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美國儲能電站大火為何數(shù)天不滅?安全警鐘再次敲響

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美國儲能電站大火為何數(shù)天不滅?安全警鐘再次敲響

儲能安全核心本質(zhì)是電芯安全問題。建議業(yè)內(nèi)盡快對過去的老舊電站做自查自糾。

圖片來源:視覺中國

界面新聞記者|馬悅?cè)?/p>

儲能安全問題再次引起業(yè)內(nèi)討論。

當?shù)貢r間5月15日下午,昔日全球最大鋰電儲能電站——250兆瓦的蓋特韋(Gateway)儲能電站被發(fā)現(xiàn)起火,大火被撲滅后幾經(jīng)復(fù)燃,并持續(xù)了六天之久。

此次火災(zāi)也引發(fā)國內(nèi)行業(yè)高度關(guān)注。為何此次儲能電站失火持續(xù)數(shù)天不滅?5月23日,遠景集團高級副總裁、遠景儲能總裁田慶軍在接受界面新聞等媒體采訪時透露了三大原因。

首先,該儲能系統(tǒng)采用的是三元鋰電芯。

此次失火的美國儲能電站由LS Power運營、日本NEC ES系統(tǒng)集成、韓國LG Chem提供三元鋰電池。

據(jù)田慶軍介紹,上述儲能系統(tǒng)于2020年并網(wǎng),彼時技術(shù)相對滯后,且三元鋰電池比較容易熱失控,溫度適用范圍與磷酸鐵鋰相比,差距較大。

三元鋰電池?zé)崾Э氐臏囟纫话阍?20-140℃之間,磷酸鐵鋰熱失控的溫度在250-300℃。

熱失控是指電池放熱連鎖反應(yīng)引起電池自溫升速率急劇變化的過熱、起火、爆炸現(xiàn)象。

三元鋰電池?zé)崾Э睾?,會產(chǎn)生大量氫氣、氧氣等可燃氣體,一旦燃燒會較為劇烈。磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э睾蟛粫a(chǎn)生氧氣,可以通過隔離的方式,對空氣進行隔絕,阻止熱失控蔓延。

《圣地亞哥聯(lián)合論壇報》的報道也表示,該電站火災(zāi)難以撲滅的原因之一是鋰離子電池使用的材料會自己產(chǎn)生氧氣,盡管水基滅火劑可以冷卻過熱的電池,但并不總是能完全撲滅火災(zāi)。

“磷酸鐵鋰電池的熱失控管理比三元鋰更簡單、更易于操作?!碧飸c軍稱。

公開信息披露,2011-2021年間,全球共發(fā)生32起儲能電站起火爆炸事故,其中25起事故采用了三元鋰電池。

三元鋰電池的優(yōu)點是能量密度比較大,壽命長,多用于長續(xù)航的新能源車型。車載的總?cè)萘枯^大型儲能小。

但三元鋰電池也常被視作是新能源汽車自燃的元兇,其性能不穩(wěn)定,受到撞擊或者氣溫過高容易產(chǎn)生短路。

上述儲能系統(tǒng)用到的LG化學(xué)電池,近年來頻頻被曝出安全隱患問題。2020-2022年,LG均發(fā)生過曾因電池缺陷問題大規(guī)模召回相關(guān)車型。

據(jù)電池百人會報道,截至2023年9月,LG能源在全球報告了73起電池?zé)崾Э厥录=衲?月5日,澳大利亞競爭與消費者委員會還發(fā)布文件,建議強制召回存在安全風(fēng)險的LG儲能電池。

田慶軍稱,相較之下,國內(nèi)的磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э嘏R界點比三元鋰電池高很多。

除電芯外,田慶軍表示,美國發(fā)生事故的儲能系統(tǒng)安全設(shè)計、熱失控管理不到位,疊層式建筑設(shè)計不合理,與行業(yè)目前的多重防護、箱式結(jié)構(gòu)差距較大。

“采用建筑式疊層布局,大容量電池集中在密閉空間里,一旦消防藥劑用盡,只能向內(nèi)部加水,或從外部噴水,導(dǎo)致整個監(jiān)控系統(tǒng)也處于失效狀態(tài),里面環(huán)境不可見、不可控,導(dǎo)致整個系統(tǒng)復(fù)燃、甚至擴散,使得火災(zāi)持續(xù)數(shù)天?!碧飸c軍稱。

第三,上述系統(tǒng)運行維護的手段較單一,且有很多盲點。據(jù)田慶軍介紹,發(fā)生事故的儲能電站并網(wǎng)時智能化程度不高,設(shè)計方面不到位,預(yù)警沒有做好。

“除了企業(yè),國內(nèi)各地方政府等對此次事件也非常關(guān)心?!碧飸c軍稱,近兩年中國大規(guī)模的新型電化學(xué)儲能投運,給安全管理帶來了不小挑戰(zhàn)。

