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极致安全观下,中国储能“不可承受之重”?

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美国加州一场持续7天的大火,再次燃爆国内对于储能安全的焦虑。

文 | 狮子

5月15日,美国加利福尼亚州圣地亚哥市Otay Mesa Gateway储能电站发生火灾。尽管消防员在第一时间赶到现场进行灭火,但事故的复杂程度一再超出预期。

事故初期,在大火几乎已被扑灭之时,消防官员对于火情的判断尚为“相对可控”。然而,不久之后多次的复燃,使得当地政府不得不重新考量事情的严重性。在大火持续近一周时,消防官员接受媒体采访时已经调整火情预期,表示“可能需要数周时间才能扑灭大火”。

至于事故发生的原因,加州消防局报告称,根源仍在于锂电池的热失控。

长久以来,锂电池的本质安全一直是悬在储能行业头上的达摩利斯之剑,此次昔日全球最大电池储能电站持续一周的火情更是彻底燃爆了国内对于锂电安全的焦虑。

众所周知,爆发于新能源强配政策的储能行业,受限于电力市场发展进程及单一的盈利模式,建而不用成为配储常态。在设备“晒太阳”的日子里,可能的收益与事故的风险一起,被藏于冰面之下。

如今在政策推动下,强配电站资产正在转向调用,储能行业关于“薛定谔的猫”问题即将等来解答。然而,行业焦虑的关键在于,面对或将到来的风险,到底应该如何应对?在极致安全观之下,行业如何规避可能到来的重创?更重要的是,在行业的不断成熟和技术的不断进步中,储能行业是否有必要“谈火色变”?我们又该如何理性对待储能行业的安全风险?

01

极致安全观下

不可承受之重

“美国加州Gateway储能电站这次的事故引发了很大的关注,但相比业内,地方政府对此的关注度甚至还要更高些,”某头部储能企业高管告诉「能见」,“我已经收到不少针对这次起火事故的问题了。”
地方政府之所以对储能事故保持高度关注,是因为对于储能发展,安全始终是行业底线,我国对此甚至有着更为严格的极致安全观。
一方面,针对储能安全标准,我国有着严格的政策规模。2022年以来,针对储能行业的安全标准密集发布。从到储能电站的建设施工、消防设计、监控系统,到电力储能用锂离子电池、电池管理系统的标准更新,无一不全。
据统计,截至2023年3月,我国发布的电化学储能安全相关标准文件已接60项。
图片来源:星球储能所
另一方面,在极致安全观下,储能的“安全牌”几乎拥有一票否决权。
从企业层面而言,大储的系统集采市场由大型电力央国企牢牢掌握话语权。2023年,储能系统框采/集采集中度高,前十大采购单位规模占总规模的90%,以“五大六小、两网、两建”为主。对于央国企而言,设备的安全性无疑是设备采购关键的考量因素之一。
从政府层面而言,储能的起火事故的发生无异于猛踩的一脚刹车。
2021年4月16日,北京“大红门”储能电站发生起火爆炸,造成1名值班电工遇难、2名消防员牺牲、1名消防员受伤,火灾直接财产损失为1660.81万元。
事故发生后,北京方面连夜排查储能电站安全隐患,储能在建项目全部暂停。直到2年半之后,随着《北京市关于支持新型储能产业发展的若干政策措施》的发布,北京方才重新放开项目备案。
即便放开之后,北京市对于项目选址仍有要求。上诉文件指出,需要在五环外工业厂区、物流园区、数据中心等非人员密集区开展新型储能试点示范。
基于此,早在在2023世界储能大会上,宁德时代首席科学家吴凯就表示,储能既涉及生命财产安全,又涉及电力系统运行安全,试错成本极高,绝不能走先追求速度,再追求质量的老路。
更重要的是,极致安全观下,燃爆事故几乎是这个新兴赛道不可承受之重。在行业停滞的代价下,行业内所有企业都处在同一条船上,处于一损俱损的危险境地。

