近幾年，全球儲能行業(yè)發(fā)展迅速，截至2020年底，全球已投運(yùn)的儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模已達(dá)191.1GW，同比增長3.4%。“十四五”期間，在國家整體宏觀政策的指引下，儲能產(chǎn)業(yè)配套政策將更加完善，儲能行業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢會逐漸凸顯，但在迅猛發(fā)展之時，儲能行業(yè)將迎來哪些風(fēng)險挑戰(zhàn)？
儲能行業(yè)新興 安全走向何方
——訪中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長俞振華
近幾年，全球儲能行業(yè)發(fā)展迅速，根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）發(fā)布的《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2021》顯示，截至2020年底，全球已投運(yùn)的儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模已達(dá)191.1GW，同比增長3.4%。其中，電化學(xué)儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到14.2GW，鋰離子電池在電化學(xué)儲能技術(shù)中占比最大，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到13.1GW，電化學(xué)儲能和鋰離子電池的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模均首次突破10GW大關(guān)。
2021年，我國進(jìn)入“十四五”發(fā)展的新階段。無論是在《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中，還是在《國家發(fā)展改革委 國家能源局關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》中，都將儲能作為構(gòu)建現(xiàn)代能源體系的重要一環(huán)。“十四五”期間，在國家整體宏觀政策的指引下，儲能產(chǎn)業(yè)配套政策將更加完善，儲能行業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢會逐漸凸顯，并為加快完成“雙碳目標(biāo)”（2030碳達(dá)峰和2060碳中和）再添助力。
4月16日，位于北京市豐臺區(qū)的北京國軒福威斯光儲充技術(shù)有限公司儲能電站發(fā)生起火爆炸，致使2名消防員犧牲。這起事故引起了全社會的廣泛關(guān)注。儲能行業(yè)快速發(fā)展的背后，隱藏著讓人擔(dān)憂的一些問題，而安全就是其中之一。
近日，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長俞振華在接受本刊記者采訪時談到：“儲能作為新興事物，在迅猛發(fā)展之時，一定會遭遇新的風(fēng)險挑戰(zhàn)。而目前國內(nèi)外都非常關(guān)注的儲能產(chǎn)品質(zhì)量和安全風(fēng)險就是其中不容忽視的挑戰(zhàn)之一。衡量產(chǎn)品質(zhì)量及安全風(fēng)險無疑需要標(biāo)準(zhǔn)作為支撐。”
事故多發(fā)
儲能行業(yè)在曲折中前行
根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟不完全統(tǒng)計(jì)，從2011年至2021年9月，全球儲能安全事故共發(fā)生50余起，其中，事故起數(shù)排名前4位的是：韓國30余起、美國10起、中國4起、澳大利亞3起。
通過對這50余起儲能事故分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)事故發(fā)生在電站運(yùn)行過程中或檢修運(yùn)維環(huán)節(jié)，只有少數(shù)發(fā)生在建設(shè)環(huán)節(jié)或者安裝調(diào)試環(huán)節(jié)。例如，2021年7月30日，在澳大利亞維多利亞州，世界上最大的電池儲能項(xiàng)目之一特斯拉Megapaxk儲能系統(tǒng)在調(diào)試期間發(fā)生火災(zāi)，涉及兩個 Megapack（集裝箱大小的電池單元）。該項(xiàng)目在發(fā)生火災(zāi)前剛剛獲得了正式注冊，整體項(xiàng)目儲能容量300MW/450MWh，每個Megapack 的儲能容量約為3MWh，并迅速完成了安裝和施工環(huán)節(jié)，成為澳大利亞目前最大的電池儲能項(xiàng)目。這起事故就發(fā)生在調(diào)試環(huán)節(jié)，實(shí)屬少見。維多利亞能源安全局（ESV）調(diào)查發(fā)現(xiàn)，事故最可能的根本原因是 Megapack冷卻系統(tǒng)內(nèi)的泄漏導(dǎo)致短路，致使電子元件起火，進(jìn)一步造成電池?zé)崾Э亍?
