频频起火、行业变天!多数储能电站恐面临整改

科技   2024-11-12 21:21   北京  

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2024年9月29日11时26分,宁德市东侨经济技术开发区宁德时代一厂区内独立建筑发生火灾。该建筑位于宁德时代的Z基地,这里是宁德时代的总部所在地,也是其电池生产基地的核心。据现场视频显示,在百米之外仍能看见工厂内有明火燃烧,黑烟冲天。幸运的是无人员伤亡。宁德时代表示,受影响产品数量较小,对公司整体生产经营影响较小。但此次事件仍然引起了行业内的广泛关注。

今年,国内外发生了多起相关火灾安全事故。5月15日,美国Gateway电池储能系统也发生了严重的火灾;9月5日,美国圣地亚哥天然气和电力公司储能设施发生火灾;9月10日,阿里云新加坡数据中心锂电池爆炸起火;9月16日,江苏启东生命健康产业园内电池材料企业火灾;9月23日,加拿大蒙特利尔港码头锂电池集装箱起火。10月23日,广东佛山一锂电池工厂半成品仓库起火;10月30日,美国密苏里州弗雷德里克敦的一家锂电池回收工厂突发大火;11月2日,广州黄埔区康达路附近一锂电厂区突发大火;11月5日,江苏省常州市金坛区一新能源企业出现火情......这些事故凸显了储能安全问题的严峻性。

01.

储能起火的技术和原理分析

储能系统起火的原因是多方面的,主要涉及电池本身的特性以及储能系统的运行和管理等因素。

从电池本身来看,目前储能电池多用锂离子电池,其性价比和能量密度相比其他电池更具优势,但也存在一定的安全隐患。锂离子电池内部由正极、负极和隔膜组成,隔膜起到正负极之间的绝缘作用,电解质则负责锂离子的传导。然而,如果隔膜损坏,就会导致正负极短路。隔膜损坏的原因可能有多种,比如随着电池老化,电池负极析锂形成树枝状晶体并不断生长,可能会刺破隔膜;在生产过程中,灰尘或正负极的毛刺等也可能引发隔膜的缺陷。一旦正负极短路,就会持续放热,热量积聚将加剧分解电池内部的所有结构,放出更多的热,最后导致自燃。

从储能系统的运行和管理方面来看,如果储能系统的散热设计不合理,或者通风不良,就会导致电池温度升高,增加火灾的风险。同时,如果储能系统的监控和保护措施不到位,不能及时发现和处理电池的异常情况,也容易引发火灾。

尽管储能安全问题备受关注,但储能行业的发展依然势头迅猛。无论是电网侧的大储项目,还是工商业储能和户用储能,都在快速发展。随着光伏、风能等可再生能源的广泛应用,由于其具有随机性、波动性、间歇性的特点,大量使用这类能源必须配备储能系统。因此,储能市场的潜在增长空间巨大。

在我国,截至 2024年9月底,全国已建成、投运新型储能 5852万千瓦、1.28亿千瓦时,较去年底增长约86%;仅三个季度的新增装机就几乎与截止2023年底已经建成投运新型储能总规模相当,有效支撑了电力系统的稳定运行和可靠供应。宁德时代、比亚迪等头部储能上市公司正积极推进在储能领域的布局。

储能行业发展热烈,不仅电网测大储项目不断落地,工商业储能和户用储能同样发展迅速,走进了千家万户。如果说前者对普通人来说似乎还有些距离,拿后者则和大部分人息息相关。用户侧储能系统可以帮助家庭用户在用电低谷时储存电能,在用电高峰时使用,从而降低用电成本。同时,在停电等情况下,储能系统还可以作为备用电源,保障家庭、工厂等基本用电需求。然而,这也意味着储能安全问题与普通民众的生活息息相关,必须得到充分的重视。

02.

