中國儲能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。
美國儲能系統(tǒng)技術(shù)委員會主席、TüV南德意志集團全球風(fēng)險顧問公司常務(wù)顧問James Biggins在國際儲能專場，以“美國儲能市場—安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)”為題，發(fā)表了精彩演講。
演講內(nèi)容如下：
James Biggins：非常榮幸今天早上能做第一位講者。我今天主要是和大家講在美國儲能市場的安全監(jiān)管以及標(biāo)準(zhǔn)。
首先講一個大概的全局觀，2017年，我們的整個市場的裝機容量超過了100MW，我們預(yù)計在未來每年翻一番，最終達到200MW，2018年預(yù)計1000MWH，不光是商業(yè)，也包括一定的住宅使用。截止到2017年4月份，現(xiàn)在美國在意的儲能裝置項目是有不同的電池類型，從鉛酸到鋰到鎳到鈉和液流電池，整個占額定功率的651MW，我們要注意到現(xiàn)在整個市場更多的偏向于鋰電池，截止到2017年的第四季度，整個市場里面有超過98%都是鋰電池。為什么會這樣？因為鋰電池的技術(shù)已經(jīng)相對比較成熟，它已經(jīng)得到了市場的驗證，而且它的能量密度是比較高的，尤其是我們做大規(guī)模應(yīng)用的時候，是非?？粗馗吣芰棵芏鹊?。當(dāng)然，鋰電池也有一些缺陷和弊端，最明顯的是對于火災(zāi)的擔(dān)憂。已經(jīng)有很多關(guān)于鋰電池期貨的事件發(fā)生了。另外在美國市場還涉及到對于電路設(shè)計安全的要求，一旦這個電池裝好，它老化帶來的隱患，同時對于電池的運輸在美國是有相當(dāng)嚴(yán)格的限制。包括電池在使用壽命要結(jié)束的時候怎么進行處理。
在美國的安全性方面，主要是有七大點，大多數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管條例都是根據(jù)了這7個方面來制定的，首先是選址，要把儲能系統(tǒng)放在哪里，尤其是大規(guī)模的項目。有的時候是放在城市，有時候小規(guī)模的儲能系統(tǒng)在居民區(qū)里。所以選址方面是有標(biāo)準(zhǔn)的，同時系統(tǒng)的出入口也是有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和條例。如果是在居民區(qū)，儲能系統(tǒng)的選址不能放在家里的時候阻礙在家里住的人發(fā)生意外逃不出去，所以選址和人的出入也是有關(guān)。也要和周圍環(huán)境進行一定單獨隔離，不要因為儲能系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)而影響到周遭的環(huán)境。另外一個大的方面是通風(fēng)，我們知道電池系統(tǒng)的通風(fēng)非常關(guān)鍵，因為要保持它良好的工作周遭溫度。一旦發(fā)生火災(zāi)，電池會釋放出相當(dāng)大的有毒氣體，所以需要有一定的通風(fēng)系統(tǒng)保證，無論是正常情況下還是大型火災(zāi)情況下，都能盡快排出這些氣體。有時候發(fā)生大的火災(zāi)，由于有毒氣體排放不出去，消防隊員也不能很快的撲滅火災(zāi)。
這套儲能系統(tǒng)和其他系統(tǒng)怎么實現(xiàn)交互？包括溝通、衡量指標(biāo)等等。在這里監(jiān)管設(shè)了一些最低的交互要求，這也是根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格以及根據(jù)測試的結(jié)果制定出來的。我們最重要關(guān)注的領(lǐng)域是關(guān)于火災(zāi)，包括火災(zāi)的探測、火災(zāi)的撲滅、火災(zāi)的間隔以及怎么樣去除何在產(chǎn)生的煙霧、氣體。這也就提高了剛才說的與其他地方保持一定的間隔。在這方面，其實有很多的工作需要做，也有一些體系可以借用，比如FM200，F(xiàn)M200是關(guān)于氣體控制的系統(tǒng)，能夠幫助你控制氣體的泄露和通風(fēng)。因為整套技術(shù)并沒有得到大規(guī)模的推廣，所以它沒有經(jīng)過大規(guī)模項目的驗證，一旦發(fā)生熱逃離的情況下會發(fā)生什么不是特別清楚?，F(xiàn)在也有對它的使用。上面的防火間隔，有很多使用液體和水來做間隔，因為它的安裝成本比較低，現(xiàn)在并沒有說特別豐富的實踐數(shù)據(jù)來支撐，到底需要多少的水量來實現(xiàn)真正有效的防火間隔，現(xiàn)在美國在做這方面的測試，希望明年有更多、更實際、更豐富的行業(yè)里面的證據(jù)。另一方面的隱憂來自于液體，在美國的情況是你需要有一個容器來裝從電池儲能系統(tǒng)里面泄露出來的液體。我個人覺得要全部裝住是很難的，但是你又使用到用水做防火隔離，液體泄露方面也有很大的隱憂。標(biāo)識方面，在美國的安全文化里面，一貫很強調(diào)安全相關(guān)的標(biāo)識，能夠讓人們知道哪里有安全隱患，發(fā)生情況以后要做什么，所以我們一直強調(diào)標(biāo)識方面標(biāo)準(zhǔn)的制定。