除此之外，俞振華認(rèn)為，儲能產(chǎn)品設(shè)計(jì)和集成能力有缺陷是事故發(fā)生的根源所在。
韓國是儲能電池的制造強(qiáng)國，鋰電儲能在其可再生能源證書獎勵政策激勵之下得以迅速發(fā)展，2018年全球新增電化學(xué)儲能裝機(jī)中，韓國幾乎占據(jù)全球45%。但是，韓國儲能電站發(fā)生火災(zāi)安全事故起數(shù)和比率卻位居全球首位。近10年間，從公開的新聞報(bào)道中可知，韓國儲能電站陸續(xù)發(fā)生30余起事故，如2021年4月6日，韓國一光伏電站儲能系統(tǒng)（ESS）起火，造成約4.4億韓元損失。有報(bào)告經(jīng)過對韓國30多起儲能安全事故原因進(jìn)行分析，總結(jié)出以下4個方面原因，即電池系統(tǒng)缺陷、應(yīng)對電氣故障的保護(hù)系統(tǒng)不周、運(yùn)營環(huán)境管理不足、儲能系統(tǒng)綜合管理體系欠缺。
俞振華回憶：“早期的儲能行業(yè)項(xiàng)目，對儲能電芯的熱失控風(fēng)險認(rèn)知不足，鋰電池失控后較難控制，因此危險性相對高。韓國的30余起儲能事故，多是采用本國一線電池生產(chǎn)商提供的鋰電池，并非生產(chǎn)質(zhì)量問題，但面對熱失控問題，早期產(chǎn)品相應(yīng)設(shè)計(jì)及器件選型的安全冗余不夠。此外，儲能行業(yè)剛剛起步之時，各方經(jīng)驗(yàn)不足，研究不夠深入，運(yùn)行維護(hù)管理與約束機(jī)制欠缺，也為各類事故發(fā)生埋下了伏筆。”
一方面是難以回避的事故多發(fā)的局面，另一方面是能源革命的強(qiáng)烈需求，各國都在尋求儲能安全與發(fā)展中的平衡。為了扭轉(zhuǎn)事故多發(fā)的不利局面，多國先后出臺獎勵政策，旨在引導(dǎo)企業(yè)謀求健康優(yōu)質(zhì)發(fā)展之路。俞振華介紹，“當(dāng)時全球關(guān)于鋰電儲能的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不多，設(shè)計(jì)要求及施工相關(guān)的規(guī)范要求缺失，安全生產(chǎn)問題考慮更是不周全，主要表現(xiàn)在研究不夠深入，事故預(yù)防缺乏思路，事后復(fù)盤才發(fā)現(xiàn)安全規(guī)范未能達(dá)標(biāo)。”
俞振華坦言，近幾年，在各國環(huán)保政策及激勵政策的影響下，儲能行業(yè)正在朝著規(guī)范化、有序化地方向邁進(jìn)，國與國之間互通有無、交流先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，也在吸取事故教訓(xùn)，用以自省。目前，世界各國的儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平幾乎持平。但過于追求創(chuàng)新升級，可能會使得安全問題跟不上產(chǎn)品的研發(fā)速度。這一問題必須引起足夠的重視。
如何讓儲能安全與發(fā)展并跑？
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范先行
俞振華表示，要克服當(dāng)下的儲能安全問題，必須在安全防范方面多下功夫，事前預(yù)防好過事后補(bǔ)救。
美國2016年率先發(fā)布全球第一項(xiàng)儲能系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)，即UL 9540《儲能系統(tǒng)和設(shè)備》，是針對儲能系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)。UL 9540在2015年被授權(quán)為美國國家標(biāo)準(zhǔn)，在2016年被授權(quán)為加拿大國家標(biāo)準(zhǔn)，目前是雙國國家標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)包含各種儲能類型，電化學(xué)類型如電池儲能系統(tǒng)或超級電容儲能系統(tǒng)，化學(xué)儲能系統(tǒng)如燃料電池，機(jī)械的和熱能的儲能系統(tǒng)。
2019年9月12日，美國消防協(xié)會（NFPA）正式發(fā)布NFPA 855《固定式儲能系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)》。它主要基于IFC 2018《國際防火規(guī)范》（2018版）儲能系統(tǒng)防火相關(guān)的條款，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)分。NFPA 855根據(jù)儲能系統(tǒng)不同的安裝位置，提出不同的安裝要求。比如儲能系統(tǒng)是安裝在室內(nèi)或室外的，安裝在有人或者沒有人活動的地方，或者安裝在屋頂或車庫，其要求各不相同。
如果超出NFPA 855中的容量限制或距離限制等情況，需要根據(jù)UL 9540A的測試結(jié)果，由相關(guān)部門來評估該儲能系統(tǒng)的火災(zāi)風(fēng)險。UL 9540A《電池儲能系統(tǒng)熱失控?cái)U(kuò)散評估測試標(biāo)準(zhǔn)》于2017年11月發(fā)布，是UL公司收集世界上的業(yè)界團(tuán)體意見后確定的測試方法標(biāo)準(zhǔn)，是專門為大規(guī)模火燒測試提供詳細(xì)評估方案，受到美國消防部門和監(jiān)管部門的大力支持和認(rèn)可。UL 9540A對儲能系統(tǒng)的評估是非常全面的，不僅有常規(guī)的測試要求，還有非常詳盡的結(jié)構(gòu)要求，可以評估消防措施是否有效。
