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 以電化學儲能為代表的新型儲能將在“十四五”期間呈現規(guī)?；l(fā)展趨勢。加強電化學儲能電站的安全管理，從本質安全、安全標準、智能運維和消防體系等方面提升電化學儲能安全管理水平，對保障新型儲能可持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。

儲能是智能電網、可再生能源高占比能源系統、能源互聯網的重要組成部分和關鍵支撐技術。其中，電化學儲能由于受地理因素影響小，應用場景較靈活，加之其成本持續(xù)下降、商業(yè)化逐步成熟，正在被廣泛應用于儲能領域。

加強安全管理，特別是電化學儲能電站專業(yè)安全管理，對保障新型儲能可持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。考慮到鋰離子電池儲能在電化學儲能裝機占比90%以上，以下主要從鋰離子電池儲能角度研究安全管理問題。

電化學儲能電站事故分析

近年來，大規(guī)模儲能項目越來越多，單個儲能項目規(guī)模越來越大，儲能安全隱患也隨之增多。若電化學儲能電站電池在電、熱、機械等內外部誘因影響下遭遇極端濫用，超出其安全承受能力，內部溫度急劇升高，電池將發(fā)生熱失控，從而引發(fā)電站的燃燒或爆炸。

據統計，2021年、2022年全球共發(fā)生18起儲能項目事故。引發(fā)事故的主要原因包括以下五個方面。

一是電擊保護系統不良。在測試外部電力沖擊等過程中，電池保護裝置內大部分的元件存在受損情況，直流接觸器爆炸，交流過濾器上有碳化痕跡。測試表明，電池表面一旦被電沖擊，很可能導致火災發(fā)生。

二是電池系統缺陷。部分電池質量未達設計標準，主要表現在部分電池存在活性物質涂層不良、切斷和翻折不良等缺陷。

三是環(huán)境影響。在沿海地區(qū)及山區(qū)安裝的儲能系統，受冷凝水、灰塵等自然環(huán)境影響，電池的絕緣性能不斷降低，電池內部出現短路現象，導致火災發(fā)生。

四是儲能管理系統有缺陷。從企業(yè)面談調查、事故調查、試驗論證等方面綜合分析發(fā)現，部分系統設計不能將電池和PCS（儲能變流器）等部件有效結合，無法實現系統層面的保護和管理。

五是生產安全管理不到位。目前，部分單位儲能電站安全管理較為粗放。設計施工方面，安全設計、預警、保護、消防等要求未得到有效落實；運維方面，存在巡檢和監(jiān)視力度不夠、維護針對性不強、重大危險源辨識分析及應急管理措施不到位、缺少針對儲能事故的專業(yè)消防培訓等問題。

公開的事故調查報告表明，為有效預防儲能事故、控制事故危害，當前需進一步規(guī)范儲能的選址布局，明確儲能設計、施工、驗收等要求。針對儲能系統安全問題，除了關注電池安全之外，還需要從電氣安全、系統集成、監(jiān)控、事故預警、滅火和應急措施等不同層面加以改進。

電化學儲能電站的安全管理

從火災事故機理角度分析

鋰離子電池在充放電過程中可能因自身的化學反應或受外界影響發(fā)生熱失控，嚴重影響儲能電站的安全。鋰離子電池儲能系統的火災可以分為兩類：一類是電氣引發(fā)的火災，如變壓器火災、電纜火災，此類火災可由傳統滅火系統和滅火器有效撲滅；另一類是電池引發(fā)的火災，此類火災危害大且不可控，容易發(fā)生蔓延和復燃現象。

本體安全。鋰離子電池本體圍繞沸點低、易燃的有機電解液進行電化學反應而工作，除正常的充放電反應外，還存在很多潛在的放熱副反應，具有不穩(wěn)定性。

過程安全。過程安全包括合理的電氣和結構設計，確保電池的安全運行；主動溫控式管理系統，確保電池在適宜溫度范圍內使用；多層級架構電池管理系統，對電池狀態(tài)進行實時監(jiān)測和控制，及時發(fā)現電池的異常狀態(tài)等。

