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美国储能事故敲响警钟
日期:2024.06.11 资讯来源:新华网 浏览人次:992

5月28日,位于美国加利福尼亚州的Gateaway储能电站火灾事故终于划上句号,加州消防局宣布解除警告。Gateaway储能电站火灾发生于5月15日,加州消防局出动40名消防员和5辆消防车处置火情,经历断续复燃,到最终解除警告,Gateaway储能电站持续燃烧了近两周。

Gateaway储能电站装机规模250MW/250MWh,2020年8月19日并网,曾是世界最大的电池储能项目。

当下,新型储能正在全球高速增长,中国是世界最大的储能市场。中关村储能产业技术联盟数据显示,2023年中国新增投运新型储能装机规模21.5 GW/46.6 GWh,占全球新增装机接近50%,其中锂电储能占比97%。

Gateaway储能电站发生火灾,引发国内高度关注,储能安全再次成为焦点。在这一背景下,就Gateaway储能电站事故、储能安全性及行业规范,远景集团高级副总裁、远景储能总裁田庆军接受了新华网的采访。

复盘美国储能电站火灾:技术与设计相对落后

根据公开资料,Gateaway储能电站由美国LS Power运营,韩国LG Chem提供三元锂电池,日本NEC ES提供系统解决方案。

田庆军告诉新华网记者,国内外发生储能事故,远景储能都会第一时间复盘研究,这次也不例外,Gateaway储能电站发生火灾至少有三点原因:

第一、电芯老旧。该项目2020年并网,至今已有四年,当时应用的三元锂技术相对而言比较落后。三元锂电池热失控温度一般在120-140℃之间,而国内主流的磷酸铁锂技术热失控温度在250-300℃,相比之下更安全。

第二、安全设计和热失控管理不合理,该电站采用建筑物式叠层布局,增加了火灾风险,与当前国内储能电站多重防护、箱式结构相差较大。

第三、运维手段单一,监控系统智能化程度不高,存在很多盲点盲区,预警未起到作用。

Gateway储能电站事故还有一个特征是复燃,这也是导致这次火灾事故持续长达两周的重要原因,这也与三元锂电池的特性有关。

三元锂电池发生热失控,会产生大量氢、氧等可燃气体,燃烧反应剧烈;相较之下,磷酸铁锂电池热失控后,不会产生氧气,氧气作为助燃剂是燃烧的必要条件,这可以通过隔绝空气,较容易的阻止热失控蔓延。

田庆军指出,“储能安全核心还是电芯,三元锂电池发生着火甚至爆炸的案例,其实在全球屡见不鲜,这也不是第一次。当下国内的磷酸铁锂技术要比三元锂安全很多,这是目前国内要坚持的道路。”

多维技术创新护航 储能安全可防可控

田庆军认为,电化学储能安全是可管可控的,关键在于如何通过技术创新来提升系统的整体安全。他提出,在设计阶段,可以从多个维度进行技术创新以提升储能系统的安全性。

首先,改进电芯的设计和制造以提升其本征安全是关键。通过优化电芯的结构和材料,可以降低热失控等安全风险;其次,增强Pack设计以防止热失控蔓延也至关重要。比如,在电芯之间增加安全隔离垫—气溶胶,可以有效地阻隔热失控的蔓延,保护整体系统安全。

此外,优化电气和机械设计也是提升储能系统安全性的重要部分。电气设计要确保在各种外部短路下及时保护整个系统不受干扰,机械设计则确保面临坍塌或倒机柜等机械冲击,储能系统仍能保证安全。最后,完善消防设计和智能监控系统必不可少。这些系统提前预警,并在热失控后,从Pack到系统多层自动消防,实现精准灭火,层层阻隔,将事故影响控制在最小范围。

据介绍,远景储能秉持“预防为主,防消结合”的安全理念,通过全栈安全设计,打造超安全储能解决方案。

远景储能通过大数据和智能监控提前预警,精准识别电压等参数,快速探测识别潜在隐患,提前消除安全隐患;构建了“电芯-Pack-系统级”三道防火墙,单颗电芯热失控,通过智能监控发现后,用气溶胶隔离,整体替换;到Pack级,启动自动消防,替换PACK,及时阻隔,以免影响整体系统安全;到系统层面,还有另外的消防系统,保证不会影响周边失火或对电网造成冲击。

政企合力打造更高水平储能安全

田庆军指出,这两年的技术进步比较快,但几年前的储能系统产品,在消防和预防方面做得不够好,电芯质量在设计上也存在不足,这会带来一定的隐患;此外,行业快速爆发,很多企业跨界进入,还有一些小企业,在资本推动下快速做大,导致产品、技术质量良莠不齐;另外,过去几年,很多储能电站是在强配政策下投建的,也没有调用,风险还没有释放出来。

据了解,行业内一些不规范竞争行为也助长了安全风险。一些企业为了销售储能产品,会利用手中的风光资源或资产捆绑销售,迫使收购方使用其储能产品,这降低了投资方在储能选择上的门槛,可能牺牲对储能安全的要求。

田庆军建议,投运三年以上的储能电站、非磷酸铁锂技术路线的储能电站和新能源强配、没有调用的储能电站,都需要自查自纠,进行一次全面检查。

“这不仅是防患于未然,通过对老旧产品、投运产品进行回溯,对未来新产品的开发也会有指导价值。”田庆军说。

当前,行业内已经形成共识,高水平储能安全离不开企业和政府的合力。企业需要树立安全红线意识,在行业激烈竞争的当下,守住安全与质量的底线,也需要企业不断技术创新,实现储能的极致安全;相关政府部门则需要通过制定和完善相关政策来规范市场,加强产品质量和安全的监管。此外,政府还可以加大对储能技术研发和创新的支持,推动行业技术不断升级。

“只有通过充分的市场竞争和规范的市场行为才能确保储能行业的安全、稳定和持续发展;同时政府的支持和监管也必不可少;呼吁全行业共同努力为储能行业的良性发展做出贡献。”田庆军说。(杨静)


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