安全性欠缺成鋰電 儲能產業“絆腳石”
隨著鋰離子電池儲能電站的大量建設，安全風險也在逐步增加。一方面，鋰離子電池中的電極材料、隔膜等均為可燃物，熱失控時極易起火；另一方面，在系統集成與應用環節，由于認知的局限和成本的考慮，集成商往往忽視安全防控措施配置。一旦發生火災，將造成儲能系統整體燒毀。
當前，多地出臺政策，鼓勵新能源項目配置儲能。儲能在發電側又迎來一波行情。
中國化學與物理電源行業協會秘書長劉彥龍表示，由于可再生能源與分布式能源在大電網中的大量接入，結合微電網與電動車的普及應用，電化學儲能技術將是協調這些應用至關重要的一環。預計未來3年，儲能用鋰離子電池市場將以年均30%速度增長。
然而，業內人士也提醒說，在鋰離子電池儲能爆發的前夕，更要重視安全問題。莫讓安全問題成為儲能產業發展的“絆腳石”。
儲能電池安全問題凸顯
目前，鋰離子電池在儲能應用中逐漸成為主流，占比已達87%，業內認為，最遲到2020年底，將會在儲能的一兩個細分市場實現大規模爆發，但是鋰離子電池安全狀況卻讓業界擔憂。
在中關村儲能聯盟日前舉辦的線上交流會上，中國電科院儲能與電工新技術研究所副總工楊凱表示，隨著鋰離子電池儲能的大量建設，安全風險也在逐步增加。“主要有兩個方面原因，一方面，鋰離子電池中的電極材料、隔膜等均為可燃物，熱失控時極易起火；另一方面，在系統集成與應用環節，由于認知的局限和成本的考慮，集成商往往會忽視安全防控措施配置。這將導致一旦發生火災，無法有效抑制，造成儲能系統整體燒毀。”
“我國目前針對鋰離子儲能安全防控措施的相關標準尚未完全建立，這兩年有相關機構在推動包括儲能電池本體、集成、應用和運維等方面的標準建立，相信伴隨標準的建立，鋰離子儲能的安全防控措施也會相應完善，鋰離子電池儲能安全性也將大幅提升。”楊凱表示。
盛威集團有限公司儲能事業部總經理黎朝暉表示，2018年，電化學儲能電站領域曾出臺過包括純電池與電池組、通訊基站等行業標準，但是在具體執行中卻存在問題，如標準的編制進度跟不上產業發展的速度；在實際應用中，有的地方并沒有很好的執行標準。
“鋰離子電池作為電子元件，非常復雜和特殊，當作為一個能量載體，本身就存在安全隱患，一旦發生在儲能領域起火或爆炸，后果不堪設想，甚至會影響行業整體發展。”黎朝暉說。
不能輕視潛在安全風險
儲能系統電池串并聯數量多、規模大、運行功率大，安全風險和影響比電動汽車動力電池更加突出。業內人士認為，就目前現狀來看，我國鋰離子電池儲能系統在實際運行中潛在風險并不小。
楊凱表示，我國鋰離子電池儲能系統在實際運行中的安全風險主要體現在四個方面。第一，儲能熱管理系統設計存在缺陷，這將造成不同溫度區域的電池性能衰減速度不一樣，并直接造成性能衰減快的電池逐步產生安全隱患；第二，安全預警的時效性不高，有明顯的滯后性，當發現異常時，熱失控反應往往已經開始；第三，安全防護措施缺失，沒有將熱失控控制在一個有限的范圍內。一個電池熱失控后會在短時間蔓延，讓整個系統燒毀；第四，消防安全措施針對性不強，95%的消防使用的是七氟丙烷，但這僅對消滅小范圍明火有效，在復燃或大面積燃燒時，并沒有效果。
黎朝暉認為，鋰離子電池在日常儲能應用中，除了正常的充放電反應外，還有很多放熱副反應，在電、熱等刺激下，放熱副反應會被觸發，從而造成熱量的大量積聚，最終導致電池熱失控。
中國電力科學研究院有限公司儲能與電工新技術研究所主任官亦標也表示，對于電池的理解，不能供應商說什么就是什么；另外，從工程實踐來講，業內并不了解如何計算整個儲能電站的容量，這對于一個高速發展的行業來說非常危險。
筑牢安全防護底線
數據顯示，從2017年至今的三年間，國內外發生了多起鋰離子電池儲能系統/電站火災事故。安全問題已經無法回避。
楊凱指出，解決安全問題，要從多方面入手。其中最關鍵的兩點，第一，要從選用高安全電池本體開始，包括選用高熱穩定性正極材料、隔膜無機化、電解質固態化等；第二，一定要按照國標中的規定，對儲能用鋰離子電池做針對性的安全測試。
“此外，要注重高效熱管理、完善安全預警機制、做好安全防護要、消防安全和市政消防措施一定要到位。”楊凱說，“只有多方面協同發力，才能讓鋰離子儲能安全問題得到有效解決。”
“在鋰離子儲能電站的電池選擇上，要盡可能選擇磷酸鐵鋰電池保障安全性；業內要強調電池管理系統在全生命周期中的可靠性，不要一味追求主動均衡的功能。要在電池的生命周期內，測準溫度，降低誤差，同時要管控住電池過充或者過溫。”黎朝暉說，“另外，一些包括空調在內的輔助性設備，該更換的時候一定要更換，該日常維護就必須日常維護。”
官亦標說，在儲能行業發展的十字路口，要想穩健前行，就必須全環節嚴格執行有效標準，這關乎產業的持續發展。率先執行標準才會少走彎路、搶占先機。
作者：韓逸飛 來源：中國能源報 責任編輯：jianping
太陽能發電網|m.www-944427.com 版權所有