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新能源應用安全風險防控戰(zhàn)略研究

作者:孫旭東 徐小宇 羅魁 張博 楊毅 劉梓壯 彭蘇萍 來源:《中國工程科學》 發(fā)布時間:2025-12-18 瀏覽:次

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一、前言

新能源大規(guī)模應用是實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標的主要途徑、促進綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要支撐。我國風電、光伏發(fā)電的累計裝機容量位居世界首位,新能源汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)持續(xù)性增長。隨著新能源發(fā)電設施、新能源汽車產(chǎn)品等新能源應用前端商業(yè)鏈條的貫通,充 / 換電站、儲能站、加氫站、綜合能源站等新興基礎(chǔ)設施的市場需求不斷提升,已經(jīng)步入了爆發(fā)式增長期。在新能源基礎(chǔ)設施快速發(fā)展的同時,相應安全問題引起了普遍性關(guān)注。當前,新能源應用安全事故頻發(fā)、新興基礎(chǔ)設施全流程復雜且動態(tài)監(jiān)管難度大,不可避免地加大了新能源應用安全監(jiān)管體系構(gòu)建的難度。鑒于基礎(chǔ)設施安全事故成因復雜、安全風險認知不充分、安全防控技術(shù)體系不完備、安全監(jiān)管制度建設滯后的實際情況,亟待基于產(chǎn)業(yè)宏觀視角研究新能源應用安全風險防控戰(zhàn)略框架,支持新能源應用的安全監(jiān)管與保障體系建設,從而助力能源轉(zhuǎn)型的穩(wěn)健、安全、有序進行。

得益于“雙碳”戰(zhàn)略目標的驅(qū)動,新能源應用方向戰(zhàn)略發(fā)展的研究熱度進一步提高。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面,汽車產(chǎn)業(yè)強國、新能源汽車發(fā)展路線、燃料電池商用車產(chǎn)業(yè)發(fā)展、氫能基礎(chǔ)設施產(chǎn)業(yè)發(fā)展等研究均提出加強新能源基礎(chǔ)設施建設。在技術(shù)層面,較多關(guān)注充電裝備、儲能設施、加氫站等產(chǎn)品或裝備的安全規(guī)范標準,但相關(guān)安全風險防控技術(shù)的研究有所不足。整體上,已有研究為新能源應用發(fā)展提供了發(fā)展思路、前瞻判斷、技術(shù)支撐,但在安全風險防控的目標、任務、路徑上不夠充分和系統(tǒng);特別是相較于新能源發(fā)電設施,充 / 換電站、儲能站、加氫站、綜合能源站等新興基礎(chǔ)設施的應用安全研究缺失問題尤為突出。

綜上,文章研究對象不包含新能源發(fā)電設施,而是聚焦當前新能源應用的基礎(chǔ)設施安全關(guān)注點,重點討論充 / 換電站、儲能站、加氫站、綜合能源站等新興基礎(chǔ)設施;以相應發(fā)展現(xiàn)狀為切入點,分析我國新能源應用安全形勢,總結(jié)國外安全風險防控經(jīng)驗,提出我國新能源應用安全風險防控戰(zhàn)略框架、具體目標、重點任務、發(fā)展建議,以為深化新能源應用安全研究提供啟發(fā)和參考。

二、我國新能源應用概況與安全形勢

(一)我國新能源應用概況

新能源應用的核心支撐在于基礎(chǔ)設施。在我國,隨著新能源應用技術(shù)的不斷成熟、新能源配套政策環(huán)境的持續(xù)優(yōu)化,充換電基礎(chǔ)設施建設全面提速,氫能基礎(chǔ)設施建設有序開展,儲能與綜合能源設施應用范圍不斷擴展,新能源應用逐步轉(zhuǎn)向市場規(guī)模與發(fā)展質(zhì)量的共同提升。

1. 充 / 換電站

我國新能源汽車市場的壯大,推動著充 / 換電基礎(chǔ)設施的爆發(fā)式增長。中國電動汽車充電基礎(chǔ)設施促進聯(lián)盟的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,2022年我國充電基礎(chǔ)設施增加了2.6×106臺,同比增長近100%;換電站保有量為1973座,同比增長約52%。目前,我國建成世界上最大規(guī)模的充電設施網(wǎng)絡,公共充電設施的全球占比達到60%。未來,國內(nèi)的車樁比將持續(xù)下降,規(guī)?;潆娛袌鲋鸩叫纬?;根據(jù)各地發(fā)布的充 / 換電基礎(chǔ)設施發(fā)展規(guī)劃,預計2025年的車樁比下降至2.17∶1。換電是未來的重要補電模式,我國正在引領(lǐng)此領(lǐng)域的國際市場發(fā)展,預計到2025年主要企業(yè)規(guī)劃建設換電站超過3×104座。整體來看,我國充 / 換電基礎(chǔ)設施建設潛力突出,到“十四五”末期仍需滿足超過1×107輛新增新能源汽車的充電需求;在中小城市相關(guān)建設缺口更為明顯。此外,市場集中度不斷提升,技術(shù)壁壘逐漸形成,2022年我國運營公共充電樁超過1×104臺的充電運營企業(yè)僅有13家,但合計市場份額接近93%。