接下來是審批環(huán)節(jié)，審批儲能系統(tǒng)所使用的設(shè)備和組建，美國每個州都有相應(yīng)的審批流程。美國的安全性文化一直都是由不同的州和不同的州相應(yīng)的機構(gòu)進行管理和審批的標(biāo)準(zhǔn)。所以，你如果要拿出一些全部適用的條例是不太容易的，非常取決于這個項目所處的州、所處的城市，比如說大設(shè)備的退役，這方面會有很多安全性的問題。你需要為整個生命周期來制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。在2015年以前，美國鋰電池方面的安全法規(guī)并沒有很好的處理有害氣體和有害的物質(zhì)，尤其是在鋰電池這方面。所以在過去的幾年，我們針對鋰離子電池，尤其是在電信行業(yè)和儲能系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用就做了很多關(guān)于有害物質(zhì)和氣體的研究，其中還有一個問題，現(xiàn)在雖然有法規(guī)，但是不同轄區(qū)的消防人員都盡量的是把鋰離子電池里面的物質(zhì)當(dāng)成是有害的、可燃燒的液體，而且大家都知道，在電池組里面可能有好幾個電池的疊加，他們就會認(rèn)為這里面有可以燃燒的有害液體，所以需要做監(jiān)管。我們要更快的跟大眾普及這方面的知識。
例子，我們曾經(jīng)經(jīng)歷過風(fēng)電場和大型的儲能裝置的火災(zāi)，在左邊，大家都知道這是一個夏威夷的風(fēng)電場，在2012年的時候，這已經(jīng)是這個風(fēng)電場第三次著火了。這個風(fēng)電場最大的問題是在產(chǎn)生火災(zāi)的時候煙很大，而且煙很快彌漫到整個風(fēng)電場，煙很大，沒有辦法進行疏散，整個風(fēng)電場損失慘重。他們現(xiàn)在希望改變目前的安全法規(guī)。右邊是在一年前發(fā)生的火災(zāi)，是在比利時和阿姆斯特丹這個地方，這是一個發(fā)電廠，發(fā)電廠里面有好幾種不同的儲能系統(tǒng)，他們還做過一些檢測。主要是檢測哪些儲能系統(tǒng)和發(fā)電廠更加適用，火災(zāi)起源的信息還沒有完全披露，我想主要的原因是在當(dāng)時是做試點，而不是正式的運行。而那時候在具體運行過程中好幾個系統(tǒng)中出現(xiàn)不兼容的情況。
鋰離子電池方面人們做的法律法規(guī)規(guī)避這些可能存在的危險，有些是針對應(yīng)用做的法律法規(guī)。不同場景的應(yīng)用需要不同的法律法規(guī)，有適用于建筑的，適用于大的儲能系統(tǒng)和大的發(fā)電廠，希望在不同的應(yīng)用場景都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，比如說大規(guī)模應(yīng)用的工業(yè)場景和居民應(yīng)用的場景下。NFPA，美國的消防協(xié)會，他們主要是來出具在美國普通的放火標(biāo)準(zhǔn)，在美國還有FM global也提出其他防火的安全，F(xiàn)M global也做了關(guān)于火檢的檢測，未來他們更快就儲能系統(tǒng)出具相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，而且會具體指引消防人員在發(fā)生火災(zāi)的時候到底怎么做的指南。
這個PPT有改變，之前的PPT完全集中于美國市場，在美國大家都知道UL，美國比較通行做法律法規(guī)的，世界其他地方也有不同的機構(gòu)，像ULC。在美國就是UL1948、1948A，這幾個都是相應(yīng)的為鋰離子電池產(chǎn)品還有電池系統(tǒng)來做相應(yīng)的法律法規(guī)，還有UL9540、UL9540A。接下來給大家看一下ICC，主要是在美國國際安全委員會，主要是為應(yīng)用場景做法律法規(guī)，尤其是建筑安全和環(huán)境安全方面的法律法規(guī)。主要針對的也是在城市、農(nóng)村，當(dāng)我們在建筑立面安裝儲能設(shè)備的時候要遵循ICC的標(biāo)準(zhǔn)，他們做大量的工作來解決關(guān)于能源儲備和這方面的系統(tǒng)問題。2015年以前，主要標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則是針對傳統(tǒng)電池和電池的安裝，所有的法律法規(guī)在過去的這些年進步和更新的非常慢，他們主要針對傳統(tǒng)電池，在2015年之后，尤其大家都知道，夏威夷一個島巨大的火災(zāi)之后做了一些法律法規(guī)的更新，因為他們看到2015年之后的市場，能源儲備和儲能系統(tǒng)的發(fā)展非?？?，大家看到2018年就對于ESS系統(tǒng)出具了全新的安全章程。這是第十二章，針對能源儲能系統(tǒng)，這里針對太陽能光伏發(fā)電，還有禁止的燃料電池和其他的電池能源系統(tǒng)。
