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正本清源,化危为机——安全是储能产业规模发展的基石

作者:江卫良 来源:中国储能网 发布时间:2021-04-19 浏览:次
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中国储能网讯:2021年4月16日下午,北京市丰台区某大型储能电站发生火灾事故。在事故救援过程中,2名消防员不幸牺牲,1名消防员受伤,1名电站内员工失联。该事故是我国首次造成重大人员伤亡的电化学储能电站安全事故,可谓损失重大,教训深刻,必将影响深远。连日来储能行业和社会各界都在广泛讨论和深入反思:电化学储能到底能不能发展、如何发展、向何处发展?

(一)我国储能产业快速发展,但安全风险也在不断积累增大

根据中国化学与物理电源行业协会储能应用分会(CESA)的统计,截至2020年底,我国储能累计装机35.0GW,其中抽水蓄能装机32.1GW,占比91.6%,居第一位;电化学储能装机约2.5GW,占比7.3%,居第二位。在电化学储能累计装机中,锂离子电池占比87.1%,居第一位。

电化学储能技术路线众多,包括锂离子电池、铅蓄电池、液流电池、钠基电池等,每种技术路线的技术特点、成熟度、适合的应用场景以及产业应用规模各不相同。锂离子电池作为一种比能量较高的能量存储介质,存在一定的热失控安全风险,但是从综合性价比来说,锂离子电池仍然具有较大的竞争优势,目前我国电化学储能应用以锂离子电池为主的格局,是市场充分竞争的结果,并非人为的干预。

安全是储能产业发展进程中绕不开的一道坎。近年来,国外已多次发生锂离子电池储能电站(以下简称“锂电储能电站”)起火爆炸的安全事故,其中韩国发生近30起储能电站起火事故,美国亚利桑那州某储能电站爆炸事故造成多人受伤,英国利物浦某20MW电池储能电站发生火灾。我国也发生过多起锂电储能电站起火的安全事故,但是对于这些事故案例大多讳莫如深,没有引起足够的重视,对于事故的真实原因没有向社会公布,对于预防与监管措施也没有进行深入探究,最后往往不了了之。这样看似是对储能产业和涉事企业的呵护,实则错过了纠偏纠错的机会。

锂电储能电站安全问题不仅仅是锂离子电池本身的安全问题,而是涉及到储能系统设计研发、设备选型、生产制造、电站设计、施工、验收、运维、退役回收等各个环节,任何一个环节的疏忽都可能酿成大的安全事故。现阶段我国的储能安全标准还不完善,还没有强制性的安全标准,导致储能产品和储能项目的安全门槛较低,大量没有经过充分安全验证的储能系统进入市场,大量不具备专业技能的人员在从事储能电站的设计、施工和运维工作,留下了安全隐患。随着我国锂电储能电站越建越多,安全风险也在日渐积累,本次事故就是安全风险的一次爆发,看似偶然,实则必然。

(二)我国储能产业需求强劲,但当前发展仍面临困局

在我国“30碳达峰/60碳中和”目标下,新能源正在加速发展,构建以新能源为主体的新型电力系统已成必然趋势,电力系统对储能的需求正在变得越来越强劲。虽然近年来我国储能产业发展较快,但是总体上仍处于商业化发展初期,面临着很多困难和挑战。最主要的痛点包括市场价格机制、安全和成本,这三个方面是相互制约,相辅相成的。

当前我国的电力市场机制和价格机制还不完善,储能的应用场景很多,但是其收益有限,其价值难以通过价格反映。在储能电站收益率有限的情况下,投资方不得不尽量降低成本,导致储能行业低价中标之风愈演愈烈。有很多技术手段可以提高储能系统的安全性,但是会增加相应的成本,部分储能厂商为了能取得订单,不得不尽可能降低储能系统成本,其代价可能是安全和质量得不到保障,一旦出现安全事故就会造成“双输”的结果。对于储能投资方而言,安全性本来应该是优先考虑的要素,但是由于我国储能安全标准和强制检测认证的缺失,储能系统的安全性难以客观评价,而成本则成为了优先考虑的要素,导致舍本而逐末,本末倒置。面对国内残酷的低价竞争,部分储能厂商将重点转向市场机制较为完善的海外市场。