2. 儲能站

基于化學電池的儲能技術(shù)已是新能源建設的“標配”方案,發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)的多應用場景儲能基礎(chǔ)設施逐步市場化,新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入“快車道”。我國正在加快開展儲能項目建設,2022年有超過20個百兆瓦級項目并網(wǎng)運行,400余個百兆瓦級項目處于規(guī)劃建設階段;布局新型儲能示范項目216個,總規(guī)模為22.2 GW。在我國風電、光伏發(fā)電等新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景下,儲能商業(yè)模式的盈利性、安全防控技術(shù)逐步提升,未來將形成大規(guī)模的儲能建設市場。預計到2026年,新型儲能累計規(guī)模為48.5 GW,復合年均增長率為53.3%;“十五五”時期將進入規(guī)模化發(fā)展階段。

3. 加氫站

我國加氫站網(wǎng)絡正在逐漸形成,在多個省份已開展交通領(lǐng)域氫能應用的商業(yè)化示范運營,京津冀地區(qū)、上海市、廣東省、河南省、山東省的示范推廣效果顯著。中國氫能聯(lián)盟研究院的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,截至2022年年末建成加氫站358座,在營加氫站245座。制氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模、儲氫技術(shù)與關(guān)鍵材料研發(fā)能力、核心設備國產(chǎn)化率的逐步提高,燃料電池汽車及其補貼政策的持續(xù)推廣,有力推動了加氫網(wǎng)絡體系建設,也促成加氫站內(nèi)“制 ? 儲 ? 加”一體的新模式探索。從25個省份已發(fā)布的300余項氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)專項政策來看,2025年將實現(xiàn)“十萬輛車、千座站”。

4. 綜合能源站

自2021年起,我國綜合能源站進入試點和示范建設階段,衍生出“油改氫”“氣改氫”“電 ? 氫共建”“電 ? 儲 ? 氫混建”等形態(tài)的綜合能源站類型,同步探索多種能源綜合的集約化補給模式與應用場景。2022年,中國石油天然氣集團有限公司、奧動新能源汽車科技有限公司合作建設了可極速補能的“加油站 ? 換電站”綜合能源站;張家口市建成了“油 ? 氫 ? 電”綜合能源站,用于北京冬奧會服務保障。綜合能源站是“新基建”的重要內(nèi)容之一,多個省份的“十四五”規(guī)劃都提出加快建設綜合能源站,如重慶市加快“油 ? 氣 ? 電 ? 氫”綜合能源站建設,四川省鼓勵利用現(xiàn)有加油站、加氣站改擴建為綜合能源站,河南省示范推廣加油、加氣、充(換)電、加氫的綜合能源站。綜合能源站又是數(shù)字化的基礎(chǔ)設施,可發(fā)揮儲電與備用能源協(xié)同轉(zhuǎn)化的作用;也可連接能源電力、信息通信、互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等,支持實現(xiàn)能源基礎(chǔ)設施與數(shù)字基礎(chǔ)設施的互聯(lián)互通和智能管理,從而探索“能源 ? 數(shù)字互聯(lián)網(wǎng)”場景下綜合能源協(xié)同的數(shù)字化應用市場空間。

(二)我國新能源應用安全形勢

1. 新能源應用安全事故頻發(fā)

近年來,新能源基礎(chǔ)設施安全事故時有發(fā)生,如儲能設施著火、氫氣充裝母站爆燃、加氫站爆炸、新能源汽車充電過程自燃等典型事故引起了全社會的廣泛關(guān)注,安全形勢不容樂觀。例如,北京市2021年4月16日發(fā)生的“光儲充”項目安全事故造成人員傷亡而產(chǎn)生了重大的社會影響。盡管相關(guān)事故呈現(xiàn)零星、散發(fā)、多源的特點,但偶發(fā)的安全問題暴露了極大的安全隱患,潛在影響惡劣,風險防控形勢嚴峻。

