題記:日前,某地儲(chǔ)能電站發(fā)生的一起安全事故再一次把電化學(xué)儲(chǔ)能的安全性提上了行業(yè)“熱搜”,此后,多個(gè)涉及儲(chǔ)能的電站被要求暫停運(yùn)行進(jìn)行整改,但這并不意味著儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的停滯,更多的鞭策來自于提醒行業(yè)重視儲(chǔ)能安全性問題。安全與降本,應(yīng)當(dāng)并列為當(dāng)前儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的兩大當(dāng)務(wù)之急。
在30·60的大目標(biāo)下,碳中和與新型電力系統(tǒng)相輔相成,共同指向了發(fā)展可再生能源的緊迫性。顯然,未來在以新能源為主體的電力系統(tǒng)中,無論是基于穩(wěn)定性電力輸出還是調(diào)峰調(diào)頻的需求,作為重要的技術(shù)支撐和基礎(chǔ)裝備,儲(chǔ)能必不可少并且被寄予厚望。
儲(chǔ)能在這場(chǎng)氣候轉(zhuǎn)型大任中的關(guān)鍵價(jià)值,也體現(xiàn)在相關(guān)的政策文件中。4月21日,國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局首次印發(fā)《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》,文件對(duì)儲(chǔ)能建設(shè)運(yùn)行要求、儲(chǔ)能備案并網(wǎng)流程、儲(chǔ)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及管理體系等提出了明確要求。不僅如此,去年以來,多個(gè)省份針對(duì)新能源與儲(chǔ)能設(shè)施配套進(jìn)行了明確的規(guī)定,并且提出了對(duì)于新能源配套儲(chǔ)能的具體要求。
潛力無限,儲(chǔ)能安全性成關(guān)鍵
氣候轉(zhuǎn)型的國(guó)家大戰(zhàn)略給予了儲(chǔ)能行業(yè)前景無限的發(fā)展空間,但北京儲(chǔ)能電站事故帶來的慘痛教訓(xùn)仍歷歷在目。事實(shí)上,自2017年以來,全球已發(fā)生30起以上儲(chǔ)能相關(guān)的安全事故,這對(duì)于國(guó)內(nèi)即將爆發(fā)的儲(chǔ)能市場(chǎng)來說,這些案例帶來的壓力巨大。
對(duì)于儲(chǔ)能行業(yè)自身來說,相比于未來可期的由規(guī)?;瘞淼某掷m(xù)降本以及需要解決的技術(shù)性問題,安全問題是規(guī)?;l(fā)展前務(wù)必要重視解決的問題。
圖片來源:TüV南德
TüV南德曾針對(duì)某海外國(guó)家2年發(fā)生的23起儲(chǔ)能電站起火事故進(jìn)行了分析,其中充電完成后待機(jī)中發(fā)生火災(zāi)14起,充放電過程中6起,安裝、施工中3起,太陽能風(fēng)力并網(wǎng)電站17起,需求管理電站4起,調(diào)頻電站2起。從安裝時(shí)間來看,1年以下16起,1-2年3起,2年以上4起。
報(bào)告中詳細(xì)分析了這些儲(chǔ)能電站發(fā)生事故的原因,其中包括電池系統(tǒng)的電氣保護(hù)系統(tǒng)缺陷、運(yùn)行環(huán)境不足(結(jié)露嚴(yán)重并且容易暴露在大量灰塵中)、安裝質(zhì)量問題、ESS集成控制和保護(hù)系統(tǒng)缺陷以及電池的制造缺陷(長(zhǎng)時(shí)間在惡劣環(huán)境下使用會(huì)帶來風(fēng)險(xiǎn))等。
作為一個(gè)能量/電力儲(chǔ)存系統(tǒng),儲(chǔ)能的安全問題實(shí)際上是一個(gè)系統(tǒng)性的問題,其中既有電池及BMS(電池管理系統(tǒng))相關(guān)的技術(shù)或者運(yùn)行因素,同時(shí)也涉及到儲(chǔ)能電站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成及后期運(yùn)營(yíng)管理等方面。在解決解決儲(chǔ)能安全性問題方面,上述幾個(gè)維度缺一不可,這也給從事儲(chǔ)能業(yè)務(wù)的企業(yè)提出了挑戰(zhàn)。
儲(chǔ)能安全,缺一不可
如上述所言,對(duì)于儲(chǔ)能相關(guān)企業(yè)來說,安全性問題儼然已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。而解決儲(chǔ)能安全性問題,不能僅僅針對(duì)某一個(gè)單一的環(huán)節(jié),必須要從整個(gè)系統(tǒng)的角度進(jìn)行考量。那么儲(chǔ)能電站究竟能否安全運(yùn)營(yíng)?溫故而知新,這或許可以從已有的案例來一探究竟。
作為專業(yè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商,從2006年涉足儲(chǔ)能至今,陽光電源已經(jīng)積累了超過3500+套的集成經(jīng)驗(yàn),連續(xù)五年儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)位列中國(guó)第一,集成系統(tǒng)服務(wù)于全球各種復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景,至今未出現(xiàn)過一例安全事故。這一數(shù)據(jù)對(duì)于當(dāng)前處于關(guān)鍵時(shí)期的儲(chǔ)能行業(yè)來說,尤為重要。這意味著,儲(chǔ)能電站可以做到安全運(yùn)營(yíng),但這需要建立在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)層面深刻理解并且持續(xù)積累運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上。