近兩年,中國儲能行業(yè)處于飛速發(fā)展的階段,尤其是以鋰電為主的新型儲能。2023年,中國新增投運新型儲能裝機規(guī)模21.5 GW/46.6 GWh,功率和能量規(guī)模同比增長均超150%,中國已經(jīng)提前完成了“十四五”新型儲能投運裝機目標。

儲能系統(tǒng)價格的快速下行,為行業(yè)的繁榮帶來了諸多貢獻,但也給行業(yè)帶來很多隱患。業(yè)內(nèi)頻繁呼吁,儲能需要堅守“安全”的底線。

田慶軍稱,近兩年行業(yè)技術(shù)進步較快,先前上馬的部分產(chǎn)品在電芯質(zhì)量、消防設(shè)計等方面做得不夠好,且行業(yè)爆發(fā)期,太多“跨界者” 在資本的推動下進入,導(dǎo)致產(chǎn)品、技術(shù)質(zhì)量良莠不齊。過去幾年,很多電站實際上未被調(diào)用,風(fēng)險還未顯現(xiàn),新技術(shù)尚未得到全生命周期的驗證,對國內(nèi)市場來說是較大隱患。

田慶軍同時提到行業(yè)存在的不當競爭問題。部分不知名企業(yè)只因手中握有風(fēng)光資源,就提出必須配備其儲能產(chǎn)品,有投資方為了獲取更多的風(fēng)光資源、資產(chǎn),犧牲了儲能安全的要求。其次,地方保護主義也有一定影響。

中國在2021年曾發(fā)生過轟動一時的北京大紅門儲能電站起火爆炸事故。

當年4月16日,北京市豐臺區(qū)南四環(huán)永外的集美家居大紅門商場內(nèi)的儲能電站南區(qū)起火。在對電站南區(qū)進行處置的過程中,北區(qū)在毫無征兆的情況下突發(fā)爆炸,造成1人遇難、2名消防員犧牲、1名消防員受傷,火災(zāi)直接財產(chǎn)損失1660.81萬元。

上述電站采用的是國軒高科(002074.SZ)磷酸鐵鋰電池。最終報告顯示,事故因磷酸鐵鋰電池發(fā)生內(nèi)短路故障,引發(fā)電池?zé)崾Э仄鸹稹?/span>

大紅門儲能電站相當于用戶側(cè)儲能,一旦發(fā)生事故,社會反響非常強烈,對儲能行業(yè)也造成了很大的傷害和較為惡劣的影響。田慶軍表示,從企業(yè)角度上來說,一旦行業(yè)發(fā)生安全事故,都需要做認真的分析和研究,認真的把每個事件都當成案例和教材,作為鏡鑒。

為避免未來發(fā)生更多儲能安全事故,田慶軍建議,業(yè)內(nèi)需要對過去的老舊電站做自查自糾,尤其是運行時間超過三年以上、早些年非磷酸鐵鋰的電站。

對于此前“強配儲”下還沒有被調(diào)用的的電站,建議各個投資方或資產(chǎn)擁有方做全面的檢查,防患于未然。

此外,田慶軍也提出需要特別關(guān)注工商業(yè)儲能安全。

“工商業(yè)儲能的安全性,普遍不如大儲?!彼ㄗh,工商業(yè)儲能在建設(shè)時要合法合規(guī),且儲能電站系統(tǒng)的設(shè)計要多引入一些安全的視角,包括監(jiān)控系統(tǒng)、安全監(jiān)控預(yù)警等。

按照應(yīng)用場景,儲能可大致分為大儲(發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè))、中儲(工商業(yè))和小儲(戶儲、便攜儲)。大儲主要用于匹配大型電站使用。

當前,國內(nèi)工商業(yè)電儲能標準還不夠清晰。但這部分電站大部分在商業(yè)區(qū),或人口密集區(qū)。出于減少占地的目的,大多布置得較為緊密,不利于安全。田慶軍呼吁,應(yīng)盡快出臺下相關(guān)政策,約定工商業(yè)儲能布置間距的要求和標準。

在產(chǎn)品自身的安全設(shè)計方面,田慶軍表示,儲能設(shè)備產(chǎn)品的形制、布局、整個線纜的布放等均需要綜合考量,不建議疊層建筑式的儲能。

儲能安全核心本質(zhì)是電芯問題。企業(yè)可以在電芯之間增加安全隔離墊,加氣溶膠等,如果單顆電芯發(fā)生熱失控,可確保后續(xù)不蔓延,可以阻隔空氣。

若熱失控延續(xù)至Pack級,自動消防即啟動,不會影響整體系統(tǒng)安全。升級到整個系統(tǒng)層面,另外的消防系統(tǒng)也將保證不會影響周邊失火或?qū)﹄娋W(wǎng)造成沖擊。