2. 新能源基礎(chǔ)設施全流程復雜

氫能、儲能、智能電網(wǎng)與綜合能源服務關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)鏈條較長,充 / 換電、氫能應用的基礎(chǔ)設施建設涉及環(huán)節(jié)較多,加氫站、充電樁 / 換電站、綜合能源服務站、儲能、動力電池回收站等新能源基礎(chǔ)設施類型多樣。僅加氫站即存在氣氫站、液氫站、油氫合建站、油氫電氣綜合能源站、制氫加氫一體站、固態(tài)儲氫加氫站等多種形式。未來,新能源汽車、清潔能源融合程度不斷加深,充電樁與電網(wǎng)將進行深度的能量交互,對電網(wǎng)安全運行構(gòu)成影響。隨著新能源汽車、新能源電力朝著跨領(lǐng)域融合方向發(fā)展,“油 ? 氣 ? 氫 ? 電”綜合供給服務集成特征凸顯,相關(guān)基礎(chǔ)設施系統(tǒng)趨于復雜化,實現(xiàn)全流程、全產(chǎn)業(yè)鏈安全發(fā)展的需求迫切。

3. 基礎(chǔ)設施動態(tài)監(jiān)管難度大

新能源基礎(chǔ)設施在用能終端具有多種形態(tài),利益主體多元,如新能源電力與非電應用、公用充電站與私人充電樁、用戶側(cè)儲能與電網(wǎng)側(cè)儲能并存;加之新能源汽車種類繁多、關(guān)鍵技術(shù)演進迅速,針對相關(guān)基礎(chǔ)設施進行全流程、多形態(tài)的動態(tài)監(jiān)管更為復雜。例如,氫能產(chǎn)業(yè)中從“制儲運”到加氫站的各個環(huán)節(jié)都存在一定的安全風險,不同建站形式、不同技術(shù)路線的“儲運”氫方式,衍生出的風險類型差異明顯,加大了氫能應用基礎(chǔ)設施安全管理的難度。隨著可再生能源消納、儲能、氫能“儲運”、新能源終端利用等技術(shù)的進一步發(fā)展,未來新能源應用形態(tài)可能出現(xiàn)重大變化,也將加大基礎(chǔ)設施建設和全流程管理的難度。

三、我國新能源應用安全風險防控問題剖析

(一)現(xiàn)有安全事故成因復雜

新能源全流程基礎(chǔ)設施涉及事故致因多元。分析全球300余起新能源汽車安全事故發(fā)現(xiàn),在充電狀態(tài)下發(fā)生的安全事故占比為20%,如過充和電擊造成的人身傷害。儲能電站的事故原因涉及主要部件和設備的質(zhì)量把控不嚴、防護措施不足、人員操作不當、安全監(jiān)管缺失等。分析國內(nèi)外90例車用氫能產(chǎn)業(yè)鏈事故發(fā)現(xiàn),加氫站與合建站環(huán)節(jié)的事故有48例,其中密封失效是主要原因(占比為45%),設計欠妥、設備失效、人員操作失誤等是次要原因。充 / 換電站、儲能站、加氫站所涉及的新業(yè)態(tài)、新技術(shù)、新產(chǎn)品帶來的安全事故成因更為復雜,致因的潛在安全風險要素也更顯多場景、多維度、全流程(見圖1)。


圖1 新能源基礎(chǔ)設施潛在安全風險要素

(二)安全風險認知不顯充分

我國新能源基礎(chǔ)設施加速發(fā)展,但潛在的安全風險尚未充分暴露,加之相應外延不斷擴大、內(nèi)涵不斷豐富,導致對風險類型與事故種類的認識仍有不足。儲能、氫能、充電樁、“油氣氫”綜合能源等各類基礎(chǔ)設施的故障演化機理尚未明確,事故成因與誘因仍不清晰。在常規(guī)安全、人身安全、設備安全風險以外,存在系統(tǒng)安全、運行安全、環(huán)境安全、網(wǎng)絡與信息安全等風險。因?qū)ξ磥砜深A見的安全風險、未預見的潛在安全風險缺乏清晰認知,新能源基礎(chǔ)設施的發(fā)展形態(tài)與路徑研究有待深化,新材料、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)伴生的安全風險也需加強研判,安全監(jiān)管持續(xù)面臨著新增挑戰(zhàn)與更高要求。

