文|光伏頭條?

近日，中國電工技術學會正式發布《磷酸鐵鋰電池儲能艙早期安全預警系統技術規范》，該標準提出的磷酸鐵鋰電池儲能艙早期安全預警技術，通過聲音（極微壓）、氣體、圖像三級特征預警技術，可以盡早發現儲能艙內部微小局部故障，及時自動判別消除安全隱患，有效預防兆瓦級及以上規模鋰離子電池儲能設備熱失控、排除由此引起的起火、爆炸風險，將有效降低安全事故發生率，減少人員傷亡和經濟損失；同時降低儲能電站的后期維護成本，增加儲能電站投入運行的時間占比，提高儲能電站的經濟效益。

自2021年4月16日北京大紅門儲能電站起火爆炸震動行業內外以來，儲能安全受到業內高度重視，但由于儲能市場倍增式增長，大量資本、企業跨界進入，儲能產品品質良莠不齊，儲能安全的風險在加大。

儲能安全是一個系統工程，從設備層面來看，電芯、逆變器、溫控、消防系統均關乎運行安全；從儲能全生命周期來看，設計、制造、運輸、安裝、調試、運維等各個環節，任何環節出現問題都會給電站安全埋下隱患。

儲能安全既需要產業界創新技術、提高品質，從產品層面實現本質安全，也需要監管機構進一步完善規則、標準，構建覆蓋儲能全生命周期的監管體系，不留盲點。

磷酸鐵鋰電池更安全

近年來全世界各地頻發儲能電站失火事件，據國際能源網（微信公眾號：inencom）不完全統計，從2018年至2022年期間，世界范圍內儲能電站著火事件將近40起，這些事故有一些顯著的共同點，大部分選用的是三元鋰電池技術。

三元鋰電池中含有鎳，鎳能增加三元鋰電池的能量密度，但同時也會降低電池內部的穩定性，增加安全風險，鎳的占比越高，鈷、錳等的比例就越低，三元電池的不穩定性就更高，出現事故的概率也會增大。

三元鋰電池熱失控溫度約200℃，高溫下電池內部化學反應更為劇烈，反應過程中會產生氧分子，加劇易燃氣體燃燒，甚至可能在極短時間內產生爆燃。

磷酸鐵鋰電池的耐熱性要好的多，熱失控溫度可以達到800度以上，這就大大提高了安全性。另外，磷酸鐵鋰電池熱失控后，不會像三元鋰那樣釋放氧分子，這樣就降低了燃燒的烈度。

在儲能領域，安全是紅線。磷酸鐵鋰電池更安全，成本也更低，這也契合對對成本極為敏感的儲能。

磷酸鐵鋰電池正在日益成為儲能的主流。在國內，基本都是使用磷酸鐵鋰電池，從全球來看，儲能巨頭特斯拉、LG新能源也在轉向磷酸鐵鋰電池。

儲能需要系統安全觀

僅僅選擇磷酸鐵鋰電池還不夠，北京大紅門儲能電站采用的就是磷酸鐵鋰電池，分析那些起火的三元鋰電池儲能電站，也不全是三元鋰的問題。

儲能電芯的一致性是儲能很多問題的根源。電池模組中電芯如果一致性較差，使用同一電流進行充放電時,會造成某些電池的過充或過放，這會導致電芯的循環使用壽命降低，影響儲能電站的使用年限。

更嚴重的是，電池過充，可能引發電芯發熱、脹氣甚至起火爆炸。

儲能電芯的一致性要求極高。用動力電池作為對比，特斯拉Model Y 滿電約80Kwh，現在的大型儲能電站可以達到1Gwh，安裝電芯超過150萬顆，儲能電芯的一致性要求可以達到動力電池的一萬倍以上。

現在儲能市場快速增長，很多資本、企業跨界進入，電芯產品良莠不齊，加上電芯的一致性問題，在交付初期還不明顯，這就給業主在安全和財務上埋下了隱患。

電芯是儲能電視事故的源頭，電芯安全對儲能安全至關重要，但儲能系統由電池芯、模塊、電池管理、電力轉換等子系統組成，任何部分出現問題都可能導致電站事故，儲能需要做到系統安全。

舉例來說，如果電芯過充溫度升高直至起火，責任不全在電芯。電池管理系統(BMS)功能有過充保護（OVP）、過放保護（UVP）、過溫保護（OTP）、過流保護（OCP）等，發生意外，電池管理系統會立刻切斷電源，如果最終起火，電池熱解，說明電池管理系統也失效了。

再比如，儲能電站還會配備消防滅火系統，這是儲能電站的最后一道安全關口，如果最終起火，也說明消防滅火系統沒有正常工作。

儲能的電芯、逆變器、溫控、消防系統均關乎運行安全，而在儲能全生命周期的設計、制造、運輸、安裝、調試、運維等環節，也與儲能安全息息相關。

比如，儲能電站運行維護過程中的不合理碰撞、不合理的過充過放，或者環境溫度的劇烈改變，都可能造成電池漏液等情況，引發起火事故。

確保儲能安全首先要樹立系統安全觀，不管在設備層面，還是在全生命周期管理上，都需要確保每個環節安全，不留隱患。

儲能呼喚“核電級”安全

以電池儲能為主的新型儲能是保障新型電力系統安全穩定運行的重要技術和基礎裝備，也是實現“雙碳”目標的重要支撐，確保儲能安全，才能保證新型電力系統安全穩定運行和“雙碳”目標的安全實現。

曾毓群呼吁，儲能電站需要從設計、選型、施工、運維、報廢回收全流程向核電的安全理念學習。

曾毓群兩會提案中建議，參照核電級安全，建立以失效概率為依據的電池儲能系統安全分級評估體系，并將該體系納入到重大項目招標條件，引導電池儲能邁向以“核電級安全”為標桿的高質量發展。

對產業界來說，需要加強儲能系統的技術攻關，尤其是對儲能電站的安全預警、阻燃隔熱、消防滅火等技術的創新尤為重要，同時在儲能電站的設計上，要強化熱管理系統的配置，避免儲能電站因為熱失控出現問題。

行業組織需要進一步完善標準，促進行業內系統和管理的兼容，提升行業整體安全水平，同時引導企業和第三方機構建設大規模儲能系統故障失火模擬試驗平臺以及儲能電站實證測試平臺，通過實證測試，弄清儲能電站起火的發生機理，為后續技術解決方案提供基礎。

對業主單位來說，需要建立鋰電池全生命周期的管理制度，確保可以實時檢測、免拆解定位到問題電池，電池出現問題可提前預警。

政府機構也要加強管理，完善規章制度，設立專門機構對儲能電站的安全性進行監管，便于提前發現問題，防患于未然。

儲能市場正處于快速發展中，要想實現良性健康發展，安全性是第一要務，預計到2060年，電力系統需要的儲能將在10億千瓦左右，如此巨大的規模，需要政府部門、行業組織和企業協同努力，比照核電安全理念，構建“核電級”儲能安全體系。