另外,在產(chǎn)品設(shè)計中,還可以通過人工智能等方式,提前感知、精準滅火等。

田慶軍認為,電化學(xué)儲能的安全是可管可控的。鋰電池電站完全可以從設(shè)計的角度進行控制和管理。成本和安全在本質(zhì)上并不矛盾。未來儲能有信心做到和風(fēng)光資產(chǎn)同壽,儲能行業(yè)能夠提出更多解決方案、妥善處理安全問題,希望給予行業(yè)更多耐心。

他同時提出,儲能電站一旦失火,形成公共事件,需要從嚴管理。但不要“一刀切”, 不能因為一個電站的問題,就全部否定整個業(yè)態(tài)或產(chǎn)品的安全性。

除了國內(nèi)儲能市場,田慶軍也提到海外市場。

區(qū)別于國內(nèi),海外大部分儲能項目需要為全生命周期提供服務(wù)。國內(nèi)質(zhì)保期一般在3-5年,多的達到7年。一旦超過周期,資產(chǎn)交予購買方,設(shè)備提供方不再承擔(dān)產(chǎn)品質(zhì)量帶來的經(jīng)濟損失和風(fēng)險。

田慶軍稱,不排除中國未來儲能的運行維護也會出現(xiàn)全部交給設(shè)備提供方的這種模式,只有真正在儲能技術(shù)和研發(fā)上持續(xù)投入、在行業(yè)里深耕的企業(yè),才能和其合作伙伴長期共存。

此前,海外電池商選擇較少,即使LG電池頻出問題也依舊有市場。中國儲能企業(yè)近幾年剛剛開始出海,還沒有得到長時間的合作驗證,海外很多客戶抱著嘗試的態(tài)度來合作。

田慶軍稱,今年遠景能源將在海外全面擴張,一方面通過在全球的電芯工廠來獲取當?shù)氐闹С趾驼J同,另一方面通過區(qū)域的市場營銷拓展客戶。

按照遠景規(guī)劃,歐洲、北美等發(fā)達地區(qū)將成為其未來最重要的市場??紤]到這些地區(qū)有更為合理的毛利率,遠景將把大規(guī)模戰(zhàn)略資源投放在此。

未經(jīng)正式授權(quán)嚴禁轉(zhuǎn)載本文,侵權(quán)必究。

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美國儲能電站大火為何數(shù)天不滅?安全警鐘再次敲響

儲能安全核心本質(zhì)是電芯安全問題。建議業(yè)內(nèi)盡快對過去的老舊電站做自查自糾。

圖片來源:視覺中國

界面新聞記者|馬悅?cè)?/p>

儲能安全問題再次引起業(yè)內(nèi)討論。

當?shù)貢r間5月15日下午,昔日全球最大鋰電儲能電站——250兆瓦的蓋特韋(Gateway)儲能電站被發(fā)現(xiàn)起火,大火被撲滅后幾經(jīng)復(fù)燃,并持續(xù)了六天之久。

此次火災(zāi)也引發(fā)國內(nèi)行業(yè)高度關(guān)注。為何此次儲能電站失火持續(xù)數(shù)天不滅?5月23日,遠景集團高級副總裁、遠景儲能總裁田慶軍在接受界面新聞等媒體采訪時透露了三大原因。

首先,該儲能系統(tǒng)采用的是三元鋰電芯。

此次失火的美國儲能電站由LS Power運營、日本NEC ES系統(tǒng)集成、韓國LG Chem提供三元鋰電池。

據(jù)田慶軍介紹,上述儲能系統(tǒng)于2020年并網(wǎng),彼時技術(shù)相對滯后,且三元鋰電池比較容易熱失控,溫度適用范圍與磷酸鐵鋰相比,差距較大。

三元鋰電池?zé)崾Э氐臏囟纫话阍?20-140℃之間,磷酸鐵鋰熱失控的溫度在250-300℃。

熱失控是指電池放熱連鎖反應(yīng)引起電池自溫升速率急劇變化的過熱、起火、爆炸現(xiàn)象。

三元鋰電池?zé)崾Э睾?,會產(chǎn)生大量氫氣、氧氣等可燃氣體,一旦燃燒會較為劇烈。磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э睾蟛粫a(chǎn)生氧氣,可以通過隔離的方式,對空氣進行隔絕,阻止熱失控蔓延。

《圣地亞哥聯(lián)合論壇報》的報道也表示,該電站火災(zāi)難以撲滅的原因之一是鋰離子電池使用的材料會自己產(chǎn)生氧氣,盡管水基滅火劑可以冷卻過熱的電池,但并不總是能完全撲滅火災(zāi)。