(三)安全防控技術(shù)體系不夠完備

我國新能源基礎(chǔ)設施安全風險防控技術(shù)尚未發(fā)展成熟,失效模型、風險評估、影響分析、控制手段等尚不完善。在設備級、電站級、系統(tǒng)級層面都缺乏行之有效的風險評估與安全風險防控手段,諸多技術(shù)難點、痛點甚至盲點有待攻克。例如,儲能電站預警功能仍有盲區(qū),不適應未來大規(guī)模部署的安防要求;儲能電站發(fā)生火災后的消防技術(shù)儲備不足,容易造成人員傷亡等次生災害;在加氫站多級加注技術(shù)方面過度追求低能耗、高速度,必然增加不同等級壓力互串、泄漏點增多等事故隱患。多層次的安全風險防控技術(shù)體系理應涵蓋事故前的風險預測、事故中的安全防護、事故后的應急管理,但相關(guān)能力尚未形成,多層級安全監(jiān)管平臺也未建立。

(四)安全監(jiān)管制度建設滯后

制氫站、加氫站、充電站、綜合能源站、儲能站等基礎(chǔ)設施安全監(jiān)管涉及的安全風險類型較多,而相關(guān)體系建設不足、政策及標準缺失情況明顯。加氫站、充 / 換電站的審批流程存在差異,主管部門不統(tǒng)一、執(zhí)行尺度不統(tǒng)一。在我國已建成的加氫站中,手續(xù)不全甚至沒有任何手續(xù)的違規(guī)建站不在少數(shù)。制氫站和加氫站的建站、相關(guān)設備的檢測認證評價、建站后的驗收以及后期站點運維等,涉及的標準研究及制定工作仍處于起步階段。例如,按照現(xiàn)有的壓力管道管理技術(shù)規(guī)范,直徑50 mm以下管道不納入壓力管道范疇管理,這就導致對加氫站內(nèi)高壓涉氫小直徑管道(一般為25 mm左右)存在監(jiān)管真空;對于充 / 換電站在社區(qū)內(nèi)的管理及運維,缺乏成體系的管理辦法。此外,各地的地方性政策不統(tǒng)一,監(jiān)檢隊伍力量薄弱,發(fā)布的應對措施多以臨時性應急為目的,缺失系統(tǒng)性的監(jiān)管能力。

四、新能源應用安全風險防控的國外現(xiàn)狀與經(jīng)驗啟示

(一)發(fā)達國家的新能源應用安全風險防控情況

1. 充電站

發(fā)達國家重視新能源汽車充電相關(guān)的安全問題,制定了充電設施及設備的安全標準體系,開展安全技術(shù)研發(fā)以提升充電安全能力。從安全標準角度看,發(fā)達國家針對充電樁制定的安全標準覆蓋了全產(chǎn)業(yè)鏈,如汽車制造商、電池制造商、汽車零部件制造商、新能源汽車充電站供應商、電池開關(guān)站操作員、保險公司等,主流的充電樁安全標準如表1所示。此外,面向大功率與超快充電的安全管理成為趨勢,如美國、歐洲建立了350 kW功率充電的標準體系,支持解決大功率充電帶來的充電安全、溫升控制、通信協(xié)議等關(guān)鍵問題。

新能源汽車充電安全技術(shù)主要涉及電池充電安全、充電設備安全、與電網(wǎng)融合安全等,發(fā)達國家的相關(guān)企業(yè)在此方面開展了較多研制工作。德國本德爾公司設計了新能源汽車絕緣能力檢測系統(tǒng),用于異常情況下預警并保護用戶的人身及財產(chǎn)安全;美國的通用汽車公司開發(fā)了電池管理系統(tǒng),航空環(huán)境公司推出智能保護系統(tǒng)用于監(jiān)測在役電池的健康狀態(tài);韓國三星SDI株式會社開發(fā)了可對電池中多個單體進行溫度、電流、電壓監(jiān)測的系統(tǒng),以增強電池的保護功能。

表1 主流的充電樁安全標準


2. 儲能電站

2019年之前沒有統(tǒng)一的儲能電站安全標準,2020年發(fā)布的IEC 62933-5-2國際標準首次給出了儲能系統(tǒng)安全評估實施細則。在國家或地區(qū)層面,德國已有相關(guān)安全標準,主要關(guān)注小型電池系統(tǒng);澳大利亞建立了《儲能系統(tǒng)安裝安全規(guī)范》(AS 5139);韓國頒布了《儲能電站安全強化對策》,涉及“產(chǎn)品 ? 安裝 ? 運行”各環(huán)節(jié)的安全強化、安全監(jiān)控、強制維修、消防應對等管理制度;美國在儲能系統(tǒng)安裝規(guī)范、安全評估標準建設方面進展最快,發(fā)布了《儲能系統(tǒng)安裝規(guī)范》(NFPA 855)、《儲能系統(tǒng)與設備安全標準》(UL 9540)、《用于評價儲能系統(tǒng)熱失控擴散危險性及消防措施有效性的大規(guī)模火燒測試標準》(UL 9540A)等。

