中國儲能網(wǎng)訊：隨著儲能行業(yè)的迅猛發(fā)展，電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)日益成熟，全球范圍內(nèi)裝機呈倍數(shù)增長態(tài)勢。最新數(shù)據(jù)顯示，截至2024年上半年，我國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達4444萬千瓦/9906萬千瓦時，較2023年底增長超過40%，然而隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大，儲能安全問題也日益凸顯，成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
僅在9月，全球發(fā)生了多起在鋰電領(lǐng)域的火災(zāi)事故，國內(nèi)外儲能安全事故頻發(fā)，暴露出儲能安全的嚴(yán)峻性。為了確保儲能產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，迫切需要確立明確的安全標(biāo)準(zhǔn)和提高行業(yè)準(zhǔn)入門檻，以預(yù)防和減少嚴(yán)重事故的發(fā)生，已成為儲能行業(yè)發(fā)展的核心需求。
本文將從國內(nèi)外方面概述下儲能安全的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀：
國際上相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織主要有國際電工委員會（IEC）、美國電器和電子工程師協(xié)會（IEEE）和國際大電網(wǎng)會議（CIGRE），在標(biāo)準(zhǔn)方面以IEC最具代表性。
IEC儲能安全標(biāo)準(zhǔn)：
■ IEC TC120成立于2012年，主要關(guān)注所有能夠儲存、釋放電能的儲能技術(shù)，以及儲能系統(tǒng)與電力系統(tǒng)之間的互聯(lián)。TC120下設(shè)5個工作組分別負(fù)責(zé)術(shù)語、性能參數(shù)、規(guī)劃建設(shè)、環(huán)境和安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
除TC120外，IEC堿性和非酸性蓄電池分技術(shù)委員會TC21/SC21A是制定鋰離子電池相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)最主要的組織。
美國儲能安全標(biāo)準(zhǔn)：
■ 為解決儲能安全問題，美國能源部(DOE)2014年發(fā)布儲能安全戰(zhàn)略規(guī)劃，并于2015年成立儲能安全工作組。標(biāo)準(zhǔn)工作組是儲能安全工作組下設(shè)的三個工作組之一，主要推動和協(xié)調(diào)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)制定機構(gòu)(SDO)制修訂儲能安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。DOE通過項目支持儲能相關(guān)研發(fā)，并與SDO合作，填補儲能標(biāo)準(zhǔn)空白。
美國儲能標(biāo)準(zhǔn)主要覆蓋儲能項目建設(shè)、儲能系統(tǒng)、儲能技術(shù)本體和關(guān)鍵設(shè)備等層級，與儲能安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要有下列標(biāo)準(zhǔn)。美國消防協(xié)會(NFPA)制定的NFPA 855“Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems”2019年正式發(fā)布，規(guī)定了電池儲能系統(tǒng)部署要求，列出了各種儲能項目設(shè)計和安裝注意事項，包括不同場所中的間距、消防裝置、通風(fēng)以及相關(guān)的防火等要求。
美國保險商試驗所（Underwriter Laboratories Inc，UL）是一家在安全標(biāo)準(zhǔn)方面具有廣泛影響力的私營公司，該公司在2014年發(fā)布了世界上第一個用于固定儲能的安全標(biāo)準(zhǔn)，即UL9540。UL9540是其他組織如美國消防協(xié)會（national fire protection association，NFPA）為制定消防安全或為建筑行業(yè)部署儲能標(biāo)準(zhǔn)而制定的具體規(guī)范。
熱失控是安全專家和消防人員最關(guān)心的問題之一。當(dāng)電池系統(tǒng)中的火災(zāi)級聯(lián)失控時，可能會發(fā)生這種情況，同時還存在火災(zāi)中電池釋放爆炸性氣體的問題，因為電池火災(zāi)即使在撲滅后也能重新點燃。所以，UL最近發(fā)布了UL 9540A，UL 9540A在2015年被批準(zhǔn)為美國國家標(biāo)準(zhǔn)，在2016年被批準(zhǔn)為加拿大國家標(biāo)準(zhǔn)。UL 9540A涵蓋電化學(xué)儲能系統(tǒng)、機械儲能系統(tǒng)和儲熱系統(tǒng)，是評估電池儲能系統(tǒng)熱失控的測試方法。
UL 9540A“Test Method for Evaluating Thermal Runaway Fire Propagation in Battery Energy Storage Systems”是評估電池?zé)崾Э靥匦缘臏y試方法，通過測試熱失控下產(chǎn)生的各種氣體的濃度以及燃燒速率、爆炸壓力等來評估火災(zāi)、爆炸的危害。NFPA 855等標(biāo)準(zhǔn)中要求電池容量、距離等超出限制時，需要向監(jiān)管部門提供UL 9540A的測試結(jié)果。
