當前，在國家“雙碳”戰(zhàn)略下，以光伏、風電為代表的新能源蓬勃發(fā)展。隨著光伏、風電大量的接入，電網(wǎng)的調頻、調峰資源需求急劇上升，儲能系統(tǒng)在解決新能源消納、增強電網(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。電化學儲能(鋰離子)系統(tǒng)，由于部署環(huán)境要求低，適用場景多，其應用規(guī)模正在快速增長。
電化學儲能雖然前景廣闊，但也面臨不少困難。首當其沖的就是安全問題。鋰離子電池在制造工藝上正負極之間只有一層很薄的隔膜絕緣。在長期數(shù)千次的充放電循環(huán)中，尤其是過充過放狀態(tài)下，電化學反應中負極會有鋰晶體析出現(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子的電化學儲能系統(tǒng)將數(shù)千個電芯進行串/并聯(lián)放在集裝箱有限空間內，其中任何一個電芯出現(xiàn)安全問題，如果沒有嚴密的安全防護措施提前應對，都可能引起系統(tǒng)的連鎖反映，造成爆炸事故。
近年國內外已經(jīng)出現(xiàn)過數(shù)十起儲能電站安全事故問題。以韓國為例，自2018年以來已經(jīng)累計發(fā)生24起電化學儲能電站起火爆炸事故。
歐美等電化學儲能應用較早的區(qū)域，已經(jīng)明確將儲能電站電池熱失控風險評估(如：北美UL9540A)做為強制入網(wǎng)標準。當前國內尚未出臺針對儲能電站電池系統(tǒng)的安全規(guī)范及技術標準要求，僅有部分團標提及儲能集裝箱安全間距、防火要求。
為此，姜希猛建議：
(一)盡快出臺儲能電站建設運維安全指引標準，完善電化學儲能電池系統(tǒng)熱失控發(fā)生前預警、事故時保護機制、事故后防擴散技術要求，指導國內儲能電站安全體系建立，降低儲能電站失火風險，為儲能安全、有序、高質量發(fā)展打好基礎。
(二)出臺儲能產(chǎn)品設計和生產(chǎn)安全架構指引標準。在系統(tǒng)設備的技術層面，要求儲能系統(tǒng)制造商具備從電芯、模塊、電池簇、到集裝箱系統(tǒng)的多級安全保障設計，用先進的技術架構提供安全、可靠的儲能產(chǎn)品整機方案。
1、電芯級——通過相應的技術手段對電芯的內短路情況進行檢測，識別內短路問題，并提前預警，防患于未然。
2、模組級——電池模塊發(fā)生故障后應及時切除故障模塊避免故障擴散。電池模塊在安裝、維護等非開機工作狀態(tài)時接線端子應處于保護狀態(tài)，即使誤短路、觸摸也不會造成安全風險。
3、電池簇級——兩個以上電池簇直接并聯(lián)時，由于電池不一致性，不可避免會出現(xiàn)簇間充放電電流不均衡以及簇間環(huán)流問題，這些問題會導致電池發(fā)熱以及安全隱患，應采用技術手段進行簇級充放電均流控制及防簇間環(huán)流措施。同時，在緊急狀況出現(xiàn)時，電池簇應具備主動關斷功能，實現(xiàn)從部分短路到完全短路的全范圍保護。
4、集裝箱級——儲能系統(tǒng)熱失控后，集裝箱內將聚集大量可燃氣體。因此集裝箱系統(tǒng)應具備可燃氣體探測器、火災探測器、清潔氣體滅火裝置、可燃氣體排放裝置。實現(xiàn)消防前智能檢測、主動排氣，儲能集裝箱的排氣通風量必須滿足《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》GB50058-2014要求，避免可燃氣體聚集、爆燃。在結構設計上，電池艙應與環(huán)控、配電和消防等應分倉設計，保障監(jiān)控及消防系統(tǒng)在電池艙出現(xiàn)事故異常時不受影響，能夠獨立持續(xù)正常運行。
(三)從國家層面建立鋰離子電池全生命周期可追溯機制。鋰離子電池作為電化學儲能關鍵部件，應將其生產(chǎn)制造、系統(tǒng)組裝、運行、維護、退役等環(huán)節(jié)納入數(shù)字化平臺監(jiān)測，做到事故可追溯，產(chǎn)品質量可溯源。從源頭上提升電池質量，杜絕儲能安全事故，為電化學儲能的長期發(fā)展鋪好基石。
(四)建立健全儲能系統(tǒng)權威、透明、統(tǒng)一的國家(或省級)安全管理實時監(jiān)控平臺，以信息化手段提升儲能系統(tǒng)安全監(jiān)管實效。通過大數(shù)據(jù)、信息化手段對中大規(guī)模的儲能系統(tǒng)運行實時監(jiān)控，實現(xiàn)全國各地區(qū)儲能信息有效共享，提升安全檢查及上網(wǎng)設備運行狀態(tài)評估能力，助力以新能源為主體的電力結構轉型。
