn)品中。同時(shí),做好全生命周期的儲(chǔ)能安全管理,不僅需要關(guān)注生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),同時(shí)也要做好存儲(chǔ)、運(yùn)輸、安裝等多個(gè)環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防。
2)源頭控制:作為引發(fā)儲(chǔ)能起火的常見因素,廠家需要加強(qiáng)儲(chǔ)能系統(tǒng)電芯以及電弧的檢測(cè)與預(yù)防。一方面通過系統(tǒng)監(jiān)控,做到對(duì)電池的狀態(tài)分析、預(yù)判和預(yù)警,從源頭上防止與阻斷熱失控;另一方面,因儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)較多電氣連接,在復(fù)雜的使用工況下有可能引發(fā)拉弧現(xiàn)象,會(huì)引發(fā)設(shè)備火災(zāi),如何開展電弧的檢測(cè)與防護(hù),對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全尤其重要。
3)消防保護(hù):做好產(chǎn)品質(zhì)量及源頭防火的基礎(chǔ)之上,儲(chǔ)能系統(tǒng)的消防設(shè)計(jì)對(duì)儲(chǔ)能安全同樣重要。如何通過合理的消防設(shè)計(jì),做到對(duì)煙感、溫感、可燃?xì)怏w等隱患的探測(cè)監(jiān)控;通過排風(fēng)泄壓、防爆等設(shè)計(jì)減少熱失控?cái)U(kuò)散帶來的損失等都需要科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。
4)系統(tǒng)設(shè)計(jì):儲(chǔ)能系統(tǒng)中,電池與PCS、BMS、EMS等系統(tǒng)存在強(qiáng)耦合關(guān)系,若從不同品牌采購,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試拼裝,各系統(tǒng)間安全保障的強(qiáng)耦合關(guān)系將被強(qiáng)行割裂打破,系統(tǒng)的精細(xì)化管理、聯(lián)動(dòng)保護(hù)控制、電氣和消防的安全性都無法保證,長期運(yùn)行過程中也帶來了安全隱患與系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的不確定性。如何打破儲(chǔ)能系統(tǒng)各單元的信息孤島,真正將儲(chǔ)能系統(tǒng)整合成有機(jī)整體,不僅考驗(yàn)廠家在電化學(xué)、電力電子、電氣等各方面的技術(shù)實(shí)力,更考驗(yàn)廠家對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的深刻理解與整個(gè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)運(yùn)營的深厚積淀。
由此可見,日常消費(fèi)者已習(xí)慣了“貨比三家”、“售后有三包”,在儲(chǔ)能產(chǎn)品的選擇上則更應(yīng)慎重。儲(chǔ)能安全不是單一環(huán)節(jié)的事情,需要從整個(gè)系統(tǒng)及電站全生命周期運(yùn)行考慮,擁有儲(chǔ)能核心設(shè)備的專業(yè)系統(tǒng)集成商和一站式服務(wù)的系統(tǒng)方案明顯是最優(yōu)選擇。只有權(quán)責(zé)清晰、售后服務(wù)有保障,才能為儲(chǔ)能電站全生命周期的安全穩(wěn)定運(yùn)行及收益保駕護(hù)航,加速構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。
儲(chǔ)能事故頻發(fā) 疤痕現(xiàn)真因
在激增的市場(chǎng)需求、復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景面前,全球儲(chǔ)能安全事故頻發(fā),其中包含某些知名儲(chǔ)能供貨商參與的項(xiàng)目。如2021年7月30日,采用特斯拉Megapack的全球最大電池儲(chǔ)能項(xiàng)目、澳大利亞“維多利亞大電池”發(fā)生火災(zāi),大火連燒4天才熄滅。
反觀國內(nèi),近一年已接連發(fā)生三起典型儲(chǔ)能安全事故。
