安全問題已成為制約電化學儲能電站健康有序發(fā)展的最大痛點,而如何有效控制以磷酸鐵鋰電池為主的鋰離子電池的復燃是最大的難點。
隨著雙碳目標的推進和建設以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的時代背景下,儲能成為構(gòu)建新型源網(wǎng)荷儲電力系統(tǒng)中不可或缺的關鍵環(huán)節(jié),特別是以磷酸鐵鋰電池為主的電化學儲能近年飛速發(fā)展,但安全問題也日益凸顯,國內(nèi)外發(fā)生多起儲能電站安全事故,特別是“北京集美4.16事件”,造成了重大的人身和財產(chǎn)損失,國家相關部門和行業(yè)內(nèi)外也對儲能電站的發(fā)展進行了深刻的思考。
近日,國家發(fā)改委、國家能源局兩部委起草發(fā)布《電化學儲能電站安全管理暫行辦法》(征求意見稿)。文件針對雙碳背景下電化學儲能電站裝機容量飛速發(fā)展但安全運行和隱患日益凸顯的問題,堅持“安全為本、利于發(fā)展”的理念,以電化學儲能電站全鏈條安全管理為核心,堅持三條主線(以強化電站本質(zhì)安全管理為主線,以建立健全電站安全管理體系為主線,以加強電站消防應急管理為主線),建立五個機制(建設單位主體責任機制、項目準入機制、質(zhì)量管控機制、并網(wǎng)檢測機制與政府協(xié)作共管機制),全面提升儲能電站安全管理工作,促進行業(yè)健康發(fā)展。
文件主要適用規(guī)模500kW/500kWh及以上的電化學儲能電站,在項目準入、生產(chǎn)與質(zhì)量控制、設計咨詢、施工及驗收、并網(wǎng)及調(diào)度、運行維護、退役管理、應急管理與事故處置等環(huán)節(jié)提出要求。文件對咨詢設計工作提出具體要求,要求委托有工程咨詢資質(zhì)的單位編制項目可行性研究報告,禁止在人員密集場所、高層建筑內(nèi)、地下建筑、易燃易爆場所部署儲能電站。合理進行防火設計,明確電池室等部位的最大容量、防火分隔、防爆泄壓、防火封堵等要求,配置可靠消防設施。同時要求制定儲能電站質(zhì)量監(jiān)督管理規(guī)定,編制質(zhì)量監(jiān)督檢查大綱;委托電力行業(yè)具備檢驗檢測機構(gòu)資質(zhì)認定(CMA)儲能檢測資質(zhì)的機構(gòu),開展儲能電站并網(wǎng)檢測。
磷酸鐵鋰電池為主的鋰電池發(fā)生燃燒爆炸的根源在于電池熱失控,誘發(fā)原因主要有兩類:一種是電池內(nèi)部原因,例如電池制造過程中引入的電芯內(nèi)缺陷(細微金屬碎屑導致內(nèi)短路),或者在長期使用過程中由于充放電策略、環(huán)境等因素造成的電池老化,或者是電池管理系統(tǒng)電池管理策略不當,它的存在觸發(fā)了電池內(nèi)短路;另一種是電池外部原因,電池外部的電、熱沖擊,作用到電池本體上都會使電池內(nèi)部出現(xiàn)不可逆的放熱反應。
在熱失控后,電池釋放出烷烴類、氫氣、一氧化碳等可燃氣體,可通過設置煙感、溫感、可燃氣體探測器來進行分級檢測,并與電池管理系統(tǒng)、通風、空調(diào)、滅火設備等進行聯(lián)動。目前,針對鋰電池的消防手段主要包括七氟丙烷、全氟己酮、細水霧、水消防等手段,七氟丙烷是行業(yè)內(nèi)最普遍使用的滅火介質(zhì),但其降溫性能較差;全氟己酮在窒息的同時可通過汽化吸收熱量,對電池火災的抑制效果相對較好;在所有的滅火劑中,水的滅火效果最明顯,主要原因是水的比熱容較大,其能快速吸收大量熱量,使電池內(nèi)部未反應的活性物質(zhì)降溫,但水對電池破壞較大。
總體來說,由于儲能電站屬于快速發(fā)展的新興行業(yè)和電池消防的特殊性,目前還沒有完全切實有效的消防手段,《電化學儲能電站安全管理暫行辦法》(征求意見稿)也提出下一步工作,配套本辦法研究相應標準規(guī)范,細化技術指標和操作流程。(本文僅代表個人觀點)




