中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：儲(chǔ)能安全是一切的基石。
據(jù)外媒報(bào)道，近日，德國(guó)一商業(yè)區(qū)的鋰電池儲(chǔ)能集裝箱起火，并且在救火過程中，由于打開處于冒煙狀態(tài)的集裝箱，瞬間發(fā)生了帶有火焰閃光的爆炸，造成兩名消防人員受傷。并且隨后又發(fā)生了幾次小規(guī)模爆炸，后消防員使用起重機(jī)將其移至旁邊空地，最終花費(fèi)約10小時(shí)完成了滅火。
相關(guān)報(bào)道稱，此次發(fā)生爆炸的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的制造商為德國(guó)INTILION公司。該公司官網(wǎng)顯示，目前公司儲(chǔ)能產(chǎn)品采用的是磷酸鐵鋰電芯。
此事件發(fā)生后，給當(dāng)下空前火爆、繁榮發(fā)展的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)再度敲響了安全的警鐘。同時(shí)也引發(fā)業(yè)界廣泛思考及討論，極致降本需求下，儲(chǔ)能電芯及系統(tǒng)不斷向著“更大”趨勢(shì)發(fā)展，超高容量電池內(nèi)部溫度高更易誘發(fā)事故，那么該如何保障儲(chǔ)能的安全性，化解這一風(fēng)險(xiǎn)？
全球儲(chǔ)能事故頻發(fā)，運(yùn)維、消防等多方面待提升
實(shí)際上，此次德國(guó)鋰電池儲(chǔ)能電站爆炸事故并非個(gè)例。據(jù)公開報(bào)道，目前全球儲(chǔ)能電站有5000多座（不含戶用），火災(zāi)事故有70多起，相當(dāng)于火災(zāi)概率約為1.52%。不過事故多發(fā)生在海外地區(qū)，且產(chǎn)品多來自海外頭部?jī)?chǔ)能集成商。上述德國(guó)INTILION公司是Hoppecke電池公司的子公司。資料顯示，后者是歐洲最大的工業(yè)電池系統(tǒng)制造商之一。
有業(yè)內(nèi)人士分析認(rèn)為，儲(chǔ)能電池在發(fā)生熱失控、熱擴(kuò)散情況下，就會(huì)釋放出氫氣、一氧化碳、甲烷等可燃?xì)怏w，當(dāng)達(dá)到一定濃度后，與空氣中的氧氣結(jié)合，在條件合適的情況下就會(huì)觸發(fā)火災(zāi)甚至爆炸。而在此次起火事故中，消防員直接打開“冒煙”的集裝箱，進(jìn)而發(fā)生閃爆，暴露出目前無論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，在儲(chǔ)能電站的運(yùn)維方面都存在較大問題。
“目前整個(gè)行業(yè)內(nèi)都缺乏專職的儲(chǔ)能運(yùn)行和維護(hù)人員”。大唐中南院專家指出，在前期預(yù)警階段，以及早期火情的探測(cè)及抑制方面，都需要利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，而如何利用好遠(yuǎn)程控制、BMS、EMS、AI等數(shù)字技術(shù)，真正起到預(yù)警并及時(shí)止損的作用，同樣是行業(yè)需解決的難題。
另一方面，無論是儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部，還是儲(chǔ)能電站，都會(huì)有相應(yīng)的消防安全配置。有業(yè)內(nèi)人士分析認(rèn)為，目前國(guó)外市場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)能消防的重視度并不高。而且，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)方面儲(chǔ)能消防的投入同樣偏低。
在儲(chǔ)能系統(tǒng)的消防配置方面，據(jù)電池中國(guó)了解，國(guó)內(nèi)電池企業(yè)主要通過設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)器、主動(dòng)排氣裝置、防爆泄壓裝置，以及氣體滅火等，確保電池?zé)崾Э貢r(shí)的系統(tǒng)安全。根據(jù)項(xiàng)目配置不同，又會(huì)采用干粉、氣體和液體等滅火介質(zhì)單次或多次撲滅火災(zāi)并阻止復(fù)燃。針對(duì)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能消防的投入水平，中核五院的相關(guān)專家指出，系統(tǒng)消防配置加上儲(chǔ)能電站火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)等，消防成本占整個(gè)儲(chǔ)能電站投入尚不足2%，投入偏低。
