2021年4月16日下午,北京市豐臺區(qū)某大型儲能電站發(fā)生火災事故。在事故救援過程中,2名消防員不幸犧牲,1名消防員受傷,1名電站內(nèi)員工失聯(lián)。該事故是我國首次造成重大人員傷亡的電化學儲能電站安全事故,可謂損失重大,教訓深刻,必將影響深遠。連日來儲能行業(yè)和社會各界都在廣泛討論和深入反思:電化學儲能到底能不能發(fā)展、如何發(fā)展、向何處發(fā)展?
(一)我國儲能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,但安全風險也在不斷積累增大
根據(jù)中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會(CESA)的統(tǒng)計,截至2020年底,我國儲能累計裝機35.0GW,其中抽水蓄能裝機32.1GW,占比91.6%,居第一位;電化學儲能裝機約2.5GW,占比7.3%,居第二位。在電化學儲能累計裝機中,鋰離子電池占比87.1%,居第一位。
電化學儲能技術(shù)路線眾多,包括鋰離子電池、鉛蓄電池、液流電池、鈉基電池等,每種技術(shù)路線的技術(shù)特點、成熟度、適合的應用場景以及產(chǎn)業(yè)應用規(guī)模各不相同。鋰離子電池作為一種比能量較高的能量存儲介質(zhì),存在一定的熱失控安全風險,但是從綜合性價比來說,鋰離子電池仍然具有較大的競爭優(yōu)勢,目前我國電化學儲能應用以鋰離子電池為主的格局,是市場充分競爭的結(jié)果,并非人為的干預。
安全是儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程中繞不開的一道坎。近年來,國外已多次發(fā)生鋰離子電池儲能電站(以下簡稱“鋰電儲能電站”)起火爆炸的安全事故,其中韓國發(fā)生近30起儲能電站起火事故,美國亞利桑那州某儲能電站爆炸事故造成多人受傷,英國利物浦某20MW電池儲能電站發(fā)生火災。我國也發(fā)生過多起鋰電儲能電站起火的安全事故,但是對于這些事故案例大多諱莫如深,沒有引起足夠的重視,對于事故的真實原因沒有向社會公布,對于預防與監(jiān)管措施也沒有進行深入探究,最后往往不了了之。這樣看似是對儲能產(chǎn)業(yè)和涉事企業(yè)的呵護,實則錯過了糾偏糾錯的機會。
鋰電儲能電站安全問題不僅僅是鋰離子電池本身的安全問題,而是涉及到儲能系統(tǒng)設計研發(fā)、設備選型、生產(chǎn)制造、電站設計、施工、驗收、運維、退役回收等各個環(huán)節(jié),任何一個環(huán)節(jié)的疏忽都可能釀成大的安全事故?,F(xiàn)階段我國的儲能安全標準還不完善,還沒有強制性的安全標準,導致儲能產(chǎn)品和儲能項目的安全門檻較低,大量沒有經(jīng)過充分安全驗證的儲能系統(tǒng)進入市場,大量不具備專業(yè)技能的人員在從事儲能電站的設計、施工和運維工作,留下了安全隱患。隨著我國鋰電儲能電站越建越多,安全風險也在日漸積累,本次事故就是安全風險的一次爆發(fā),看似偶然,實則必然。
(二)我國儲能產(chǎn)業(yè)需求強勁,但當前發(fā)展仍面臨困局
在我國“30碳達峰/60碳中和”目標下,新能源正在加速發(fā)展,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)已成必然趨勢,電力系統(tǒng)對儲能的需求正在變得越來越強勁。雖然近年來我國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,但是總體上仍處于商業(yè)化發(fā)展初期,面臨著很多困難和挑戰(zhàn)。最主要的痛點包括市場價格機制、安全和成本,這三個方面是相互制約,相輔相成的。
當前我國的電力市場機制和價格機制還不完善,儲能的應用場景很多,但是其收益有限,其價值難以通過價格反映。在儲能電站收益率有限的情況下,投資方不得不盡量降低成本,導致儲能行業(yè)低價中標之風愈演愈烈。有很多技術(shù)手段可以提高儲能系統(tǒng)的安全性,但是會增加相應的成本,部分儲能廠商為了能取得訂單,不得不盡可能降低儲能系統(tǒng)成本,其代價可能是安全和質(zhì)量得不到保障,一旦出現(xiàn)安全事故就會造成“雙輸”的結(jié)果。對于儲能投資方而言,安全性本來應該是優(yōu)先考慮的要素,但是由于我國儲能安全標準和強制檢測認證的缺失,儲能系統(tǒng)的安全性難以客觀評價,而成本則成為了優(yōu)先考慮的要素,導致舍本而逐末,本末倒置。面對國內(nèi)殘酷的低價競爭,部分儲能廠商將重點轉(zhuǎn)向市場機制較為完善的海外市場。
建立完善的市場價格機制,讓儲能項目獲得合理的回報,避免惡性低價競爭,在保障安全底線的基礎上降低儲能成本,也許是破解當前儲能困局的一把鑰匙。
(三)我國儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展是大勢所趨,安全是規(guī)模發(fā)展的基石