從上述事故原因分析中也可以看出,與電池及BMS(電池管理系統(tǒng))相關(guān)的因素是導(dǎo)致儲(chǔ)能電站發(fā)生事故的最直接原因。基于此,陽光電源在儲(chǔ)能領(lǐng)域配置了專業(yè)的研發(fā)體系,擁有PCS、電池、EMS、材料、儲(chǔ)能系統(tǒng)集成等各個(gè)專業(yè)的高科技人才,研發(fā)隊(duì)伍占比40%以上,從源頭重視安全事故的誘發(fā)因素。目前,陽光電源在儲(chǔ)能系統(tǒng)集成領(lǐng)域獲得相關(guān)專利300余項(xiàng),其中僅安全相關(guān)專利多達(dá)100余項(xiàng)。
不僅如此,除了在研發(fā)與經(jīng)驗(yàn)方面的積累之外對(duì)于儲(chǔ)能安全的問題,陽光電源形成了從電池單體、模組、電池簇、電池系統(tǒng)管理到PCS的全方位保護(hù)體系,全方位保障儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全運(yùn)行。尤其針對(duì)儲(chǔ)能電池直流側(cè)的安全管理方面,陽光電源采用了“防”、“護(hù)”、“消”、“泄”的儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)規(guī)則,未雨綢繆,避免或者降低儲(chǔ)能安全事故帶來的隱患。
防護(hù)消泄+運(yùn)維服務(wù)全方位保障電站安全
一般來說,儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全事故,往往是由于缺乏有效的防護(hù)措施,導(dǎo)致電池或其他設(shè)備出現(xiàn)不安全因素,如過充、過放、拉弧、對(duì)地絕緣故障等。那么對(duì)于故障預(yù)“防”的重要性便體現(xiàn)出來。
第一步“防”,即預(yù)防。陽光電源通過高精度的四級(jí)電池管理系統(tǒng)、直流回路防呆連接設(shè)計(jì)、回路連接松動(dòng)智能識(shí)別和高標(biāo)準(zhǔn)材料選型,全面的安全防護(hù),預(yù)防電激源、熱激源、機(jī)械激源的產(chǎn)生。
如果熱失控誘因已經(jīng)激發(fā),那么就需要第二步“護(hù)”,陽光電源在這一步設(shè)置了四級(jí)熔斷保護(hù)+快速聯(lián)動(dòng)保護(hù)機(jī)制+高安規(guī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),包括在模組之間、開關(guān)盒、電池控制柜和PCS四個(gè)層級(jí)都設(shè)有熔斷保護(hù),電池、PCS、消防及空調(diào)等設(shè)備可實(shí)現(xiàn)ms級(jí)快速聯(lián)動(dòng),系統(tǒng)具備直流250kA及交流50kA短路耐受能力等等,避免電池自身的熱失控或是連接處拉弧引燃進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。
然而,一旦防、護(hù)兩大措施失靈,對(duì)于儲(chǔ)能設(shè)施來說,如何避免發(fā)生更大的損失、保護(hù)人員安全將成為重中之重。在缺乏可靠的消防措施時(shí),如果火災(zāi)在初期無法得到有效抑制,將會(huì)迅速蔓延,最終演變?yōu)榇笠?guī)模的火災(zāi)。
所以,最后兩步“消”與“泄”便是防止事態(tài)擴(kuò)大、保護(hù)人員安全的關(guān)鍵兩步。在這兩步中,陽光電源通過“消”即可燃?xì)怏w檢測(cè) +主動(dòng)排風(fēng)系統(tǒng)+水消防與“泄”即快速的泄壓防爆,杜絕爆炸風(fēng)險(xiǎn),降低事故帶來的損失與傷害。
除了“防”、“護(hù)”、“消”、“泄”四步之外,針對(duì)儲(chǔ)能安全性問題,陽光電源還在品控、測(cè)試驗(yàn)證以及全生命周期的安全指導(dǎo)和定期安全巡視方面做足了功課。比如,按照A品電芯篩選確保電芯一致性,利用MES和條碼追溯系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)電芯數(shù)據(jù)的100%追溯;從電芯到系統(tǒng)全方位驗(yàn)證,通過最高安全標(biāo)準(zhǔn)UL9540、UL9540A認(rèn)證;提供線上線下安全培訓(xùn),專業(yè)的售后隊(duì)伍,周期性現(xiàn)場(chǎng)巡視,對(duì)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)給出整改建議、通過本地監(jiān)控系統(tǒng)+數(shù)據(jù)采集+數(shù)據(jù)分析的綜合系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)并預(yù)警等,力保儲(chǔ)能電站實(shí)現(xiàn)全生命周期的安全運(yùn)行。
實(shí)際上,盡管儲(chǔ)能元年的口號(hào)已經(jīng)喊了幾年,但國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能的真正爆發(fā),直到碳中和與新型電力系統(tǒng)的提出,也就是2021年才算真正走入“元年”。在陽光電源一季度財(cái)報(bào)中,儲(chǔ)能業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)了3.8億元的營(yíng)收,同比大增350%。陽光電源在儲(chǔ)能領(lǐng)域年復(fù)一年的堅(jiān)守與努力,不僅僅體現(xiàn)在財(cái)務(wù)數(shù)據(jù),也將在中國(guó)這場(chǎng)氣候轉(zhuǎn)型的大任中得以凸顯。
在助力碳中和的路上,儲(chǔ)能必不可少。對(duì)于從事儲(chǔ)能的企業(yè)來說,路漫漫其修遠(yuǎn)兮,但這場(chǎng)“戰(zhàn)役”值得且重要!
評(píng)論