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    風起于青萍之末,儲能安全,防患于未燃
    風起于青萍之末,儲能安全,防患于未燃

    無論是可再生能源的大規模滲透 還是傳統能源的智能化發展 儲能都已經成為不可或缺的關鍵環節

    “雙碳”目標背景下的產業賽道上,儲能赫然位居前列,“日間有200億度的電需要被儲存,這是一個非常大的、萬億級別的賽道”,如今這條活力十足的賽道已經受到政策的傾斜、迎來大量資本的進入,亟需在堅守安全準線的前提下加速技術創新。


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    未來能系中的重要角色

    通俗來說,儲能可被看作是電力系統的蓄水池,可協助電力系統進行電量與電力的實時平衡;或者也可以說,從技術角度上來講看儲能是一種從根本上解決電力系統靈活度不足的手段,在能源領域權重持續增加的當下,其發展前景備受看好自是理所當然。據中關村儲能產業技術聯盟發布的《儲能產業研究白皮書 2021》,2020 年我國新增電力儲能項目投運容量 2.7GW,已投運的累計裝機容量達 33.4GW,占全球市場總規模比重達 18.6%。據中關村儲能產業技術聯盟預測,儲能行業在“十四五”期間將保持 57% 的年復合增長率,預計2060 年裝機規模將達 420GW 左右,需求空間巨大。

    儲能技術在我國未來能系中扮演的角色不言而喻,密集的政策傾斜已足以說明其重要程度。隨著2020年國家能源局科技司能效與儲能處的成立,儲能行業有了國家層面的更高級別管理機構。2021年 4 月,國家發改委、國家能源局聯合發布的《關于加快推動新型儲能發展的指導意見(征求意見稿)》,對儲能行業發展做出重要指引,明確了“十四五”期間儲能的市場空間與發展模式,而且其中非常重要的一條內容是,“在電池一致性管理技術取得關鍵突破、動力電池性能監測與評價體系健全前,原則上不得新建大型動力電池梯次利用儲能項目?!?/span>

    隨后,發改委印發的《關于做好新能源配套送出工程投資建設有關事項的通知》提出,對電網企業建設有困難或規劃建設時序不匹配的新能源配套送出工程,允許發電企業投資建設,緩解新能源快速發展并網消納壓力。新政解決了新能源配送工程建設的痛點,有利于推動新能源更快發展,并促進電網側大規模獨立共享儲能電站的建設。各省市也已制定儲能發展支持政策。

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    據工信部電子信息司副司長徐文立介紹,“隨著光伏等新能源產業快速發展,儲能產業前景廣闊,特別是電化學儲能發展迅速,鋰電產業憑借諸多優勢成為儲能裝機主力軍。工信部電子司將結合‘十四五’產業發展新要求,繼續推動光伏產業持續健康發展,同時開展《鋰離子電池行業規范條件》《鋰離子電池綜合標準化技術體系》的制修訂工作,加快梳理太陽能光伏、新型儲能電池、重大終端應用等能源電子產業鏈條,研究制定支持能源電子產業發展的相關政策?!?/span>

    儲能應用場景可按電源側、電網側、用戶側分為 3 類 17 項,其中大部分場景目前在國內已有初步應用探索。中國化學與物理電源行業協會秘書長劉彥龍表示,“我國已有部分儲能技術在全球技術中處于并跑甚至領跑的階段,技術創新已加快從量的積累向質的飛躍,從點的突破向系統能力提升轉變?!北M早在儲能市場上占據一席之地意義重大,產業鏈上的頭部企業如比亞迪、寧德時代、億緯鋰能、派能科技、南都電源、華自科技、科華數據、特變電工、新風光等早已布局,身為電動車市場鯰魚的特斯拉也意欲在儲能市場繼續攪動風云,其一如既往地招式大開大合,在日照資源充足的拉薩新建了一座光儲充一體化超級充電站。

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    電池安全預警與傳感器

    此前應急管理部通報的2021年10起典型火災爆炸事故中,便包括“4.16北京福威斯油氣技術有限公司光儲充一體化項目火災爆炸事故”。該事故主要系磷酸鐵鋰電池發生內短路故障,引發電池熱失控起火,之后產生的易燃易爆組分擴散,與空氣混合形成爆炸性氣體,遇電氣火花發生爆炸。

    應急管理部消防救援局孫金杰指出,電池具有一定火災風險,需要從技術層面、(儲能設施)熱管理層面、日常管理層面三個層面著手,將風險降至最低。

    安全穩定運行是儲能產業發展的核心要求,而綜合來看,溫控及消防是其中的兩大重點環節。

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    電力行業對安全、穩定、可靠性的要求本就非常高,儲能領域的安全和經濟性同為核心關注點,需要通過標準、規范等加強指引——這是業界各方的共識,“安全性影響競爭壁壘,經濟性影響推廣節奏”。與不斷取得進步(尚未有顛覆性突破)的技術性問題相比,安全問題是所有企業、機構必須前置解決的最核心問題。

    當一些重大事故敲響了行業警鐘,行業逐漸重視儲能技術標準上的安全性。國家市場監督管理總局和國家標準化管理委員會已聯合批準發布《儲能電站運行維護規程》在內的212 項推薦性國家標準和 3 項國家標準修改單的公告,《儲能電站運行維護規程》于2021年 11 月 1 日正式實施,從范圍、規范性引用文件、術語和定義、基本要求、正常運行、異常運行及故障處理到維護,均作出了詳細規范。由寧德時代新能源科技股份有限公司、陽光電源股份有限公司等12 家儲能領軍企業共同發起的中關村儲能產業技術聯盟亦發布《關于推進儲能產業安全、健康、可持續發展的行業自律公約》。隨著準入門檻和流程標準的提高,電池、BMS 和儲能系統設計更具針對性,儲能行業的安全性有望持續提升。

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    隱患預警,傳感先行,慧聞科技作為一家從事智能傳感器研發、生產和銷售,同時提供人工嗅覺解決方案的國家級高新技術企業。公司于2014年由來自前NASA的科學家團隊在蘇州成立,目前已研發出針對多種有毒有害氣體(如甲醛、酒精、氨氣、一氧化碳、氮氧化物、硫化氫、甲烷、TVOC 等)的傳感器芯片及相應的檢測模塊慧聞科技自主研發的智能傳感器模組MSD3005電池/儲能安全監測模塊,可用于判斷當前環境中的危險氣體等級(CO,氫氣,DMC),可同時識別和檢測異味含量,模組具有高靈敏度、高分辨率、低功耗的特點。同時也可以根據等級進行高低報警,MSD3005系列模組的傳感器是不同材料體系組成的多通道氣體傳感器,使用特定的調理電路和精確地算法來判定當前環境中三種危險氣體的預警等級,對于電池組安全的早期預警有非常實用的意義。

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    問答時間

    鋰電儲能安全標準分類

    鋰電儲能系統安全設計需要充分考慮電池安 全、熱安全、電氣安全、功能安全、電磁兼容以及運輸安全等多個方面。歐洲和北美地區在鋰電儲能部署方面處于領先地位,主導的 IEC、UL、UN 等 安全標準應用比較廣泛。全球主要區域的鋰電池儲能安全性標準匯總如表所示。


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