儲能作為一種優(yōu)質(zhì)的靈活性資源,可以在高比例新能源電力系統(tǒng)中起到重要的靈活調(diào)節(jié)作用,促進新能源有效利用,提高電力系統(tǒng)安全性,為能源轉(zhuǎn)型提供關(guān)鍵技術(shù)支撐,必將得到大規(guī)模應用。“十四五”期間,我國儲能產(chǎn)業(yè)要完成從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展的轉(zhuǎn)變,但是儲能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有的發(fā)展水平離規(guī)模化發(fā)展的要求還有較大差距,要實現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展,其前提是安全,否則儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就是空中樓閣。
儲能安全問題是一個系統(tǒng)性問題,應以系統(tǒng)性思維進行風險管控,通過科學的方法將儲能電站的安全風險降低到可控范圍,滿足大規(guī)模工程應用的要求。建議從以下幾個方面著手解決儲能安全問題:
一是盡快推進安全標準體系的制定。國外針對儲能系統(tǒng)的安全測試標準受到廣泛關(guān)注,例如以評估電池儲能系統(tǒng)大規(guī)模熱失控蔓延的測試方法UL9540A已受到美國相關(guān)部門和美國權(quán)威行業(yè)規(guī)范的廣泛認可,我國已有部分廠商的儲能產(chǎn)品通過了該項測試。我國亟需建立針對電化學儲能電站安全要求的標準體系,包括強制性國家標準,在此基礎上逐步推動儲能產(chǎn)品(包括儲能系統(tǒng)和部件)、儲能電站的強制安全認證。通過強制安全認證手段,能夠客觀公正地評價不同儲能產(chǎn)品、儲能電站的安全水平,從而設定安全門檻,促進整個儲能行業(yè)安全水平的提升。
二是完善市場價格機制,形成良性競爭的市場氛圍。面對新時期能源發(fā)展的需求,應盡快完善市場機制和價格機制來激活儲能市場,激勵儲能技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新,促進儲能產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展,擺脫儲能項目收益率低、以犧牲安全性為代價壓低成本的困局。
三是加強儲能技術(shù)創(chuàng)新,構(gòu)建多層級安全防護體系。針對鋰電儲能系統(tǒng)熱失控的特點,可通過技術(shù)創(chuàng)新來提升儲能系統(tǒng)的安全性,按照“預防為主,多層級防護”的設計理念來構(gòu)建整個鋰電儲能電站,降低發(fā)生系統(tǒng)級熱失控的風險。一旦發(fā)生系統(tǒng)級的熱失控,也要有完善的消防預案,不致引起人員傷亡和發(fā)生次生災害。
四是加強儲能電站全生命周期管理。對于儲能電站的立項審批、設計、施工、驗收、運維、退役、回收等各個環(huán)節(jié)都應制訂相關(guān)的標準和流程,對安全問題層層把關(guān)。主管單位、消防部門應對儲能項目的安全性、環(huán)保性、消防預案進行嚴謹?shù)脑u估,不能走過場。
五是加強儲能專業(yè)技能人才的培養(yǎng)。除了通過高校培養(yǎng)儲能專業(yè)人才之外,還要特別重視對儲能一線作業(yè)人才的培養(yǎng),包括負責儲能設備運輸、安裝、調(diào)試運維、消防的一線作業(yè)人員。這些一線作業(yè)人員對鋰電儲能系統(tǒng)要有足夠的理論認知和實際操作技能,在日常維護中能夠敏銳地發(fā)現(xiàn)問題與隱患,面對突發(fā)問題時能夠采取正確的處理措施,避免小問題發(fā)展成大事故。建議對關(guān)鍵崗位的儲能一線作業(yè)人員進行專業(yè)培訓和考核,持證上崗。
六是通過保險機制降低儲能風險。針對電化學儲能電站利益相關(guān)方對安全和質(zhì)量的訴求,國內(nèi)外已有部分儲能產(chǎn)品和儲能項目購買了商業(yè)保險。建議探索儲能行業(yè)的保險機制,通過保險為儲能產(chǎn)品和項目運營提供全生命周期保障。
面對儲能安全事故,沒有必要恐慌,應客觀理性地看待儲能行業(yè)現(xiàn)狀,腳踏實地地解決實際問題,科學系統(tǒng)地籌劃儲能行業(yè)未來。正本清源,以事故為鑒,守住儲能安全的底線;危中有機,面向未來,做可持續(xù)發(fā)展的儲能產(chǎn)業(yè),這既是每一位儲能行業(yè)從業(yè)者的責任和擔當,也是每一個儲能企業(yè)的使命和機遇。
原標題:正本清源,化危為機——安全是儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展的基石