政策端的积极响应

为了应对储能快速发展的现状以及防范和应对安全问题,我国政府在政策端做出了积极响应。2024年11月 6日,工业和信息化部发布了《对新型储能制造业高质量发展行动方案》(征求意见稿)。这一方案的发布,体现了政府对储能行业的高度重视,旨在推动储能行业的高质量发展,同时加强对储能安全的监管。

在国内,除了各环节安全技术水平及设备质量不断提高,储能消防政策的收紧也相当显著。4 月初,温州工商业储能项目大火,直接促成了《温州市电化学储能项目建设管理流程指导意见(试行)》的出台。

此后,温州大力开展储能消防整改,要求已备案的 500KWh 以下工商业储能电站必须提交消防质量检测报告,否则将撤销验收合格评定,相关补贴也不予兑现。以温州市瓯海区为例,大部分电站都要进行消防整改,这一过程需花费约 10 万元,推高了非技术成本,进而降低了项目经济性。有知情人士曾向记者表示“新能源侧配备的储能电站的利用率普遍不高,这些未被调用过的电站存在监管盲区,其电站状态处于“黑盒”状态或存在隐患。”

很快,这股储能电站 “消防整改风” 席卷了浙江全省。杭州、金华等地纷纷出台新规,加强对储能消防的管理。据高工储能透露,浙江省内已备案的 2000 多个储能项目中,超过九成面临消防整改,到 2025年能够顺利通过整改并继续运营的项目可能会少于一半。

有消息称,这类消防整改需大约花费10万元左右,将推高0.2元/Wh的非技术成本,进一步降低工商业储能项目的经济性。
业内人士认为,浙江只是这场储能电站消防整改风暴的第一站,未来还会席卷全国。尤其是工商业储能同样发展快速的广东省和江苏省。
9月30日,广东省消防救援总队还发布了国内首个针对电化学储能领域的消防安全标准 ——《电化学储能电站消防安全技术标准(征求意见稿)》。其中明确要求,预制舱式锂离子电池储能电站应设置自动灭火系统,并规定了相关标准。同时,全国已有 19 个省市将储能电站纳入消防安全重点单位,国家也正酝酿对储能消防安全隐患进行全面排查及整改。可见,储能安全尤其是消防问题已成为工商业储能发展道路上的重大挑战

不仅仅是国内提高了对储能安全问题的认识,在国际上,美国纽约修订消防法,对储能监管提出新要求。加州圣迭戈县和纽约州尼亚加拉县的威尔逊镇在储能火灾后,也采取了暂停批准新建电池储能系统等措施。

03.

中美储能标准的不同点

通过对比可以发现,中美两国在储能标准方面存在一定的差异。

美国储能标准主要覆盖储能项目建设、储能系统、储能技术本体和关键设备等层级,如NFPA于2019年正式发布的标准规定了电池储能系统部署要求,列出了各种储能项目设计和安装注意事项,包括不同场所中的间距、消防装置、通风以及相关的防火等要求。美国保险商实验室(underwrites laboratories,UL)制定的UL 9540和UL 9540A目前已成为所有电池储能系统安全保证的基础测试标准。美国标准的严格程度较高,尤其是在安全方面,对储能系统的各种安全风险评估和测试要求较为细致和严格。例如美国对移动储能电源的安全标准中,对危险电压限值、漏电流测试、单电芯失效测试等都有明确且严格的规定。

相比之下,中国全国电力储能标准化技术委员会(SAC TC550)于 2014 年正式成立,负责电力储能领域国家标准的管理,已形成覆盖规划设计、设备及试验、施工及验收、并网及检测、运行与维护、评价等方面的储能标准体系。中国的储能标准在不断完善和发展,但与美国相比,在某些方面可能还存在一定的差距,例如在储能系统相关的电气安全、功能安全、电池热失控蔓延、火灾试验等相关要求方面,有待进一步明确。

储能行业的快速发展为能源转型和可持续发展提供了有力支持,但储能安全问题始终是行业发展的关键挑战。宁德时代 Z 基地起火等一系列储能火灾事故,提醒我们必须高度重视储能安全。政府、企业和社会各界应共同努力,加强对储能安全技术的研发和应用,完善储能标准和监管体系,确保储能行业的健康、可持续发展。

只有这样,我们才能充分发挥储能技术的优势,为实现 “双碳” 目标和能源转型做出更大的贡献。同时,对于普通消费者来说,在选择和使用户用储能产品时,也应关注产品的安全性和可靠性,确保自身的生命财产安全。

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END


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