產(chǎn)業(yè)要發(fā)展,標準不可缺。
2018年以來,沸沸揚揚的國內(nèi)外起火事故給正在起步的儲能產(chǎn)業(yè)澆了一盆冷水,也讓儲能的安全問題成為輿論焦點。
有業(yè)內(nèi)專家認為,儲能事故其實并非是一個簡單的技術問題,而更多是標準的問題,原有的儲能電池技術參數(shù)與現(xiàn)有的電力系統(tǒng)并不匹配,包括電池在額定容量和額定功率的標注方面有深刻的問題。
一直以來,業(yè)界都在強調動力電池與儲能電池的差異,但具體該怎么區(qū)分并沒有明確的標準。只能大概地知曉動力電池主要用于汽車,儲能電池主要用于調峰調頻或存電。而近幾年儲能市場借了電動汽車市場的東風,發(fā)展迅猛,但相關標準一直使用的還是動力電池電芯相關標準,在2019年之前儲能電池電芯專用標準還處于空白狀態(tài)。
為什么儲能電池需要建立自己的專用標準呢?實際上,如果從應用場景的差異去分析便不難理解。電動汽車僅僅搭載幾十個、幾百個單體,而儲能電站則是成百上千個單體,儲能對電池的參數(shù)信息知情度、準確度要求非常高。如果儲能電站顯示電量和實際電量出現(xiàn)誤差,在電網(wǎng)調度時,可能出現(xiàn)事故,影響電網(wǎng)穩(wěn)定運行。
國標問世,難度升級
標準既需要技術引領,也需要政策法規(guī)從上而下的導向。國家能源局協(xié)同其它主管部門曾多次發(fā)文,力推儲能標準化工作。根據(jù)最新發(fā)布的《關于加強儲能標準化工作的實施方案》,要求到2021年,建立起較為系統(tǒng)的儲能標準體系。
從國家的頂層設計來看,建立起中國獨立的標準和認證檢測體系已到了刻不容緩的時候。由于模糊的性能指標和標準規(guī)范的缺失,讓許多安全問題隨之而來,而且儲能系統(tǒng)發(fā)生安全事故所造成的社會影響和危害程度等遠遠大于動力電池產(chǎn)品,這成為電力儲能走向大規(guī)模應用的障礙之一。
電池的本體安全作為整個系統(tǒng)安全的基礎,也成為中國標準制定者主要考量的因素。中國電力科學研究院有限公司儲能與電工新技術研究所儲能電池檢測評價技術研究室主任官亦標在接受采訪時認為,傳統(tǒng)的測試評價體系不能客觀的反映電池面向電力儲能應用需求的真實技術性能和指標參數(shù),導致制造企業(yè)和用戶之間關于電池的信息并不對稱。完全用動力電池做儲能電池,不僅性能難以達標,而且還存在安全隱患。
2019年1月,中國國家標準化管理委員會頒布的《GB/T 36276-2018 電力儲能用鋰離子電池》標準終于問世。該標準從起草到發(fā)布,花費了近兩年的時間,通過對產(chǎn)品提供方和使用方的摸底,尤其對中國電網(wǎng)特殊的工況設置了很多細節(jié)方面的規(guī)定,對電力儲能電池專用標準有了進一步的明確:
以功率—能量(Wh)這套參數(shù)為基本測試評價條件,告別傳統(tǒng)的電流—容量(Ah)這一參數(shù)體系;
將電池的充電和放電性能置于同等重要位置,分別提出技術要求;
強化對電池單體、模塊的熱特性評價,最大程度上保證電池的本體安全;
設定電池單體、模塊、簇遞進的產(chǎn)品層級,對其分別進行測試評價,三者之間既相互獨立又互為補充。
有業(yè)內(nèi)人士表示,與國際標準相比,中國標準在電池性能和熱失控指標方面要求更細、更全面。觸發(fā)電芯熱失控的方法均為加熱法,通過規(guī)定較少的觸發(fā)方法限制了產(chǎn)品測試方案的選擇性,相對提升了產(chǎn)品通過測試的嚴苛性。
此外,中國標準并未涉及評估電池系統(tǒng)對抑制熱失控擴散能量釋放速度的要求,而是不允許電池系統(tǒng)發(fā)生熱失控及熱失控擴散,這對儲能技術的發(fā)展起到了更高水平的引導作用。
對企業(yè)和行業(yè)意味著什么?
