儲能行業(yè)事故頻發(fā)
2021年7月23日,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲能發(fā)展的指導意見(jiàn)》提出,到2025年,新型儲能裝機規模達3000萬(wàn)千瓦以上。到2030年,實(shí)現新型儲能全面市場(chǎng)化發(fā)展。
在政策的引導下,實(shí)際投資數據以及新能源企業(yè)的股價(jià)走勢,都表明儲能行業(yè)已由摸著(zhù)石頭過(guò)河的階段,切換至高速發(fā)展之路,但步子邁的太大了會(huì )扯著(zhù)蛋。目前,國內儲能在電網(wǎng)側、發(fā)電側、用戶(hù)側均出現過(guò)不同程度的火災事故,安全問(wèn)題已然成為懸在儲能行業(yè)頭上的“達摩克利斯之劍”。
當前,儲能電站所使用的主要介質(zhì)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(guò)充電時(shí)會(huì )在碳電極表面析出金屬鋰形成鋰枝晶,鋰枝晶長(cháng)大會(huì )刺穿電池隔膜引發(fā)短路;而以合金類(lèi)材料作為負極材料的鋰離子電池,在充放電的過(guò)程中,由于電池體積會(huì )發(fā)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(wèn)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(fā)生。
儲能電站安全事故為何頻頻發(fā)生?有沒(méi)有可靠有效的方法預防事故或降低損失?事實(shí)上,儲能電站安全問(wèn)題是系統性問(wèn)題,往往由某一因素引發(fā)、多因素交互作用演化發(fā)展,最終導致儲能的起火或爆炸。儲能電站發(fā)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(guò)程的瑕疵及電池老化帶來(lái)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(huì )發(fā)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(shí)候,就會(huì )發(fā)生爆炸。
環(huán)境因素:外界的電、熱干擾都會(huì )影響到儲能系統,因此一般都對儲能系統的環(huán)境有要求,比如避免環(huán)境溫度過(guò)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(gè)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(chǎng)處置不當:儲能是個(gè)高電壓、高能量的系統,在集成、安裝、調試、運行等過(guò)程中,現場(chǎng)人員如果操作失誤或者現場(chǎng)處置不當,很容易會(huì )出現安全問(wèn)題。
3. 根本原因
制度不健全和管理不規范:一方面與電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)100多項國家標準相比,儲能行業(yè)的國家標準還不到20項,很多工作的開(kāi)展依舊沒(méi)有規范可循,也沒(méi)有相應的安全制度與監管,建立健全的儲能技術(shù)標準和檢測認證體系已迫在眉睫。另一方面,儲能企業(yè)也許進(jìn)一步完做好技術(shù)開(kāi)發(fā)、功能集成、安裝調試、運行維護等方面的風(fēng)險識別與控制,完善內部安全管理制度規程。