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儲能安全新考量_東方風力發電網
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儲能安全新考量

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-03-25   瀏覽次數:1880
核心提示:截至2019年2月,僅在韓國,儲能電站發生火災事故已經高達21起,火災給快速升溫的儲能市場潑了一盆冷水。韓國工商和能源部立即采取了行動,對所有已經安裝的電池儲能系統進行安全檢查,強制關閉了342個公共事業側的儲能系統。
  作為影響未來能源大格局的前沿技術和新興產業,儲能不能忽視安全問題。在儲能安全備受關注的當下,破除安全問題的難點在哪里?
  安全已成為儲能產業面臨的瓶頸之一。
  截至2019年2月,僅在韓國,儲能電站發生火災事故已經高達21起,火災給快速升溫的儲能市場潑了一盆冷水。韓國工商和能源部立即采取了行動,對所有已經安裝的電池儲能系統進行安全檢查,強制關閉了342個公共事業側的儲能系統。
  在國內,電網側、發電側、用戶側均出現過不同程度的火災事故,雖然鮮有正式的通報和報道,但不得不承認,事故畢竟是存在的,這也一度成為儲能圈內爭議的焦點。
  安全無小事,儲能也不例外。外界對電池儲能安全性、可靠性的質疑,也讓產業鏈條上的所有相關方開始認識到安全的重要性:如果像電動車一樣隔三差五燒的話,電化學儲能可能遭遇“倒春寒”。
  新興產業的成長陣痛
  如同21世紀初期的光伏產業,當前的電池儲能行業也是一個體量不大但飛速增長的市場。根據中國能源研究會儲能專委會/中關村儲能產業技術聯盟(CNESA)全球儲能項目庫的不完全統計,2018年,中國的電化學儲能新增裝機超過600MW。而截至2017年底,中國電化學儲能累計裝機才390MW,2018一年裝機量已經超越了過去幾年的總和。
  過去兩年,儲能市場逐漸升溫,各路資本相繼進入。在行業的早期,市場難免魚龍混雜。既有寧德時代、比亞迪這樣的獨角獸,還有大量的光伏、節能、電力電子企業跨界而來,“撈一票就走”的現象不可避免。
  進入一個全新的行業,不少企業也是“摸著石頭過河”,需要和客戶一起挖掘市場,找到新型的應用場景,逐步探索出儲能的商業發展模式。在市場不成熟的前提下,從業主、投資商到設備商,更在意的是價格和成本,對產品的風險控制和安全并沒有足夠的認識。
  前幾年,行業就有一種誤解,認為過剩產能所留下來的庫存動力電池都能被用到儲能上。但不同廠商的電芯質量存在巨大差異,同為磷酸鐵鋰電池,有的循環壽命可以達到五六千次,有的可能只有兩三千次。部分電池廠商在巨大的“去產能”壓力下,過分吹噓電池循環壽命,用劣質產品低價沖擊市場,都給行業留下了一些潛在的安全風險。
  在經歷過初創期的突飛猛進之后,儲能已經蓄積了一定的市場規模,行業已經到達了一個新的平臺期,市場發展初期積累的一些問題也開始逐步顯現。起火事件無疑給整個產業敲響了警鐘,安全成為行業必須著手解決的問題。
  打好標準組合拳
  目前,行業處于大規模應用的初期,儲能電池性能指標模糊、規劃設計簡單、儲能火災消防還欠缺研究和技術支撐,電化學儲能電站的性能及安全還存在很多關鍵問題亟待解決。業界迫切需要建立健全的儲能技術標準和檢測認證體系為電站質量“保駕護航”。
  標準滯后已成為行業面臨的現實問題。與電動汽車行業100多項的國家標準相比,儲能行業的國家標準還不到20項。很多工作的開展依舊沒有規范可循,也沒有相應的安全制度與監管。
  在電動汽車的帶動下,電化學池儲能技術的發展一日千里,這也讓標準制定者左右為難。標準的建設本來想基于一個成熟的技術形成一種標準,因鋰電的應用發展比較快,標準難以跟上。
  有業內人士表示,標準如果定的太早,可能有些參數指標會不太接地氣,不能去指導實際的一些工程。如果定的太晚的話,反而影響行業的一些規范。