在制定標(biāo)準(zhǔn)這方面，國際電工委員會IEC涉及儲能標(biāo)準(zhǔn)制定工作的工作組有TC8、TC21、SC21A、T120等。電子電氣工程師協(xié)會IEEE自2003年起陸續(xù)發(fā)布了一系列儲能電站相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其中IEEE1547在全球得到實際應(yīng)用與廣泛執(zhí)行，是推動儲能在智能電網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵基石標(biāo)準(zhǔn)。美國保險商試驗所（UL）、NFPA、德國電氣工程師協(xié)會標(biāo)會（VDE）、日本電氣規(guī)格協(xié)會（JEA）、南德意志集團（TUV）、歐盟CEN-CENELEC聯(lián)合工作組（CEN）等標(biāo)準(zhǔn)制訂組織也陸續(xù)發(fā)布了關(guān)于電化學(xué)儲能的系列標(biāo)準(zhǔn)。
國內(nèi)儲能安全標(biāo)準(zhǔn)：
■ 全國電力儲能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC TC550)2014年正式成立，負(fù)責(zé)電力儲能領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)的管理，已形成覆蓋規(guī)劃設(shè)計、設(shè)備及試驗、施工及驗收、并網(wǎng)及檢測、運行與維護、評價等方面的儲能標(biāo)準(zhǔn)體系。目前與儲能安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要有：① GB 51048—2014《電化學(xué)儲能電站設(shè)計規(guī)范》；② GB/T 34120—2017《電化學(xué)儲能系統(tǒng)儲能變流器技術(shù)規(guī)范》；③ GB/T 34131—2017《電化學(xué)儲能電站用鋰離子電池管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》；④ GB/T 36276—2018《電力儲能用鋰離子電池》；⑤ GB/T 36558—2018《電力系統(tǒng)電化學(xué)儲能系統(tǒng)通用技術(shù)條件》；⑥ GB/T 40090—2021《儲能電站運行維護規(guī)程》；⑦ DB11/T 1893—2021《電力儲能系統(tǒng)建設(shè)運行規(guī)范》；⑧ 《電能存儲系統(tǒng)用鋰蓄電池和電池組安全要求》。
電池安全標(biāo)準(zhǔn)方面，GB/T 36276—2018規(guī)定了儲能用鋰離子電池的技術(shù)要求，其中包括電池過充、過放、絕緣、耐壓、短路、擠壓、跌落以及熱失控和熱失控擴散等安全要求。2021年底強制性國家標(biāo)準(zhǔn)《電能存儲系統(tǒng)用鋰蓄電池和電池組安全要求》正式立項，由中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院組織起草中。
儲能設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)方面，GB/T 36558—2018規(guī)定了儲能系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率、充放電時間等性能要求以及保護、監(jiān)控、通信、計量等要求，GB/T 34120—2017規(guī)定了儲能變流器的功能和性能要求，GB/T 34131—2017規(guī)定了電池管理系統(tǒng)的功能和性能要求。
儲能建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)方面，最早的標(biāo)準(zhǔn)GB 51048—2014于2014年發(fā)布，規(guī)定了儲能電站的站址選擇、規(guī)劃布置、電氣、土建、通風(fēng)、給排水、消防等要求。
儲能電站運維方面，GB/T 40090—2021規(guī)定了儲能電站的正常運行、異常運行及故障處理、維護等過程的技術(shù)要求。為滿足北京市儲能項目安全建設(shè)需求，2021年12月28日北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/T 1893—2021《電力儲能系統(tǒng)建設(shè)運行規(guī)范》正式發(fā)布，以“事前預(yù)防為主、安全監(jiān)控為輔”為原則，明確了儲能系統(tǒng)設(shè)計、施工、驗收、運行維護及退役和應(yīng)急處置要求。
與IEC、美國等儲能安全標(biāo)準(zhǔn)對比，國內(nèi)針對儲能應(yīng)用的電池安全標(biāo)準(zhǔn)仍在制定中，儲能系統(tǒng)相關(guān)的電氣安全、功能安全、電池?zé)崾Э芈印⒒馂?zāi)試驗等相關(guān)要求有待進一步明確。
隨著儲能行業(yè)的進一步成熟和市場的擴大，有理由相信，儲能安全標(biāo)準(zhǔn)將會繼續(xù)發(fā)揮其重要作用，為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供堅實的保障，同時，也需要行業(yè)內(nèi)外的共同努力，不斷探索和創(chuàng)新，以實現(xiàn)儲能技術(shù)的更安全、更高效、更經(jīng)濟的應(yīng)用。