從儲能安全事故治理的國際經(jīng)驗來看,構(gòu)建責任主體明確的電力儲能安全管理體系是儲能安全風險防控的重要內(nèi)容。韓國根據(jù)以往火災事故處理經(jīng)驗來完善儲能系統(tǒng)安全管理體系,以強化認證標準和管理制度、細化現(xiàn)有儲能電站安全管理為主要方向,優(yōu)化儲能系統(tǒng)的防火安全標準和管理制度;由消防部門牽頭發(fā)布儲能相關(guān)的防火標準,密切政府和企業(yè)合作,提高現(xiàn)有儲能電站的安全管理水平。美國能源部成立了儲能安全工作組(包含標準工作組、安全宣傳與事故響應組、安全驗證與風險評估組),從多個層面著手,確保儲能系統(tǒng)的安全性能,提高行業(yè)和公眾對儲能安全的認識。

3. 氫能基礎(chǔ)設施

發(fā)達國家和地區(qū)關(guān)注并重視氫能基礎(chǔ)設施安全管理方面的法規(guī)及標準(見表2)。① 美國通過法律、法規(guī)、標準來保障氫能安全管理,采用了三層結(jié)構(gòu):頂層由國家法律、建筑與消防法規(guī)組成;中間層是在法律法規(guī)中引用的強制性標準,使相關(guān)標準也具有法律效力;基礎(chǔ)層是中間層文件進行引用的標準內(nèi)容。② 歐洲的氫能監(jiān)管層次結(jié)構(gòu)與美國類似,具有金字塔式的結(jié)構(gòu)特征,從上到下依次為法律法規(guī)、標準、指導性技術(shù)文件。③ 日本設立了經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省節(jié)能與新能源部新能源系統(tǒng)課氫與燃料電池戰(zhàn)略室,以此為氫能主管部門;采取“只要氫氣不泄漏,就不會發(fā)生著火爆炸事故”的監(jiān)管理念,嚴格執(zhí)行《高壓氣體保安法》,在氫能使用過程中根據(jù)實際情況采取必要的安全技術(shù)措施。

表2 部分發(fā)達國家和地區(qū)的氫能基礎(chǔ)設施安全管理法規(guī)及標準


(二)對我國新能源應用安全監(jiān)管與應急管理體系建設的啟示

1. 需要政策與技術(shù)的雙重驅(qū)動

從發(fā)達國家的先發(fā)歷程看,立足現(xiàn)有的安全技術(shù)水平,研究適用的安全管理模式,發(fā)布與之協(xié)調(diào)的安全管理標準和法規(guī),注重根據(jù)技術(shù)進步來動態(tài)調(diào)整監(jiān)管內(nèi)容。安全監(jiān)管政策與安全技術(shù)需有機結(jié)合,才能發(fā)揮政策的引領(lǐng)作用,明確安全技術(shù)發(fā)展方向,提高依據(jù)技術(shù)規(guī)范實施安全管理的水平。增強新能源應用安全監(jiān)管技術(shù)研發(fā)并與國際標準接軌是重要途徑。加強新能源應用裝備及關(guān)鍵安全技術(shù)的自主研發(fā)力度,切實提高安全風險防控技術(shù)水平;積極參與國際新能源基礎(chǔ)設施的技術(shù)標準制定,推動關(guān)聯(lián)行業(yè)的前沿技術(shù)研發(fā)與升級。

2. 注重對產(chǎn)業(yè)全鏈條上企業(yè)的安全引導以增強防范意識

發(fā)達國家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗表明,新能源應用安全是一項系統(tǒng)性的保障工程,產(chǎn)業(yè)鏈上涉及車輛制造、汽車零部件與電池制造、基礎(chǔ)設施相關(guān)設備設計與制造、場地規(guī)劃、安裝與運營、第三方保險、安全咨詢等企業(yè)。車企需發(fā)展立體式,覆蓋災前、災中、災后的防控體系,重點開展基礎(chǔ)設施側(cè)數(shù)據(jù)、車輛側(cè)數(shù)據(jù)的風險預警體系建設?;A(chǔ)設施相關(guān)企業(yè)需建立適用不同層級的防控技術(shù)與管理機制。第三方機構(gòu)需在詳盡的事故調(diào)查后提出糾正及預防措施建議。通過對全鏈條上企業(yè)的安全引導,配合法律、法規(guī)與標準,應急響應制度等,建設安全共建的管理生態(tài)和防控體系。