  按照國家能源局2018年11月印發的《關于加強儲能技術標準化工作的實施方案(征求意見稿)》,“十三五”期間,我國應初步建立儲能技術標準體系。其中明確規定,在儲能接入電網和儲能系統方面,依托全國電力儲能標委會等標準化技術組織重點開展標準體系建設和標準研制;在儲能設備層面,發揮電器工業標準化支撐機構的組織協調作用。
  2018年,儲能標準的出臺開始加速,針對電化學的7項國家標準和2項行業標準相繼由全國電力儲能標準委員會發布。在電池的評測、儲能電站的入網、電站的運行及評價等方面都做了較為細致的管理和對接。
  儲能的標準分為國家標準、行業標準、團體標準。一般來說,國家標準、行業標準為了照顧大多數企業的利益,標準相對寬松,制定的周期短則要2~3年,長則需要經歷更長的時間。儲能產業發展迅速,如果新技術要等待相關的國家或行業標準出臺來規范行業發展,顯得非常不現實。
  相對而言,團體標準更具有靈活性,針對行業問題會先于國標進行引導,落地大概需要半年左右的時間。作為行業組織,中關村儲能產業技術聯盟近幾年一直與政府部門、標準單位和企業一起為搭建標準體系,保障產業的健康發展而努力。目前正在積極開展團體標準建設工作,實現與國家標準、行業標準的相互呼應與互補。
  安全是系統工程
  關于儲能的標準與安全規范,世界各國都在探索中,目前還沒有完善的標準體系。歐美在電化學儲能應用方面走得比較早,相應的也有大量的數據做支撐。從歐美各國的實踐來看,美國、德國在很多地方值得學習和借鑒。
  與中國的標準制定相比,歐美制定標準的更關注技術所帶來的風險,弱化性能的要求。他們認為產品安全是基本要求,也是最低要求,而產品的性能可由市場自行決定。比如IEC 62933標準關注系統的全生命周期風險分析和較低風險的方法,美國NFPA標準更為關注火災風險,從項目設計、審批到驗收都圍繞火災的防范和救援。
  安全是一個系統工程,在儲能本體設計上,從硬件的選型到軟件策略的制定都至關重要。即使PCS、BMS每個子系統都做到100分,最后集成的系統效果可能也就只有80分。
  TÜV南德意志集團華南區智能電力部-光伏及儲能系統項目經理吳候福認為,降低儲能的技術風險需要前期在整個生命周期內對風險進行管控。
  首先,要在系統設計的時候就考慮子系統,環境和誤操作等因素帶來的風險。認證檢測應該從企業研發階段便開始介入,從源頭為整個產品注入安全基因。
  其次,也要考慮集成、安裝、運輸、運行維護和退役等周期內的風險。在系統設計和建造完成驗收時都應該進行風險評估,以期產品在投入市場時風險就已經控制在可接受的范圍內。
  從理論上來講,儲能項目的安全問題都能通過工程技術手段去解決,是否安全關鍵在于采取防護手段的多少。相比電動汽車,儲能對重量和體積沒有那樣敏感,儲能電站可以連接消防水源,實現安全可采取的措施更多,成本更少。
  但儲能系統的應用場景更為豐富和復雜。戶用、工商業、電網調頻等不同的應用場景對安全性的要求也不盡相同,儲能系統在調頻時高倍率充放明顯比純粹的削峰填谷要苛刻得多,不同等級的儲能產品對安全的要求有著天壤之別。
  業界預計,針對不同的應用場景,未來幾年內應該會有不同類型的儲能電池面市。目前,行業企業根據儲能的標準開始改進產品,寧德時代等企業正在研發生產專門針對儲能應用的“低成本、長壽命、高安全”電池,同時,越來越多的企業開始關注消防安全,不再一味地追求降成本。
  對于電力系統來說,電池儲能仍是新生事物。如何安全地使用好儲能,是這個產業發展的前提。儲能技術不停在變革,儲能安全就會不斷面臨新的挑戰。這涉及到電池、PCS、BMS、EMS等多個環節,需要全行業共同提高產品的成熟度和可靠性,也需要多部門、多體系共同來協作。
  安全事件引發社會關注和行業反思,為幫助中國企業應對儲能市場發展中帶來的一系列難題。5月18-20日,將于北京舉辦的“儲能國際峰會暨展覽會2019”上,專門設置“全球儲能安全與標準”分論壇,屆時中德能源工作組儲能標準工作會也會在此召開。
  會議將邀請能源局科技裝備司、中國科技大學、國網調度中心、中國電力企業聯合會、中國電器工業協會、中國電科院的領導與專家共同探討國內儲能安全與標準,也會邀請德國、美國的儲能資深專家共同分享海外市場的成熟經驗。
 
 

 
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