建立完善的市场价格机制,让储能项目获得合理的回报,避免恶性低价竞争,在保障安全底线的基础上降低储能成本,也许是破解当前储能困局的一把钥匙。

(三)我国储能产业规模发展是大势所趋,安全是规模发展的基石

储能作为一种优质的灵活性资源,可以在高比例新能源电力系统中起到重要的灵活调节作用,促进新能源有效利用,提高电力系统安全性,为能源转型提供关键技术支撑,必将得到大规模应用。“十四五”期间,我国储能产业要完成从商业化初期向规模化发展的转变,但是储能产业现有的发展水平离规模化发展的要求还有较大差距,要实现规模化发展,其前提是安全,否则储能产业的发展就是空中楼阁。

储能安全问题是一个系统性问题,应以系统性思维进行风险管控,通过科学的方法将储能电站的安全风险降低到可控范围,满足大规模工程应用的要求。建议从以下几个方面着手解决储能安全问题:

一是尽快推进安全标准体系的制定。国外针对储能系统的安全测试标准受到广泛关注,例如以评估电池储能系统大规模热失控蔓延的测试方法UL9540A已受到美国相关部门和美国权威行业规范的广泛认可,我国已有部分厂商的储能产品通过了该项测试。我国亟需建立针对电化学储能电站安全要求的标准体系,包括强制性国家标准,在此基础上逐步推动储能产品(包括储能系统和部件)、储能电站的强制安全认证。通过强制安全认证手段,能够客观公正地评价不同储能产品、储能电站的安全水平,从而设定安全门槛,促进整个储能行业安全水平的提升。

二是完善市场价格机制,形成良性竞争的市场氛围。面对新时期能源发展的需求,应尽快完善市场机制和价格机制来激活储能市场,激励储能技术创新和商业模式创新,促进储能产业的持续健康发展,摆脱储能项目收益率低、以牺牲安全性为代价压低成本的困局。

三是加强储能技术创新,构建多层级安全防护体系。针对锂电储能系统热失控的特点,可通过技术创新来提升储能系统的安全性,按照“预防为主,多层级防护”的设计理念来构建整个锂电储能电站,降低发生系统级热失控的风险。一旦发生系统级的热失控,也要有完善的消防预案,不致引起人员伤亡和发生次生灾害。

四是加强储能电站全生命周期管理。对于储能电站的立项审批、设计、施工、验收、运维、退役、回收等各个环节都应制订相关的标准和流程,对安全问题层层把关。主管单位、消防部门应对储能项目的安全性、环保性、消防预案进行严谨的评估,不能走过场。

五是加强储能专业技能人才的培养。除了通过高校培养储能专业人才之外,还要特别重视对储能一线作业人才的培养,包括负责储能设备运输、安装、调试运维、消防的一线作业人员。这些一线作业人员对锂电储能系统要有足够的理论认知和实际操作技能,在日常维护中能够敏锐地发现问题与隐患,面对突发问题时能够采取正确的处理措施,避免小问题发展成大事故。建议对关键岗位的储能一线作业人员进行专业培训和考核,持证上岗。

六是通过保险机制降低储能风险。针对电化学储能电站利益相关方对安全和质量的诉求,国内外已有部分储能产品和储能项目购买了商业保险。建议探索储能行业的保险机制,通过保险为储能产品和项目运营提供全生命周期保障。

面对储能安全事故,没有必要恐慌,应客观理性地看待储能行业现状,脚踏实地地解决实际问题,科学系统地筹划储能行业未来。正本清源,以事故为鉴,守住储能安全的底线;危中有机,面向未来,做可持续发展的储能产业,这既是每一位储能行业从业者的责任和担当,也是每一个储能企业的使命和机遇。(作者:江卫良  中国化学与物理电源行业协会储能应用分会产业政策研究中心副主任)

关键字:储能安全

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