消防安全。結合某梯次電池儲能系統實際工程項目需求，設計多級消防滅火系統，主要包括多級火災預警系統、氣水二次滅火系統、控制系統、警報單元、用戶開關等，可實現電池火災的早期預警，有效避免火災的蔓延與復燃，降低損失。

從安全生產管理角度分析

電化學儲能電站安全管理涉及產品質量、設計咨詢、施工驗收、并網調度、運行維護、退役管理、應急管理與事故處置等多個領域。

一是強化電站本質安全。儲能電池本身的安全性能是儲能電站安全問題的根源和核心。加強電化學儲能電站安全管理，首先需加強電池的質量管理。通過檢測機構檢驗、到貨抽檢和定期運維檢查，嚴控儲能電站相關產品及系統質量；通過實施工程質量監(jiān)督、電站站級試驗、消防驗收，確保儲能電站工程質量。

二是建立健全安全管理體系。電化學儲能發(fā)生火災的重要原因是電池的熱失控和熱蔓延。建立專業(yè)的信息化平臺采集溫度、電流、電壓、電阻、荷電狀態(tài)等信息，對電池本體的健康狀態(tài)進行監(jiān)測，并使用主動的電池熱管理技術，可降低其熱失控的風險。同時，應把電站安全管理納入企業(yè)安全管理體系，健全安全生產保證體系和監(jiān)督體系，落實全員安全生產責任制，對在建、在運儲能電站實施嚴格的監(jiān)督管理，及時篩查電站安全隱患。

三是提升電站應急處置能力。當前的電化學儲能電站消防體系，依然遵照普通建筑物的消防標準設立，忽視了鋰離子儲能電站的電化學屬性，也缺乏多方聯動機制，應對火災能力仍顯薄弱。在電池單體發(fā)生熱失控階段，缺乏預警和阻止熱失控蔓延的有效手段；熱失控蔓延階段，缺乏有效撲救的滅火介質；在消防人員處理階段，缺乏專業(yè)的消防培訓和應急預案，相關人員事故處理能力有待提高；在火災發(fā)生后的調查階段，缺乏對相關調查數據的建檔、保存、總結機制。

政策建議

安全是電化學儲能健康快速發(fā)展的前提，可從本質安全、安全標準、智能運維和消防體系等方面提升電化學儲能安全水平，具體的政策建議如下：

第一，加強電化學儲能電池的安全技術研究。加快推進固態(tài)電池、水系電池等新一代電池技術的研發(fā)，實現電化學儲能的本質安全；研制高效阻熱劑材料和高效散熱劑，阻止電池單體熱失控的蔓延；開發(fā)專用滅火劑，提高電化學儲能電站滅火的有效性。通過技術手段，從本質上解決電化學儲能電站的安全問題。

第二，完善電化學儲能電站安全標準與認證機制。設立專門的電化學儲能安全第三方檢測認證機構，創(chuàng)新電化學儲能安全的檢測方法，強制執(zhí)行基于安全標準的認證機制，提高行業(yè)準入門檻和產品質量。

第三，推動電化學儲能電站的數字化、智能化運維。積極鼓勵電化學儲能電站部署氣體、電壓、溫度等先進傳感器，提升狀態(tài)監(jiān)測及預警能力；鼓勵采用智能算法提升儲能電站的主動管理能力；規(guī)范電池數據的采集、記錄，強化電化學儲能電站的數字化全壽命周期管理。

第四，建立多方聯動的電化學儲能電站應急體系。強制安裝有害氣體報警裝置，確保電站具備電池熱失控早期預警能力；通過預警裝置與消防系統聯動，確?；馂碾[患早發(fā)現、早處理；加強對消防人員的專業(yè)培訓，配備滿足電站事故處置需求的應急救援裝備，定期組織開展火災撲救及應急處置演練；設立黑盒子，支持儲能電站安全事故后的調查追責和教訓總結。

原標題：電化學儲能電站安全管理問題研究