中國儲能網(wǎng)訊：“電化學(xué)儲能雖然前景廣闊，但也面臨不少困難。首當(dāng)其沖的就是安全問題?！比珖舜蟠?、樂山太陽能研究院院長姜希猛在接受科技日報記者采訪時表示。
正因此，他今年帶來關(guān)于電化學(xué)儲能系統(tǒng)安全、高質(zhì)量發(fā)展的建議。
姜希猛分析，在國家“雙碳”戰(zhàn)略下，以光伏、風(fēng)電為代表的新能源蓬勃發(fā)展。隨著光伏、風(fēng)電大量的接入，電網(wǎng)的調(diào)頻、調(diào)峰資源需求急劇上升，儲能系統(tǒng)在解決新能源消納、增強電網(wǎng)穩(wěn)定性、提高配電系統(tǒng)利用效率等方面發(fā)揮的作用日益重要。電化學(xué)儲能（鋰離子）系統(tǒng)，由于部署環(huán)境要求低，適用場景多，其應(yīng)用規(guī)模正在快速增長。
《中國鋰離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2022年）》顯示，2014年以來，我國一直是全球最大的鋰離子電池生產(chǎn)和制造國家。隨著全球新能源汽車滲透率的持續(xù)提升以及“雙碳”目標(biāo)的逐步推進(jìn)，汽車動力電池和儲能電池的需求量將持續(xù)以較高速度增長，而2030年之前，其他電池體系仍難以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，鋰離子電池仍將是主流技術(shù)路線。
但另一方面，由于單體容量過大，鋰離子電池在充放電過程中易產(chǎn)生高溫，誘發(fā)不安全因素。
“鋰離子電池在制造工藝上正負(fù)極之間只有一層很薄的隔膜絕緣?！苯Ｃ驼f，在長期數(shù)千次的充放電循環(huán)中，尤其是過充過放狀態(tài)下，電化學(xué)反應(yīng)中負(fù)極會有鋰晶體析出現(xiàn)象發(fā)生，若持續(xù)累積則可能最終將刺破隔膜，造成電芯短路故障，局部熱失控?；阡囯x子的電化學(xué)儲能系統(tǒng)將數(shù)千個電芯進(jìn)行串/并聯(lián)放在集裝箱有限空間內(nèi)，其中任何一個電芯出現(xiàn)安全問題，如果沒有嚴(yán)密的安全防護(hù)措施提前應(yīng)對，都可能引起系統(tǒng)的連鎖反應(yīng)，造成爆炸事故。
近年國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)過數(shù)十起儲能電站安全事故問題。以韓國為例，自2018年以來已經(jīng)累計發(fā)生24起電化學(xué)儲能電站起火爆炸事故。2021年4月16日發(fā)生的北京大紅門事故，多部門聯(lián)合調(diào)查報告明確了事故原因：某個電芯發(fā)生內(nèi)短路故障，局部發(fā)熱，引發(fā)其所在的電池包熱失控起火；進(jìn)一步釋放大量易燃易爆組分，與空氣混合形成爆炸性氣體，遇電氣火花造成爆炸。
姜希猛說，歐美等電化學(xué)儲能應(yīng)用較早的區(qū)域，已經(jīng)明確將儲能電站電池?zé)崾Э仫L(fēng)險評估作為強制入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)?！爱?dāng)前國內(nèi)尚未出臺針對儲能電站電池系統(tǒng)的安全規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，僅有部分團標(biāo)提及儲能集裝箱安全間距、防火要求?！彼硎尽?
姜希猛建議，盡快出臺儲能電站建設(shè)運維安全指引標(biāo)準(zhǔn)，完善電化學(xué)儲能電池系統(tǒng)熱失控發(fā)生前預(yù)警、事故時保護(hù)機制、事故后防擴散技術(shù)要求，指導(dǎo)國內(nèi)儲能電站安全體系建立，降低儲能電站失火風(fēng)險，為儲能安全、有序、高質(zhì)量發(fā)展打好基礎(chǔ)。
此外，姜希猛呼吁出臺儲能產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)安全架構(gòu)指引標(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)層面，要求儲能系統(tǒng)制造商具備從電芯、模塊、電池簇、到集裝箱系統(tǒng)的多級安全保障設(shè)計，用先進(jìn)的技術(shù)架構(gòu)提供安全、可靠的儲能產(chǎn)品整機方案。
他特別提到，要充分發(fā)揮新材料和新技術(shù)的作用。例如，充分發(fā)揮氣凝膠的隔熱防火功能，加速氣凝膠在鋰電池安全防護(hù)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。
氣凝膠被公認(rèn)為是“世界上已知的質(zhì)量最輕的固體材料，并被視為改變世界的神奇材料”，是新一代高效節(jié)能絕熱材料。去年10月份發(fā)布的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念，做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》和《2030年前碳達(dá)峰行動方案》，都明確提出“推進(jìn)氣凝膠材料的研發(fā)和應(yīng)用”。
姜希猛介紹道，氣凝膠兼具阻燃性能高、體積輕及用量少的特點，成為動力電池電芯隔熱材料的最佳選擇，目前已經(jīng)被電池企業(yè)和新能源汽車廠家所采用。
“自2020年氣凝膠電池隔熱片在動力電池領(lǐng)域逐漸推廣應(yīng)用以來，動力鋰電池的熱失控事故有效降低?！苯Ｃ驼f，但遺憾的是，到目前為止，氣凝膠在此領(lǐng)域還沒有做到全面覆蓋，希望相關(guān)部門加大推廣力度。
此外，他建議從國家層面建立鋰離子電池全生命周期可追溯機制。鋰離子電池作為電化學(xué)儲能關(guān)鍵部件，應(yīng)將其生產(chǎn)制造、系統(tǒng)組裝、運行、維護(hù)、退役等環(huán)節(jié)納入數(shù)字化平臺監(jiān)測，做到事故可追溯，產(chǎn)品質(zhì)量可溯源。從源頭上提升電池質(zhì)量，杜絕儲能安全事故，為電化學(xué)儲能的長期發(fā)展鋪好基石。
“還要建立健全儲能系統(tǒng)權(quán)威、透明、統(tǒng)一的國家（或省級）安全管理實時監(jiān)控平臺，以信息化手段提升儲能系統(tǒng)安全監(jiān)管實效?！苯Ｃ驼f，通過大數(shù)據(jù)、信息化手段對中大規(guī)模的儲能系統(tǒng)運行實時監(jiān)控，實現(xiàn)全國各地區(qū)儲能信息有效共享，提升安全檢查及上網(wǎng)設(shè)備運行狀態(tài)評估能力，助力以新能源為主體的電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。
據(jù)悉，2021年12月，工信部正式下達(dá)強制性國家標(biāo)準(zhǔn)《電能存儲系統(tǒng)用鋰蓄電池和電池組安全要求》制定計劃，今年1月18日，儲能用鋰電池安全強標(biāo)啟動會在北京召開，標(biāo)志著該強標(biāo)編制工作正式啟動。
