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储能领域,掀起消防整改“风暴”

来源:中国能源网 时间:2024-09-05 14:42:03

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9月,浙江温州储能项目消防整改“风暴”还在持续蔓延。


继一季度温州开展行动——要求储能电站提交经第三方机构检测合格的消防质量检测报告,对于检测不合格的工商业储能项目,直接撤销验收合格评定,不予兑现相关补贴之后。杭州、金华等地陆续出台政策文件,加强消防设计审查验收,消防查验纳入竣工验收内容。近期更有消息称,主管部门正酝酿对全国储能消防安全隐患开展全面排查和整改,尤其是对投运3年以上的储能电站、非磷酸铁锂技术路线的储能电站、新能源强制配建且没有被调用的储能电站,以及靠近居民的工商业和户用储能电站加强消防监管。


消防整改将新型储能行业迅速发展下的安全问题推到聚光灯下。那么,新型储能的安全问题从何而来?能否从根本上解决这一问题?对企业而言,又该如何平衡好成本与安全的关系?


安全隐患放大


近年来,我国新型储能保持迅猛发展态势,且单站规模越来越大,应用场景越来越多。中关村储能产业技术联盟数据显示,今年上半年,百兆瓦级项目数量增速明显,50余个百兆瓦级项目相继投运,同比增长30%,规划和建设中的百兆瓦级项目数量已超过去年全年。用户侧储能的市场热度持续升高,上半年新增备案项目5231个,服务于可再生能源并网、大容量能源服务、用户能源管理等。


“今年以来,海南万宁、浙江宁波等地均发生储能电站火灾事故,安全形势非常严峻。不仅国内,近期美国加州Gateaway储能电站,韩国华城电池厂也发生了严重火灾事故,为储能行业安全再次敲响警钟。” 在近日召开的第四届国际储能安全研讨会上,应急管理部天津消防研究所副所长鲁志宝指出,相关部门要求排查储能电站的火灾隐患,着力提升储能电站的火灾事故处置能力。


那么,储能电站安全问题的根源何在?储能系统主要由电芯、电池管理系统(BMS)、储能变流器(PCS)、站控与能量管理系统(EMS)、温控消防几部分构成,电芯热失控是安全问题的首要元凶。


中国科学技术大学教授孙金华认为,正常情况下,磷酸铁锂储能电池是有安全保障的,单体电池的失效率为千万到万万分之一,概率很低。但单一维度安全不等于系统安全,通过加热、过充或针刺试验使电池热失控冒烟而不着火,就认为该电池是绝对安全的错误认识必须予以纠正。大型储能电站由几万乃至几十万个电池串并联组成,除电池自身的热失控火灾风险以外,储能系统的电气故障也会进一步增加火灾的概率,使储能电站火灾总体概率大幅提升。


有效与成本平衡难题


安全是储能发展的关键前提,已成业内共识,但企业在实际管理中对“度”的把握却存在疑虑。


“用户侧和工商业储能对安全问题的认识有两个极端:一个极端是用户觉得无所谓,甚至储能电柜像空调机一样,直接放置在家庭窗户外,没有安全间距的概念,很危险;另一个极端是过分强调安全,安全很重要,但能源项目要理解实际应用情况,比如,早期风电站配消防设备时,我们建议配在升压站就可以了,百米高的风塔要真发生火灾,消防设备也够不着。”华电科工储能分公司总经理葛文刚指出,储能项目安全包括电气安全、信息安全、消防安全等。要抓住问题的本质,把有限的资源用到最需要的地方,不要“一刀切”。


有消防设施就一定能灭火吗?未必。美国Gateway储能电站大火持续六天,多次出现复燃。应急管理部天津消防研究所第四研究室副主任卓萍坦言,锂电池化学反应机制复杂,同样一种灭火系统针对不同类型的储能电站,大小变了,系统结构不同,不一定能够消除火灾,灭火技术的有效性、针对性还有待探讨。


“我更关注的是成本和代价,怎样花最少的钱把事情办好。”华能清能院储能技术部主任刘明义表示,安全问题非常重要,但不应过度强调,要考虑项目成本和消防技术的有效性。国内储能电站事故多发生在安装和调试阶段,比如违规操作,实际运行期间发生事故的并不多。对储能电站而言,现在最大的瓶颈是性能,出现极端安全事故的概率远低于电芯性能衰减的概率,电池一致性或其他性能问题将导致储能电站资产的损失和浪费。


在目前储能电站建设中,预制舱和站房式储能应用方式被广泛采用。相比前者占地面积大、舱体数量多,后者将储能核心设备叠放在建筑物内,利于集约化利用和统筹管理,被认为是大规模储能电站的高效选择。“预制仓消防相对简单,只要把间距拉够,即使起火,也不会出现‘火烧连营’的情况。站房式储能安全风险不容忽视,但现在最大困惑是建成后如何验收,缺乏消防验收标准是目前站房式储能电站面临的最大难题。”刘明义称。


做好分级、多层管理


随着储能规模的扩大和应用场景的拓展,项目安全管理务求精准施策,不能一概而论。葛文刚认为,储能消防要根据储能设备所处环境做好分级管理,比如像西部偏远地区的电站可以考虑适当放宽消防安全标准,采用设置防火隔离设施来防止火灾扩散和蔓延,而靠近用户侧的电站则要提高安全标准要求。


消防只是减灾手段,更重要的是从源头防范风险隐患。南网科技副总工程师苏伟指出,要做好储能设备安全设计选型,加强质量监督管理,对关键设备出厂前进行监造、质检、验收,储能系统到货后对电芯、模组、电池簇的质量进行抽检。在储能电站建设区设置隔离,设备到达现场后要及时安装接入,安排专业的调试单位及调试人员尽快开展调试、试运。根据实际情况,建立完善的运行维护管理制度,制定应急预案,做好防事故措施。与此同时,加强储能电站安全性能评估及电池退役管理,委托第三方开展年度技术监督,当全站容量测试结果低于80%时,应报调度机构整站更换新电池或安排储能电站退役。


被动安全不如主动作为。目前,储能企业纷纷加强技术攻关,建立起本体安全、过程安全和消防安全的三道防线,通过优化电池材料体系、全电池系统安全设计、生产工艺等方面,提升储能电池安全性能。在运行过程中,做好电池故障隐患的预测预警,将火灾事故扼杀在萌芽状态。消防层面,持续研发快速灭火抗复燃技术,确保小火不成灾。


值得注意的是,储能市场竞争日趋激烈,以次充好、低质价格竞争乱象为行业安全带来新隐患。上半年储能系统中标价格较去年同期下降49%。温控环节价格也大幅下行,3.35MWh液冷集装箱消防系统每瓦时成本由2022年4季度的0.065元降到今年2季度的0.017元。


精准施策不等于减少消防投入。“无论价格怎么降,消防安全或者整个安全系统的投入不能降,这是安全的底线。”业内呼吁,共同构建维护良性的市场竞争环境,尊重知识产权,加大技术研发,坚守质量底线,确保产品的安全稳定可靠,以高安全护航新型储能产业行稳致远。(记者 卢奇秀)

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