2021年4月16日,北京豐臺(tái)某儲(chǔ)能電站調(diào)試過程中起火爆炸的消息上了熱搜,消防人員奮戰(zhàn)12小時(shí)才將明火徹底撲滅。事故不僅造成1660.81萬元的直接財(cái)產(chǎn)損失,更造成多人傷亡,其中2名消防員不幸遇難。這起國內(nèi)首例儲(chǔ)能爆炸事故引發(fā)眾多媒體的報(bào)道關(guān)注,并首次將安全話題攤開在消防部門面前,令各行業(yè)正視儲(chǔ)能行業(yè)隱藏的危險(xiǎn)。
2022年1月12日,京港澳高速上一輛滿載儲(chǔ)能系統(tǒng)的貨車突然起火,好在司機(jī)及時(shí)發(fā)現(xiàn)、將事故車輛停在應(yīng)急車道并報(bào)警,消防救援人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí),車廂內(nèi)正猛烈燃燒,火焰時(shí)不時(shí)向外噴射、并冒出滾滾濃煙,不時(shí)伴有爆炸聲,幸而司機(jī)和消防人員教科書般的處置及時(shí),并未造成更嚴(yán)重的傷亡。
而時(shí)隔僅僅一個(gè)月,2022年2月18日,淋了一場(chǎng)雨的江西某儲(chǔ)能項(xiàng)目發(fā)生起火,在存放階段的電池艙劇烈燃燒,現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)后及時(shí)報(bào)火警、消防人員控制了險(xiǎn)情,事故原因仍在調(diào)查中。
上述事故發(fā)生時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)狀態(tài)各不相同,但無一例外的,觸目驚心的“疤痕”均反映出事故儲(chǔ)能廠家系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)能力和安全設(shè)計(jì)的不足。隨著儲(chǔ)能行業(yè)的快速增長,有越來越多的企業(yè)加入進(jìn)來,但一些技術(shù)水平參差不齊的玩家也為行業(yè)帶來了不穩(wěn)定的因素:部分廠家的系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)只是將采購來不同品牌的鋰電池、儲(chǔ)能PCS等設(shè)備簡單堆砌到集裝箱中;系統(tǒng)在發(fā)貨前也未經(jīng)過全面有效的測(cè)試、聯(lián)調(diào),再加上保護(hù)執(zhí)行不到位,導(dǎo)致最終交付給客戶的整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品存在很大的性能和安全隱患。站在“上帝視角”來看,消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)在儲(chǔ)能系統(tǒng)安全保護(hù)措施中只是一小部分,儲(chǔ)能系統(tǒng)集成能力、后期運(yùn)維及風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)管理水平則更為關(guān)鍵。
項(xiàng)目規(guī)模升級(jí) 防護(hù)需更全面
有人曾戲稱:單個(gè)儲(chǔ)能集裝箱燒毀可能損失幾百萬元,但管理不好還可能是炸藥包。除了設(shè)備燒毀的損失,因設(shè)備更換可能會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目延期2-3個(gè)月并網(wǎng)或者停運(yùn)帶來的損失也不可估量。
2018年我國儲(chǔ)能項(xiàng)目突破百兆瓦級(jí),安全問題也開始逐漸顯現(xiàn),而過去一年內(nèi),國內(nèi)儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模已從百兆瓦級(jí)躍升到GWh級(jí)。在部分業(yè)內(nèi)人士看來,儲(chǔ)能產(chǎn)品質(zhì)量或安全問題也遵循墨菲定律,只是概率數(shù)字。
隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)集成規(guī)模的增大,電池產(chǎn)品或電氣設(shè)備數(shù)量翻倍,質(zhì)量問題的潛在危險(xiǎn)性也倍增;其次電池串并聯(lián)數(shù)量和層級(jí)增多,電氣及電力電子的組合更加復(fù)雜,儲(chǔ)能安全的保障難度進(jìn)一步加大,并非通過簡單的器件堆砌和消防工具即可完成。
要有效保障儲(chǔ)能的安全,不僅需要在電化學(xué)、電氣、電力電子等領(lǐng)域有過硬的技術(shù)實(shí)力,更需要具備將硬件、軟件等有機(jī)結(jié)合成一套復(fù)雜系統(tǒng)做支撐的能力,方可做到從源頭控制、過程防護(hù)、末端消防等層層安全管控,保障儲(chǔ)能系統(tǒng)長期應(yīng)用安全。
