儲能行業事故頻發
2021年7月23日,國家發展改革委、國家能源局發布的《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》提出,到2025年,新型儲能裝機規模達3000萬千瓦以上。到2030年,實現新型儲能全面市場化發展。
在政策的引導下,實際投資數據以及新能源企業的股價走勢,都表明儲能行業已由摸著石頭過河的階段,切換至高速發展之路,但步子邁的太大了會扯著蛋。目前,國內儲能在電網側、發電側、用戶側均出現過不同程度的火災事故,安全問題已然成為懸在儲能行業頭上的“達摩克利斯之劍”。
當前,儲能電站所使用的主要介質以鋰電池為主,鋰電池負極材料以碳材料、合金材料、鈦酸鋰為主。由于碳與鋰的電位接近,當電池過充電時會在碳電極表面析出金屬鋰形成鋰枝晶,鋰枝晶長大會刺穿電池隔膜引發短路;而以合金類材料作為負極材料的鋰離子電池,在充放電的過程中,由于電池體積會發生較大變化,同樣可能導致穿透隔膜,造成短路和熱失控。這些短路成為鋰電池起火甚至爆炸的重要原因。
對于儲能電站而言,除了鋰電池本身的問題外,系統安全、電氣安全以及施工安裝等同樣可能導致火災事故發生。
儲能電站安全事故為何頻頻發生?有沒有可靠有效的方法預防事故或降低損失?事實上,儲能電站安全問題是系統性問題,往往由某一因素引發、多因素交互作用演化發展,最終導致儲能的起火或爆炸。儲能電站發生安全事故主要有以下原因:
1. 直接誘因
本體故障:電池制造過程的瑕疵及電池老化帶來的儲能系統安全性退化。
外部激源:儲能電池在外界電、熱激源刺激下,電池會發生熱失控反應,釋放出大量高溫可燃的氣液混合物,遇到外部空氣中的氧氣,在條件合適的時候,就會發生爆炸。
環境因素:外界的電、熱干擾都會影響到儲能系統,因此一般都對儲能系統的環境有要求,比如避免環境溫度過高。
系統故障:目前的儲能鋰電池系統多數缺乏內部可控的安全設計,一旦某個電池出現熱失控,很容易導致電池系統的整體失控。
2. 人為因素
操作失誤或現場處置不當:儲能是個高電壓、高能量的系統,在集成、安裝、調試、運行等過程中,現場人員如果操作失誤或者現場處置不當,很容易會出現安全問題。
3. 根本原因
制度不健全和管理不規范:一方面與電動汽車行業100多項國家標準相比,儲能行業的國家標準還不到20項,很多工作的開展依舊沒有規范可循,也沒有相應的安全制度與監管,建立健全的儲能技術標準和檢測認證體系已迫在眉睫。另一方面,儲能企業也許進一步完做好技術開發、功能集成、安裝調試、運行維護等方面的風險識別與控制,完善內部安全管理制度規程。