3. 持續(xù)開展事故致因總結(jié)與案例剖析

發(fā)達國家經(jīng)驗表明,細致處置每次事故,有助于改進安全技術(shù)、完善安全監(jiān)管政策、提高應急響應速度,從而規(guī)避次生災害和人員傷亡。從國外安全事故與案例分析看,韓國的儲能火災事故最多(概率為1%~2%),儲能熱失控是火災發(fā)生的主要原因之一,也是安全防控的重點方向。針對我國已建儲能電站安全預警能力不足的現(xiàn)狀,需建設和應用主動性預警系統(tǒng),細化章程以規(guī)范人員操作;制定全面的安全監(jiān)管與事故應急方案,提高安全防控體系的技術(shù)成熟度、實際適應性,更好保障新能源應用的平穩(wěn)運行。

五、我國新能源應用安全風險防控戰(zhàn)略框架

(一)總體架構(gòu)

構(gòu)建新能源應用安全風險防控戰(zhàn)略框架,旨在適應未來新能源發(fā)電、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,優(yōu)化新能源應用發(fā)展環(huán)境,增強新能源基礎(chǔ)設施的安全健康發(fā)展水平(見圖2)。以“事故全過程、治理全方位”為主線,突破充 / 換電站、儲能站、加氫站、綜合能源站等新能源基礎(chǔ)設施的安全風險防控核心技術(shù),提升基礎(chǔ)設施應用的公共安全風險防控能力;形成國家、行業(yè)、企業(yè)等多維度的新興基礎(chǔ)設施安全防控治理生態(tài),健全新能源應用安全監(jiān)管與應急保障體系。


圖2 新能源應用安全風險防控戰(zhàn)略框架

(二)能力目標

借鑒相關(guān)研究成果和國家發(fā)展規(guī)劃目標,文章提出建立新能源應用安全事故前、中、后立體防控與保障體系,加強各利益相關(guān)方的安全風險管理與監(jiān)管能力兩大防控目標,合理降低安全問題對新能源基礎(chǔ)設施健康發(fā)展的影響和束縛,促進新能源應用的安全有序發(fā)展。

1. 充 / 換電站

到2025年,建立主動安全防護體系,發(fā)布數(shù)據(jù)交互標準,研制安全芯片及軟件,使充電預警診斷準確率超過95%,初步形成標準統(tǒng)一、“車企 ? 用戶 ? 監(jiān)管部門”互聯(lián)互通的車樁充電監(jiān)控平臺。

到2030年,全面應用充電安全在線診斷技術(shù),使充電預警診斷準確率超過98%,建設和應用智慧化、充 / 換電“車 ? 樁 ? 站”一體化的安全風險防控與大數(shù)據(jù)診斷平臺。

2. 儲能站

到2025年,建立儲能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)標準體系、新型儲能的全流程檢測與認證體系,形成面向儲能商業(yè)化市場需求的儲能預警、防護、消防解決方案,初步構(gòu)建儲能設備運行安全監(jiān)測與安全生產(chǎn)責任管理體系,將儲能系統(tǒng)在線監(jiān)控率提高至95%。

到2030年,形成成熟的儲能預警、防護、消防解決方案并實現(xiàn)規(guī)?;瘧?,優(yōu)化新型儲能的全流程檢測和認證體系,建成覆蓋儲能設備制造、建設安裝、運行監(jiān)測的全生命周期安全管理體系,構(gòu)建儲能全產(chǎn)業(yè)鏈的安全生產(chǎn)責任制度,實現(xiàn)儲能系統(tǒng)全面在線監(jiān)控。

3. 加氫站

到2025年,建立“制 ? 存 ? 運 ? 加”全流程氫能應用安全風險監(jiān)管體系和安全標準規(guī)范,提高氫氣泄漏檢測報警、特種設備檢驗及檢測等的技術(shù)水平,增強“制 ? 存 ? 運 ? 加”全流程氫能應用風險辨識與運行監(jiān)控能力,使氫能應用系統(tǒng)全流程在線監(jiān)控率超過95%。

到2030年,建立加氫站安全監(jiān)控與風險預警體系,明確氫能突發(fā)事件處置預案、處置技術(shù)、作業(yè)規(guī)程,使氫能應用系統(tǒng)全流程在線監(jiān)控率超過98%、有效預警率超過95%。

4. 綜合能源站

到2025年,實現(xiàn)綜合能源站設備制造、安全設計、運維作業(yè)流程的標準化與數(shù)字化,構(gòu)建綜合能源站的安全防控與保障體系。

到2030年,突破和應用綜合能源站的安全風險大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),增強智能預警治理能力,提高多種能源系統(tǒng)、多風險源耦合的整體安全性。