1)質(zhì)量管理:目前各廠家電芯封裝工藝不同,有的粗制濫造甚至電芯部分直接裸露在空氣中。若單個(gè)電芯發(fā)生熱失控,將很快蔓延到整個(gè)集裝箱。優(yōu)質(zhì)的材料和制造工藝是產(chǎn)品安全的前提,儲(chǔ)能系統(tǒng)廠家需要做好360°的品控管理工作,尤其是在電芯原料、制造工藝、檢測(cè)使用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)建立專業(yè)的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn),將優(yōu)質(zhì)的材料和先進(jìn)的工藝應(yīng)用到產(chǎn)品中。同時(shí),做好全生命周期的儲(chǔ)能安全管理,不僅需要關(guān)注生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),同時(shí)也要做好存儲(chǔ)、運(yùn)輸、安裝等多個(gè)環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防。
2)源頭控制:作為引發(fā)儲(chǔ)能起火的常見因素,廠家需要加強(qiáng)儲(chǔ)能系統(tǒng)電芯以及電弧的檢測(cè)與預(yù)防。一方面通過系統(tǒng)監(jiān)控,做到對(duì)電池的狀態(tài)分析、預(yù)判和預(yù)警,從源頭上防止與阻斷熱失控;另一方面,因儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)較多電氣連接,在復(fù)雜的使用工況下有可能引發(fā)拉弧現(xiàn)象,會(huì)引發(fā)設(shè)備火災(zāi),如何開展電弧的檢測(cè)與防護(hù),對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全尤其重要。
3)消防保護(hù):做好產(chǎn)品質(zhì)量及源頭防火的基礎(chǔ)之上,儲(chǔ)能系統(tǒng)的消防設(shè)計(jì)對(duì)儲(chǔ)能安全同樣重要。如何通過合理的消防設(shè)計(jì),做到對(duì)煙感、溫感、可燃?xì)怏w等隱患的探測(cè)監(jiān)控;通過排風(fēng)泄壓、防爆等設(shè)計(jì)減少熱失控?cái)U(kuò)散帶來的損失等都需要科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。
4)系統(tǒng)設(shè)計(jì):儲(chǔ)能系統(tǒng)中,電池與PCS、BMS、EMS等系統(tǒng)存在強(qiáng)耦合關(guān)系,若從不同品牌采購,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試拼裝,各系統(tǒng)間安全保障的強(qiáng)耦合關(guān)系將被強(qiáng)行割裂打破,系統(tǒng)的精細(xì)化管理、聯(lián)動(dòng)保護(hù)控制、電氣和消防的安全性都無法保證,長期運(yùn)行過程中也帶來了安全隱患與系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的不確定性。如何打破儲(chǔ)能系統(tǒng)各單元的信息孤島,真正將儲(chǔ)能系統(tǒng)整合成有機(jī)整體,不僅考驗(yàn)廠家在電化學(xué)、電力電子、電氣等各方面的技術(shù)實(shí)力,更考驗(yàn)廠家對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的深刻理解與整個(gè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)運(yùn)營的深厚積淀。
由此可見,日常消費(fèi)者已習(xí)慣了“貨比三家”、“售后有三包”,在儲(chǔ)能產(chǎn)品的選擇上則更應(yīng)慎重。儲(chǔ)能安全不是單一環(huán)節(jié)的事情,需要從整個(gè)系統(tǒng)及電站全生命周期運(yùn)行考慮,擁有儲(chǔ)能核心設(shè)備的專業(yè)系統(tǒng)集成商和一站式服務(wù)的系統(tǒng)方案明顯是最優(yōu)選擇。只有權(quán)責(zé)清晰、售后服務(wù)有保障,才能為儲(chǔ)能電站全生命周期的安全穩(wěn)定運(yùn)行及收益保駕護(hù)航,加速構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。