至關(guān)重要的“電芯”安全
實(shí)際上，運(yùn)維、消防不過是電池發(fā)生熱失控后的“補(bǔ)救”方案。寧德時(shí)代儲(chǔ)能事業(yè)部CTO、儲(chǔ)能歐洲業(yè)務(wù)部總裁許金梅近期公開表示，儲(chǔ)能安全只有“零事故”和“災(zāi)難”兩個(gè)走向，寧德時(shí)代儲(chǔ)能安全設(shè)計(jì)理念是前期的預(yù)防而不是后期的防護(hù)。
儲(chǔ)能安全是一項(xiàng)系統(tǒng)的“大課題”，涉及電芯、機(jī)械件、電氣設(shè)備等多個(gè)部件，以及產(chǎn)品本身的設(shè)計(jì)、運(yùn)輸、安裝、應(yīng)用、退役等全生命周期。其中，極為關(guān)鍵的當(dāng)屬于電芯層級(jí)的本征安全。這也是每次起火爆炸事故發(fā)生后，往往在真正的“元兇”還未明確，電芯已成為“背鍋俠”的原因之一。
在電芯材料層面，早期發(fā)生起火爆炸事故的多為日韓系三元材料儲(chǔ)能電池，中國(guó)儲(chǔ)能電池則主要選擇安全、可靠的磷酸鐵鋰電池路線。而此次德國(guó)儲(chǔ)能電站起火事故中，電池產(chǎn)品采用的同樣為磷酸鐵鋰電芯，這意味著即便是熱穩(wěn)定性更好的磷酸鐵鋰材料，僅靠材料本身并不能保證電池的絕對(duì)安全。
從材料本征上來看，磷酸鐵鋰材料要比三元材料電池更安全，所以國(guó)內(nèi)在儲(chǔ)能項(xiàng)目上目前普遍選擇磷酸鐵鋰路線。“本質(zhì)上對(duì)于小的磷酸鐵鋰電池的確如此”，中國(guó)科學(xué)院院士歐陽明高對(duì)此予以肯定。但他同時(shí)也指出，“大容量的電池，內(nèi)部溫度可以超過800度，這超過了磷酸鐵鋰正極分解的溫度”“尤其要注意氣體爆炸的風(fēng)險(xiǎn)”，此觀點(diǎn)也為我們提供了極其重要的警示作用。
“凡事預(yù)則立”。國(guó)內(nèi)在磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域技術(shù)較早，產(chǎn)業(yè)鏈更為成熟，儲(chǔ)能用磷酸鐵鋰開發(fā)更早，安全體系搭建也更為健全。從另一個(gè)角度來看，國(guó)外磷酸鐵鋰儲(chǔ)能電池或許在技術(shù)層面與中國(guó)存在較大差異。但無論如何，尤其在當(dāng)下中國(guó)電池企業(yè)生產(chǎn)的儲(chǔ)能電芯向著更高能量密度邁進(jìn)過程中，更需要通過不斷優(yōu)化工藝、創(chuàng)新結(jié)構(gòu)、提升技術(shù)等方式，保證大容量?jī)?chǔ)能電芯具備更高的安全性能。
在儲(chǔ)能整體安全上，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)已從機(jī)理、電性能、安全和可靠性多個(gè)維度檢測(cè)，保證安全性能。比如，為確保技術(shù)的有效性，寧德時(shí)代搭建了安全實(shí)證平臺(tái)，模擬不同電網(wǎng)場(chǎng)景和運(yùn)行環(huán)境的儲(chǔ)能系統(tǒng)安全實(shí)證。今年4月，寧德時(shí)代“天恒”儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)布，據(jù)介紹，其“天恒”儲(chǔ)能系統(tǒng)的電芯單體失效率能達(dá)到PPB（十億分之一）等級(jí)。
盡管這一事件發(fā)生在國(guó)外，但在中國(guó)市場(chǎng)也引發(fā)了廣泛關(guān)注，我們應(yīng)當(dāng)警醒。電池中國(guó)也在此呼吁，希望政府、企業(yè)、全行業(yè)都能認(rèn)真重視儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，盡快建立健全儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管，規(guī)范儲(chǔ)能電站各環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，同時(shí)通過技術(shù)提升，盡最大努力杜絕任何一個(gè)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患。