作為鋰電池在電力領域應用的首個國家推薦性標準,這涉及全行業(yè)的利益問題,因而一誕生就備受業(yè)界關注。
新標準的下發(fā),對企業(yè)來說,也是一次技術升級的爭奪戰(zhàn),一場圍繞標準的賽跑在企業(yè)之間正在展開。誰掌握了標準,誰就掌握了市場話語權,國標或許成為后續(xù)國內(nèi)大型儲能項目的招標“門檻”。
2019年底,陽光電源、科陸電子、?;履茉闯蔀槭着ㄟ^認證的三家電池單體認證企業(yè),就在前不久的3月13日,經(jīng)電科院儲能技術實驗室型式試驗測試后,陽光電源再次獲得由鑒衡認證頒發(fā)電力儲能用鋰離子電池模塊和簇級產(chǎn)品國標認證證書,是國內(nèi)第一家完成從電池單體、模塊到電池簇三位一體認證的企業(yè)。
陽光電源集成的鐵鋰電池簇產(chǎn)品
從電池單體、模塊到電池簇,連過三道門檻并不容易。按照國標要求,只有拿到電池單體認證的企業(yè)才能拿到后續(xù)的模組和電池簇認證,整個過程企業(yè)需要經(jīng)過大量嚴苛的實驗才能獲得全方位認證。其中僅型式試驗的測試就多達40多項,包括熱失控、熱擴散、循環(huán)性能500次充放電、恒功率充放電控制等多項嚴酷測試,能在短時間開發(fā)出符合國標細節(jié)產(chǎn)品的廠家并不多。如若在試驗中電池發(fā)生起火、爆炸,試驗終止且判定型式試驗不合格,將直接影響產(chǎn)品的出廠使用。
圍繞標準的這場技術升級需要攻克效率和安全兩大難關。陽光電源儲能系統(tǒng)集成產(chǎn)品中心總監(jiān)李國宏介紹,自國標實施以來,陽光電源在總結前期豐富的產(chǎn)品研發(fā)和測試認證經(jīng)驗基礎上,快速組織了一支團隊,依據(jù)國標各項細則,對鐵鋰電池儲能系統(tǒng)研發(fā)方面進行優(yōu)化,最終順利地完成了此次認證。
基于鐵鋰電池單體,滿足DC1500V儲能系統(tǒng)應用,SOC精度優(yōu)于3%、電芯之間溫差低于3℃.....一連串的產(chǎn)品測試細節(jié)和數(shù)據(jù)充分證明了陽光電源在過去1年里投入的心血,也標志著鐵鋰儲能系統(tǒng)的標準化時代已經(jīng)到來。
作為儲能系統(tǒng)集成商,陽光電源針對電池的安全性設計、熱管理及保護協(xié)調等方面做了大量的研究。多年的技術積累和在儲能系統(tǒng)集成方面的持續(xù)研發(fā)投入是順利通過這一認證測試的有力保障。
鑒衡認證電子電氣及儲能客戶線負責人張光青認為,標準型式試驗檢測與依據(jù)實施規(guī)則完成認證對于企業(yè)的要求是有明顯區(qū)別的,認證除了對樣品進行型式試驗外,還對廠家批量生產(chǎn)認證產(chǎn)品的能力、質量保證能力、確保批量生產(chǎn)產(chǎn)品一致性的能力進行評估。尤其是陽光電源能夠率先依據(jù)國標開發(fā)產(chǎn)品、并完成產(chǎn)線布局、調整、運維,這體現(xiàn)了技術人員多年的扎實技術儲備以及企業(yè)產(chǎn)業(yè)化技術實力。
電力儲能系統(tǒng)的安全和壽命以及經(jīng)濟性一直是行業(yè)關注的焦點。當下電池行業(yè)劣質低價,吹噓循環(huán)壽命等亂象叢生。電池儲能系統(tǒng)循環(huán)壽命到底是5000次還是6000次,效率是85%還是88%,沒有人說得清楚。
有分析認為,該標準的執(zhí)行和落地將加速儲能企業(yè)之間的分化,電池企業(yè)只有轉向儲能專用電池的研發(fā)與生產(chǎn),才是未來發(fā)展的正途。對于儲能產(chǎn)業(yè)來說,這意味著可能不僅開啟了一個全新的產(chǎn)業(yè)時代,更宣告一個無序競爭行業(yè)歷史的終結。