02

可控的风险

诚然,受限于电化学储能自身的材料特性及反应原理,确实很难实现真正的本质安全,以安全为底线的极致安全观更是行业健康发展的重要的政策依据。
“安全问题虽至关重要,但大可不必焦虑。因为在目前的技术条件下,电化学储能的燃爆风险是可控的。”多位业内人士均表示。
远景集团高级副总裁、远景储能总裁田庆军告诉「能见」,Gateway储能电站事故后果之所以这么严重,确实事出有因。
其一,Gateway储能电站的选用的是LG的三元锂电池。与磷酸铁锂相比,其能量密度虽高,但风险也更大。三元锂的热失控温度范围为120 ℃~140 ℃,磷酸铁锂则在250 ℃—300 ℃才会出现燃爆风险。同时,三元锂电池燃烧后会释放出大量的氢气、氧气等易燃、助燃气体,这也是此次事故多次复燃的重要原因。相反,磷酸铁锂电池热失控后不会产生氧气,可以较容易的用隔绝空气的方法阻止热失控蔓延。
其二,该储能电站安全设计以及热失控管理本身存在缺陷。Gateway储能电站采用建筑式叠层布局,大容量电池集中在密闭空间里,一旦消防药剂用尽,只能向内部加水,或者从外部喷水,灭火手段很受限。再加上内部环境不可见、不可控,监控系统完全失效,就更难阻止火势的蔓延。
其三,运行维护的手段单一,存在盲点。由于项目智能化水平不足,使得很多前期预警手段很难发挥作用。
“同样地,从技术上解决好上述3个问题,可以做到电化学储能的风险可控。”田庆军表示,“最起码,我们完全可以守住一个底线:即便某个部分起火,也将损失控制在系统内,坚决不能出现外部失控。”
远景方面称,远景储能实现了电芯级、pack级、以及系统级三层消防系统。若单颗电芯热失控,最快的手段是通过智能监控发现异常,用气溶胶隔离,并整体替换;如果风险升级至Pack级,则启动自动消防,替换PACK,及时阻隔,以免影响到整体系统的安全;若仍不幸风险扩散至系统层面,启动更高层次的消防系统,保证不会影响周边失火或对电网造成冲击。

03

让竞争回归本质



“实际上,在技术层面,电化学储能的安全问题总有解法。目前行业真正的安全风险在于,如何将竞争焦点真正集中在技术竞争上。”上述业内人士坦言。      

     
长期以来,储能行业的低价竞争饱受争议。CNESA数据显示,2023年底,储能系统中标均价已跌至0.79元/Wh,同比下降50%。一些集采标的,甚至出现低于0.6元/Wh的报价。      

     
早在2024年储能国际峰会上,田庆军就谈到,对于储能行业而言,降价并不是问题。问题在于,基于何种背景实现的降价。“基于技术进步和规模效应的成本下降是行业发展的必然,储能要在新型电力系统中占据一席之地,必然离不开其成本优势。但我担心,在这之外的一些非理性降价行为,会出现由质量风险引发的安全风险。”      

     
除此之外,“曾经出现在风、光发展中的‘资源换产业’问题,现在已经扩散至储能领域。”某不愿具名行业人士告诉记者,“投资方为拿到一些企业手中的风、光资源,不惜降低储能技术需求,进行资源交换。与此同时,地方保护主义抬头,企业甚至可以通过在某地投资建厂,来获得储能设备的销售便利。”      

     
在目前的阶段下,低质储能带来的安全风险才是储能行业真正不能承受之重。      

     
如果说新能源强配阶段为实现并网而安装的设备因为调用率低,而将风险暂时藏于冰面之下,如今,在《关于促进新型储能并网和调度应用的通知》等一系列政策推动下,随着设备利用率的逐渐提升,低质储能带来的安全风险将成为行业发展路上的“不定时炸弹”。      

     
中电联数据显示,2024年第一季度,储能电站日均运行小时已经由3.12h提升至4.16小时,平均利用率指数由27%提升至41%。
     


“目前阶段,行业的自查自纠显得十分必要。特别是那些投运了三年以上的储能电站、非磷酸铁锂技术路线的电站,还有一些原来新能源强配的,没有被调用的电站,建议各个投资方或资产拥有方做一次全面的检查,防患于未然。这对行业未来的发展也是有意义的,通过对过去的老旧产品、投运产品进行回溯,对未来新产品的开发也会有指导价值。”田庆军告诉。    

        

来源:锂电那些事
燃烧化学建筑电力新能源消防爆炸材料储能物流控制
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首次发布时间:2024-06-16
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