(三)重點任務

新能源基礎(chǔ)設施安全風險防控重在面向各利益相關(guān)方的安全風險管理和監(jiān)管能力需求,從管理、技術(shù)兩大維度開展任務部署。

1. 充 / 換電站

在管理方面,強化組織保障,明確新能源汽車安全管理責任部門,統(tǒng)籌推進安全體系建設;制定產(chǎn)品安全性設計指導文件,規(guī)范產(chǎn)品安全性設計,根據(jù)已售車輛安全問題進行反饋、修訂、完善;強化供應商質(zhì)量管理,制定關(guān)鍵零部件的質(zhì)量評價體系與制度;合理布局售后服務網(wǎng)點、動力電池回收服務網(wǎng)點,配置新能源汽車專用檢測工具,提升服務人員的安全意識與應急處理能力。

在技術(shù)方面,與動力電池供應商開展協(xié)同設計,提高動力電池本質(zhì)安全水平,優(yōu)化整車與動力電池的安全性匹配與熱管理策略,明確動力電池使用安全邊界,提高動力電池在異常狀態(tài)下的安全防護能力;加強數(shù)據(jù)安全保護,建立全流程的數(shù)據(jù)安全管理制度,全面履行數(shù)據(jù)安全保護義務。

2. 儲能站

在管理方面,建立儲能安全管理體系,規(guī)范不同接入環(huán)節(jié)和運維主體的安全管理,明確安全管理責任劃分;完善儲能標準體系,制定儲能安全系列標準,推動儲能產(chǎn)品、儲能電站的強制安全認證;構(gòu)建儲能系統(tǒng)安全評價體系,發(fā)展儲能系統(tǒng)安全測試與評價技術(shù),建設大容量、全尺寸的電池儲能系統(tǒng)安全性與火災實驗平臺。

在技術(shù)方面,構(gòu)建電網(wǎng)故障隔離、安全預警、高效散熱、安全防護、消防一體化的多級主動安全防控體系,開展安全防護技術(shù)的體系化應用;提升儲能系統(tǒng)安全檢測與試驗能力,聚集檢測和評價資源,可參照風電、光伏發(fā)電行業(yè)的檢測管理機制來優(yōu)化儲能全產(chǎn)業(yè)鏈的檢測服務。

3. 加氫站

在管理方面,建立適應國情的加氫站安全建設、運營監(jiān)測體系,具備加氫站實時監(jiān)測及分析預警能力;開展加氫站的站控系統(tǒng)與站內(nèi)工藝流程全面管控,規(guī)范加氫站的站內(nèi)操作流程,確保儲氫和用氫安全。

在技術(shù)方面,建設統(tǒng)一的運營管理與安全監(jiān)管平臺,實時監(jiān)控加氫站技術(shù)狀態(tài)與運營數(shù)據(jù),實現(xiàn)加氫站安全運行的動態(tài)監(jiān)管;圍繞關(guān)鍵部件及裝備國產(chǎn)化開展技術(shù)攻關(guān),形成加氫站高安全性、高穩(wěn)定性關(guān)鍵設備的自主生產(chǎn)能力,提高建站及運營的市場競爭力。

4. 綜合能源站

在管理方面,跨行業(yè)協(xié)調(diào)開展綜合能源站標準制定與驗證,依據(jù)相關(guān)安全標準實施行業(yè)監(jiān)管;聯(lián)合電力、建筑、暖通等行業(yè),構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)安全管理與運行技術(shù)體系;加強綜合能源站建設運行方案、設備質(zhì)量審核管理,研制和應用智慧運維系統(tǒng)等信息化支撐條件。

在技術(shù)方面,圍繞綜合能源站的故障診斷與狀態(tài)評價,發(fā)展針對多風險源、多能源系統(tǒng)、多時間尺度的聚合風險以及多種能源介質(zhì)傳遞風險的預警評估技術(shù),全面加強智能運維、狀態(tài)評價、故障診斷等綜合能源站安全發(fā)展亟需能力。

(四)中長期工程科技支撐項目

面向新能源應用安全風險防控的現(xiàn)實基礎(chǔ)與中長期需求,依據(jù)行業(yè)專家學者的綜合研判,論證提出了中長期新能源應用安全風險防控工程科技項目(見表3)。實施系列工程科技項目,旨在深化新能源基礎(chǔ)設施安全研究,攻關(guān)安全檢測預警、防護、消防等方向的瓶頸技術(shù),構(gòu)建新能源應用安全風險防控技術(shù)及管理體系,實現(xiàn)相應安全風險防控水平達到國際領(lǐng)先。