相對于美國，俞振華介紹，我國早在2014年就發(fā)布了第一個儲能行業(yè)國家標(biāo)準(zhǔn)，GB 51048—2014《電化學(xué)儲能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》對儲能站址的選擇、儲能系統(tǒng)分類、電池及電池管理系統(tǒng)、消防等內(nèi)容進(jìn)行要求。2020年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布工作計(jì)劃通知，對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行局部修訂。
2014年，全國電力儲能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC550）經(jīng)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)正式成立，負(fù)責(zé)全國范圍內(nèi)的電力儲能領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作。陸續(xù)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 36276—2018《電力儲能用鋰離子電池》、GB/T 36280—2018《電力儲能用鉛炭電池》、GB/T 36545—2018《移動式電化學(xué)儲能系統(tǒng)技術(shù)要求》、GB/T 36547—2018《電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定 》、GB/T 36548—2018《電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測試規(guī)范》、GB/T 36549—2018《電化學(xué)儲能電站運(yùn)行指標(biāo)及評價》、GB/T 36558—2018《電力系統(tǒng)電化學(xué)儲能系統(tǒng)通用技術(shù)條件》、GB/T 40090—2021《儲能電站運(yùn)行維護(hù)規(guī)程》等。
2019年，國家能源局還發(fā)布了3項(xiàng)儲能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，分別是DL/T 1989—2019《電化學(xué)儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)與電池管理系統(tǒng)通信協(xié)議 》、NB/T 31016—2019《電池儲能功率控制系統(tǒng) 變流器 技術(shù)規(guī)范 》、NB/T 10186—2019《光儲系統(tǒng)用功率轉(zhuǎn)換設(shè)備技術(shù)規(guī)范》。雖然目前儲能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)處于完善階段，但近兩年儲能行業(yè)受到高度關(guān)注，已發(fā)布的儲能及動力電池梯次利用相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)73項(xiàng)，多項(xiàng)與安全相關(guān)。中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟作為團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)試點(diǎn)單位，圍繞儲能安全、電力儲能用電池管理系統(tǒng)、梯次利用、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、儲熱等方面也發(fā)布了十余項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。此外，就產(chǎn)品安全方面，2021年7月，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟聯(lián)合12家領(lǐng)軍企業(yè)共同發(fā)起制定、簽署了《關(guān)于推進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)安全、健康、可持續(xù)發(fā)展的行業(yè)自律公約》，希望為行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮作用。
無論是美國、澳大利亞等國，還是我國，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范業(yè)主單位在電站設(shè)計(jì)初期如何進(jìn)行防爆相關(guān)的設(shè)計(jì)與安裝，并且根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，嚴(yán)格執(zhí)行。那么，在發(fā)生事故后，如何保障及時救援、安全救援、科學(xué)救援，尚需時日進(jìn)行深入探討與研究。俞振華表示，雖然目前世界各國在面臨儲能電站事故時，采取的施救手段基本相同，但不得不說，儲能事故救援問題復(fù)雜、難以統(tǒng)一規(guī)范救援流程，一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，對救援人員的應(yīng)變能力提出了更為特殊的要求。
凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。俞振華最后建議：“確保儲能安全，必須在設(shè)計(jì)建設(shè)之初，嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。一是在建筑設(shè)計(jì)階段，要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)綜合協(xié)調(diào)，考慮周全。二是在電站實(shí)際運(yùn)行階段，安裝全方位的監(jiān)控設(shè)施，實(shí)時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。總的來說，事前防范是成敗的關(guān)鍵。”
