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儲(chǔ)能的黃金時(shí)代到來，大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目越來越多，單個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模越來越大，儲(chǔ)能安全隱患也隨之增大。

“我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)正在蓄力加速，儲(chǔ)能的黃金時(shí)代大幕已徐徐拉開”“在產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的背后，存在不少亟待解決的難題”“儲(chǔ)能安全問題是行業(yè)面臨的最嚴(yán)峻挑戰(zhàn)”……在中國(guó)能源研究會(huì)、中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟日前主辦的“中國(guó)能源高端論壇——儲(chǔ)能安全與風(fēng)險(xiǎn)防控”論壇上，不少專家和企業(yè)人士發(fā)出各種各樣的感慨。

與會(huì)人士普遍認(rèn)為，新型儲(chǔ)能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐，必須以安全為基礎(chǔ)，以安全為前提，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，目前的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于，新型儲(chǔ)能建設(shè)運(yùn)營(yíng)不夠規(guī)范、安全管理有待強(qiáng)化、預(yù)警和處置能力有待繼續(xù)提升。

高速發(fā)展背后安全隱患增加

2015年，我國(guó)超越日韓成為全球最大的鋰離子電池生產(chǎn)國(guó)和使用國(guó)。2021年，我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，全年新增電力儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模首次突破10GW，同比增長(zhǎng)231%。同時(shí)，各地發(fā)布的儲(chǔ)能規(guī)劃目標(biāo)也已超國(guó)家“十四五”規(guī)劃目標(biāo)。目前，我國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目大型化趨勢(shì)日漸明顯，其中首個(gè)百兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目已經(jīng)并網(wǎng)調(diào)試運(yùn)行，百兆瓦液流電池項(xiàng)目在建，還有70余個(gè)百兆瓦級(jí)項(xiàng)目處于規(guī)劃、建設(shè)中。

“隨著全球儲(chǔ)能市場(chǎng)爆發(fā)，大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目越來越多，單個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模越來越大，儲(chǔ)能安全隱患也隨之增大。”中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟理事長(zhǎng)、中國(guó)能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)主任委員、中科院重大科技任務(wù)局副局長(zhǎng)陳海生表示，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近10年來全球發(fā)生儲(chǔ)能安全事故61起，2021年以來已發(fā)生18起。

據(jù)了解，公開的事故調(diào)查報(bào)告表明，儲(chǔ)能安全涉及建設(shè)運(yùn)行的整個(gè)周期，除了關(guān)注儲(chǔ)能電池本身的安全之外，還要從電氣安全、系統(tǒng)集成、監(jiān)控、事故預(yù)警、滅火和應(yīng)急措施等不同層面實(shí)施改進(jìn)。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，一方面要加快研發(fā)高效安全儲(chǔ)能技術(shù)，另一方面要盡快完善儲(chǔ)能產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)認(rèn)證體系。

三道防線保障系統(tǒng)安全

業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，儲(chǔ)能電站的電池堆、電芯、模組等每個(gè)環(huán)節(jié)均可能引發(fā)事故。目前公開披露的儲(chǔ)能電站起火事故中，約80%以上為三元鋰電池，且事故多發(fā)生在電站調(diào)試、充電或充電休止中。

“鋰離子電池?zé)崾Э貦C(jī)理是：充放電循環(huán)等物理熱積累了初始熱量，負(fù)極表面隔膜分解融化焦耳熱誘發(fā)主控反應(yīng)。由于熱量積累，熱失控向后續(xù)電池的傳播時(shí)間越來越越短，其產(chǎn)生的連鎖效應(yīng)對(duì)儲(chǔ)能電站造成的破壞不可估量。”中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、歐盟科學(xué)院院士孫金華分析，“我們研究發(fā)現(xiàn)，總熱量的12%通過熱傳導(dǎo)傳到相鄰電池，足以使其熱失控。”

寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司系統(tǒng)安全總工陳小波表示，儲(chǔ)能系統(tǒng)復(fù)雜度高，并非儲(chǔ)能變流器與電池的簡(jiǎn)單組合，需結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景、系統(tǒng)高電壓和大規(guī)模集成的特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)理念底線思維是儲(chǔ)能系統(tǒng)單個(gè)電池?zé)崾Э貢r(shí)，系統(tǒng)不發(fā)生熱擴(kuò)散。

在北京海博思創(chuàng)工程技術(shù)中心負(fù)責(zé)人呂喆看來，安全性就是系統(tǒng)失效的概率和系統(tǒng)失效以后帶來的影響綜合疊加的結(jié)果，而本質(zhì)安全就是要將系統(tǒng)失效的概率降至最低。“為此，需要在電池安全、集成安全、管理安全以及主動(dòng)安全四個(gè)維度均實(shí)施技術(shù)保障，從而確保整個(gè)系統(tǒng)的安全性。”

對(duì)此，孫金華提出三道防線技術(shù)路線：在電池開發(fā)方面，研發(fā)難燃不燃的電池材料，構(gòu)建本體安全電池體系第一道防線；在電池應(yīng)用方面，通過多信號(hào)融合和基于熱失控模型的預(yù)警，建立電池使用過程安全的第二道防線；在火災(zāi)處置方面，研發(fā)多次滅火技術(shù)，抑制電池復(fù)燃，形成消防安全第三道防線。

多種電池標(biāo)準(zhǔn)空白待補(bǔ)

據(jù)記者了解，目前儲(chǔ)能電池的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定已覆蓋基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和部分常見的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，但針對(duì)鋰離子電池材料與關(guān)鍵部件、制造工藝與設(shè)備、新興產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)尚未制定，比如鋰離子電池電極材料、制造設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備以及平衡車、無人機(jī)、機(jī)器人電池等產(chǎn)品均無標(biāo)準(zhǔn)可依。

“國(guó)內(nèi)目前已發(fā)布的鋰離子電池強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)僅有3個(gè)。”中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院安全技術(shù)研究中心副主任、工信部鋰離子電池安全標(biāo)準(zhǔn)特別工作組組長(zhǎng)何鵬林直言，按照標(biāo)準(zhǔn)化法規(guī)定，涉及安全、環(huán)保等方面的產(chǎn)品需制定強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)已發(fā)布汽車電池、便攜式電池、不間斷電源等3項(xiàng)電池標(biāo)準(zhǔn)。

“目前，工信部正在修訂《鋰離子電池綜合標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系》。此外，儲(chǔ)能電池強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正在起草，電動(dòng)自行車的電池強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正在立項(xiàng)。” 何鵬林表示，“我們計(jì)劃今年9月完成儲(chǔ)能電池強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的征求意見3稿，10月召開標(biāo)準(zhǔn)討論會(huì)，今年12月召開標(biāo)準(zhǔn)審查會(huì)。”

何鵬林還透露，目前鋰離子電池安全標(biāo)準(zhǔn)特別工作組成員單位290余家，包含了業(yè)內(nèi)主流電池企業(yè)、封裝企業(yè)、宿主設(shè)備企業(yè)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)等整個(gè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈上下游。“我們希望標(biāo)準(zhǔn)制定發(fā)布后，能大幅提升儲(chǔ)能領(lǐng)域的電池安全性。”

原標(biāo)題：儲(chǔ)能安全，一道必答題