表3 中長期新能源應用安全風險防控工程科技項目


六、我國新能源應用安全風險防控發(fā)展建議

(一)注重頂層設計,形成規(guī)范的安全監(jiān)管制度

建設新能源應用安全風險監(jiān)管與保障制度體系,優(yōu)化安全監(jiān)管流程,創(chuàng)新管理體制機制。制定中長期新能源應用安全風險防控戰(zhàn)略,明確發(fā)展目標、重點任務、實施方案,覆蓋安全管理、設計施工監(jiān)督、基于大數(shù)據(jù)的維護保養(yǎng)、監(jiān)管平臺效能、監(jiān)督機制等,建立應急體系管理規(guī)范。借鑒國外相關(guān)風險防控的發(fā)展經(jīng)驗,立足國情實際增強風險防范與應急處置能力,從被動防控向主動防控轉(zhuǎn)變,降低安全事故概率,控制事故范圍擴展,減少次生災害。建立覆蓋各管理層級,具有早發(fā)現(xiàn)、早預警、早防范特征的監(jiān)管機制,以行政監(jiān)管、行業(yè)監(jiān)督、企業(yè)自律等方式共同推進應急管理能力建設。

(二)實施標準化治理,構(gòu)建國家級統(tǒng)一監(jiān)管平臺

建設新能源應用安全風險防控的標準化管理體系,從運營、產(chǎn)品質(zhì)量、設備本質(zhì)安全出發(fā),加強風險評估、安全管理方面的標準和認證體系質(zhì)量;以“氫能領(lǐng)跑者”行動計劃等為依托,切實提高標準化治理效能。建議發(fā)展改革、應急管理等管理部門牽頭,建設國家級新能源基礎(chǔ)設施大數(shù)據(jù)中心、安全監(jiān)控與運行保障平臺、大數(shù)據(jù)分析與決策能力支撐體系,支持形成全方位、綜合性的管控體系。完善新能源項目建設與驗收相關(guān)標準并與補貼政策、金融支持掛鉤,建立裝備質(zhì)量追溯體系、企業(yè)質(zhì)量安全評價體系、責任延伸制度,落實強制性退出機制。

(三)加強科技攻關(guān),培養(yǎng)安全風險防控專業(yè)人才

制定國家新能源應用安全監(jiān)管與保障技術(shù)發(fā)展路線圖,設立以氫氣微泄漏檢測及智能管控系統(tǒng)為代表的新能源安全風險防控攻關(guān)項目,支持安全防控技術(shù)裝備創(chuàng)新發(fā)展。研究新能源基礎(chǔ)設施大規(guī)模接入對電網(wǎng)安全、環(huán)境安全、城市安全的風險效應及影響程度,發(fā)展計及壓力管理、氫氣泄漏、氫脆等因素的安全風險定量評估與智能管控技術(shù)。針對各類新能源基礎(chǔ)設施開展風險防控基礎(chǔ)研究,提高故障風險預警預測、安全防護及應急消防、安全事故處置機器人的發(fā)展水平。加強設備級、場站級、系統(tǒng)級的技術(shù)研發(fā),構(gòu)建安全風險防控技術(shù)保障體系。鼓勵校企聯(lián)動,優(yōu)化學科建設布局,批量培養(yǎng)新能源應用安全風險防控方向的專業(yè)人才。

(四)開展社會宣傳,構(gòu)建立體式的新能源應用安全生態(tài)

開展相關(guān)宣傳與科普教育,面向生產(chǎn)廠商、服務業(yè)企業(yè)、消費者普及新能源應用安全規(guī)范,為新能源基礎(chǔ)設施建設與產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造優(yōu)良環(huán)境。強化行業(yè)人員培訓、公眾安全意識,配套建設事故保險、次生災害理賠等機制。根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平、能源資源條件、車輛發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢,有序推進新能源基礎(chǔ)設施建設,優(yōu)化新能源基礎(chǔ)設施布局,加強綜合智慧能源服務。推動交通和能源基礎(chǔ)設施一體化建設,促進新能源汽車產(chǎn)業(yè)安全、與大能源系統(tǒng)高效融合。完善產(chǎn)業(yè)生態(tài),創(chuàng)新商業(yè)模式,按照市場化導向,鼓勵用戶合理選擇,在更大范圍內(nèi)降低新能源應用安全風險。

注:本文內(nèi)容呈現(xiàn)略有調(diào)整,若需可查看原文。

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