以鋰電池為代表的電化學(xué)儲(chǔ)能已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的主流儲(chǔ)能技術(shù)路線,而確保運(yùn)行安全是電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用的基礎(chǔ)。本文旨在通過統(tǒng)計(jì)分析與經(jīng)驗(yàn)反饋,與行業(yè)內(nèi)專家同仁共同探討儲(chǔ)能安全技防要點(diǎn)。
1、儲(chǔ)能安全事件統(tǒng)計(jì)
通過對(duì)行業(yè)公開信息進(jìn)行搜集整理,匯總了2011-2021年間,全球儲(chǔ)能項(xiàng)目主要火災(zāi)或爆炸事故。由于較多安全事故原因復(fù)雜,相關(guān)事件很多都未公開披露,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),近10年間,全球共發(fā)生32起儲(chǔ)能電站起火爆炸事故。其中,日本1起、美國(guó)2起、比利時(shí)1起、中國(guó)3起、韓國(guó)24起。
表1 國(guó)內(nèi)外電化學(xué)儲(chǔ)能電站起火或爆炸事故統(tǒng)計(jì)
2、共性分析
32起儲(chǔ)能電站起火爆炸事故共有以下幾個(gè)特征:一是統(tǒng)計(jì)中以三元鋰離子電池事故居多。32起事故中,三元鋰電池占了25起,韓國(guó)儲(chǔ)能電站起火爆炸事故占24起,也與韓國(guó)各大電池企業(yè)以三元鋰電池為主流產(chǎn)品有關(guān)。從目前收集的信息看,磷酸鐵鋰儲(chǔ)能電池事故有兩起,一起是江蘇的電網(wǎng)側(cè)項(xiàng)目,另外一起就是4月16日北京國(guó)軒福威斯光儲(chǔ)充技術(shù)有限公司儲(chǔ)能電站的爆炸事故。
二是事故近年來呈多發(fā)態(tài)勢(shì)。在2017年以后的儲(chǔ)能項(xiàng)目中占了30起。
三是爆炸事故產(chǎn)生危害嚴(yán)重。上述事故中,造成人員傷亡的主要有兩起:一起是美國(guó)亞利桑那州的公共服務(wù)公用事業(yè)公司(APS)發(fā)生大規(guī)模電池儲(chǔ)能項(xiàng)目(三元鋰電池)爆炸,造成8名消防隊(duì)員受傷。另外一起就是4月16日北京國(guó)軒福威斯光儲(chǔ)充技術(shù)有限公司儲(chǔ)能電站(磷酸鐵鋰電池)發(fā)生事故,事故造成2名消防員犧牲,1名消防員受傷,電站內(nèi)1名員工失聯(lián)。
四是儲(chǔ)能電站起火爆炸大多發(fā)生在充電中或充電后休止中,占21起。初步分析其直接原因是此時(shí)電池電壓較高,電池活性較大,并聯(lián)電芯或組串間形成不受控環(huán)流,導(dǎo)致電芯處于過充狀態(tài),電壓升高形成內(nèi)短路,造成鋰電池?zé)崾Э匮葑兂苫馂?zāi)事故。從系統(tǒng)集成的角度分析,造成事故發(fā)生或擴(kuò)大的根本原因?yàn)殡姵叵到y(tǒng)設(shè)計(jì)集成不合理,表現(xiàn)在電池不合理并聯(lián)、監(jiān)測(cè)預(yù)警遲滯、保護(hù)動(dòng)作不及時(shí)、消防設(shè)施不完備、滅火不防復(fù)燃等。
3、經(jīng)驗(yàn)反饋
儲(chǔ)能系統(tǒng)安全核心在于電池測(cè)(直流側(cè)),其能量密集、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活多變、電芯數(shù)量多且特性不一致等特點(diǎn)給儲(chǔ)能保護(hù)、監(jiān)測(cè)、消防、環(huán)控帶來較大的難度。因此,儲(chǔ)能系統(tǒng)的選擇不僅要考慮全生命周期成本(LCOS),更要全面深入地從電池全生命周期的維度評(píng)估儲(chǔ)能安全與性能。目前,國(guó)內(nèi)尚無專門針對(duì)儲(chǔ)能安全方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可供依照,為了在選擇儲(chǔ)能產(chǎn)品及應(yīng)用時(shí)減少盲目性,明華電力提出合理選型與設(shè)計(jì)、可靠保護(hù)、精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)、主動(dòng)防護(hù)、防止擴(kuò)大的儲(chǔ)能安全技術(shù)原則,并通過近年來承擔(dān)一些涉及儲(chǔ)能的綜合能源項(xiàng)目以及開展的一些基礎(chǔ)性研究,積累了一定的儲(chǔ)能應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),初步建立了多種場(chǎng)景下的儲(chǔ)能應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與安全評(píng)估能力,正在積極謀劃參與儲(chǔ)能安全技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的編寫。未來將著力深耕儲(chǔ)能領(lǐng)域,重點(diǎn)在方案、評(píng)估、后市場(chǎng)服務(wù)等領(lǐng)域攻關(guān)突破,以期為更多的客戶提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、有價(jià)值的儲(chǔ)能應(yīng)用解決方案。同時(shí),明華電力也期待與行業(yè)伙伴開展技術(shù)交流與項(xiàng)目合作,通過評(píng)論區(qū)留言即可找到我們。
原標(biāo)題:淺談儲(chǔ)能安全與技防