這個表上可以具體看到第12章涵蓋的安全法規(guī)的領(lǐng)域，包括ESS，還有最低門檻準(zhǔn)入，比如他們會告訴你，在每個單一的區(qū)域里面你最大可以安裝多大功率的電池組和儲能系統(tǒng)。我還會簡單的一個個講，但是時間來不及了。禁止的燃料電池里面，他們希望更好的告訴大家，比如說在15KWH到50KWH，或者不同的KWH的時候，我們是不是能夠足夠的產(chǎn)生煙，而且房間里的防火設(shè)備或者消防設(shè)備能撲滅這樣的儲能系統(tǒng)產(chǎn)生的煙霧。另外關(guān)于剛剛講的50KWH，比如我們?nèi)ヒ粋€比較大的領(lǐng)域里面或者大的應(yīng)用空間，它里面有電池組，比如它里面疊加250KWH，這樣我們就一定要在不同的電池組之間有些間隔，以保證他們的散熱。在具體的電網(wǎng)運作的時候是比較難的，像MW或者GW這樣的大項目，你很難做這樣的間隔性安置。另外在居民的住宅里面還要給他們提供許多我之前講過的通風(fēng)，尤其針對居民樓里較小儲能系統(tǒng)的通風(fēng)和隔離。
NFPA是美國的消防協(xié)會，他們推出了很多在鋰離子電池和儲能系統(tǒng)方面的安全法規(guī)，他們還出臺了關(guān)于火災(zāi)的消防標(biāo)準(zhǔn)，IFC的標(biāo)準(zhǔn)跟他們非常相似。2015年之前都做了比較小的更新，2018年之后，2017年是增加了一章，2018年是全新的更新，給我們提供了關(guān)于儲能設(shè)備的安全方面的要求。而且IFC的標(biāo)準(zhǔn)在酶基本都是遵循的，適用范圍非常廣。NFPA855是針對標(biāo)準(zhǔn)儲能系統(tǒng)安裝方面的法律法規(guī)的要求，他們專門做了一個文件，把所有其他的法律法規(guī)機構(gòu)的文件都具體羅列出來，比如在不同的適用領(lǐng)域，開發(fā)商、建筑商和儲能系統(tǒng)到底應(yīng)該怎么樣來更好的滿足美國現(xiàn)在當(dāng)局對于鋰離子電池和儲能系統(tǒng)的要求。針對NFPA855是比較全面的，而且是比較能夠適用于大型電網(wǎng)并網(wǎng)的要求。當(dāng)然了，對于其他相對專業(yè)的應(yīng)用可能就沒有那么具體的規(guī)章規(guī)定，現(xiàn)在在美國也希望整個對能源儲能系統(tǒng)做一些安全和法規(guī)上的界定。
總結(jié)，鋰離子電池和儲能系統(tǒng)方面的安全法規(guī)是持續(xù)更新的過程，所以一般3-5年，美國的當(dāng)局就會進行一次更新，因為他們會從過去3-5年的事故中學(xué)習(xí)，并且更新他們的法律法規(guī)規(guī)定。在美國，有ICC、IFC、NFPA，所有這些機構(gòu)都是參與到美國的安全法規(guī)方面的建設(shè)，但是適用之前都是要受到檢測。所以現(xiàn)在NFPA通過第一次修訂，現(xiàn)在有10個星期的待定期，這10個星期里面，大家如果讀他們最新出臺的法律法規(guī)，我們可以提出異議，然后在10個月暫休期之后就會適用。另外，我們能夠不同的機構(gòu)提供的法律法規(guī)安全的指南是非常不同的。防火和用戶安全，尤其是防火檢測，在美國參與的機構(gòu)非常多，我們也希望找到最好的方式來撲火、滅火，我想最大的應(yīng)用場景是保險商或者第三方，比如我們可以幫大家做整體的防火安全的分析，幫你們項目看整體的安裝和運營是否符合法律法規(guī)的要求。
整個儲能系統(tǒng)的發(fā)展是動態(tài)的，而且涉及到非常關(guān)鍵的安全因素，在最近我們看到ESS，儲能系統(tǒng)在過去這幾年出現(xiàn)了比較快的發(fā)展，而且預(yù)計在未來幾年還會有快速的發(fā)展，今天都是解決我們已知的問題，但是通過不同的檢測，通過不同的分析以及關(guān)于危害減緩指南方面的工作，可以做更好的提前預(yù)知安全隱患，另外法律法規(guī)是持續(xù)進行更新的。我們希望利益相關(guān)方都進行合作，我們大家的合作是解決在整個儲能系統(tǒng)方面的安全隱患最關(guān)鍵的一環(huán)。
謝謝大家！