“磷酸鐵鋰電池的熱失控管理比三元鋰更簡單、更易于操作?!碧飸c軍稱。

公開信息披露,2011-2021年間,全球共發(fā)生32起儲能電站起火爆炸事故,其中25起事故采用了三元鋰電池。

三元鋰電池的優(yōu)點是能量密度比較大,壽命長,多用于長續(xù)航的新能源車型。車載的總?cè)萘枯^大型儲能小。

但三元鋰電池也常被視作是新能源汽車自燃的元兇,其性能不穩(wěn)定,受到撞擊或者氣溫過高容易產(chǎn)生短路。

上述儲能系統(tǒng)用到的LG化學(xué)電池,近年來頻頻被曝出安全隱患問題。2020-2022年,LG均發(fā)生過曾因電池缺陷問題大規(guī)模召回相關(guān)車型。

據(jù)電池百人會報道,截至2023年9月,LG能源在全球報告了73起電池?zé)崾Э厥录=衲?月5日,澳大利亞競爭與消費者委員會還發(fā)布文件,建議強制召回存在安全風(fēng)險的LG儲能電池。

田慶軍稱,相較之下,國內(nèi)的磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э嘏R界點比三元鋰電池高很多。

除電芯外,田慶軍表示,美國發(fā)生事故的儲能系統(tǒng)安全設(shè)計、熱失控管理不到位,疊層式建筑設(shè)計不合理,與行業(yè)目前的多重防護、箱式結(jié)構(gòu)差距較大。

“采用建筑式疊層布局,大容量電池集中在密閉空間里,一旦消防藥劑用盡,只能向內(nèi)部加水,或從外部噴水,導(dǎo)致整個監(jiān)控系統(tǒng)也處于失效狀態(tài),里面環(huán)境不可見、不可控,導(dǎo)致整個系統(tǒng)復(fù)燃、甚至擴散,使得火災(zāi)持續(xù)數(shù)天?!碧飸c軍稱。

第三,上述系統(tǒng)運行維護的手段較單一,且有很多盲點。據(jù)田慶軍介紹,發(fā)生事故的儲能電站并網(wǎng)時智能化程度不高,設(shè)計方面不到位,預(yù)警沒有做好。

“除了企業(yè),國內(nèi)各地方政府等對此次事件也非常關(guān)心?!碧飸c軍稱,近兩年中國大規(guī)模的新型電化學(xué)儲能投運,給安全管理帶來了不小挑戰(zhàn)。

近兩年,中國儲能行業(yè)處于飛速發(fā)展的階段,尤其是以鋰電為主的新型儲能。2023年,中國新增投運新型儲能裝機規(guī)模21.5 GW/46.6 GWh,功率和能量規(guī)模同比增長均超150%,中國已經(jīng)提前完成了“十四五”新型儲能投運裝機目標。

儲能系統(tǒng)價格的快速下行,為行業(yè)的繁榮帶來了諸多貢獻,但也給行業(yè)帶來很多隱患。業(yè)內(nèi)頻繁呼吁,儲能需要堅守“安全”的底線。

田慶軍稱,近兩年行業(yè)技術(shù)進步較快,先前上馬的部分產(chǎn)品在電芯質(zhì)量、消防設(shè)計等方面做得不夠好,且行業(yè)爆發(fā)期,太多“跨界者” 在資本的推動下進入,導(dǎo)致產(chǎn)品、技術(shù)質(zhì)量良莠不齊。過去幾年,很多電站實際上未被調(diào)用,風(fēng)險還未顯現(xiàn),新技術(shù)尚未得到全生命周期的驗證,對國內(nèi)市場來說是較大隱患。

田慶軍同時提到行業(yè)存在的不當競爭問題。部分不知名企業(yè)只因手中握有風(fēng)光資源,就提出必須配備其儲能產(chǎn)品,有投資方為了獲取更多的風(fēng)光資源、資產(chǎn),犧牲了儲能安全的要求。其次,地方保護主義也有一定影響。

中國在2021年曾發(fā)生過轟動一時的北京大紅門儲能電站起火爆炸事故。

當年4月16日,北京市豐臺區(qū)南四環(huán)永外的集美家居大紅門商場內(nèi)的儲能電站南區(qū)起火。在對電站南區(qū)進行處置的過程中,北區(qū)在毫無征兆的情況下突發(fā)爆炸,造成1人遇難、2名消防員犧牲、1名消防員受傷,火災(zāi)直接財產(chǎn)損失1660.81萬元。

上述電站采用的是國軒高科(002074.SZ)磷酸鐵鋰電池。最終報告顯示,事故因磷酸鐵鋰電池發(fā)生內(nèi)短路故障,引發(fā)電池?zé)崾Э仄鸹稹?/span>

大紅門儲能電站相當于用戶側(cè)儲能,一旦發(fā)生事故,社會反響非常強烈,對儲能行業(yè)也造成了很大的傷害和較為惡劣的影響。田慶軍表示,從企業(yè)角度上來說,一旦行業(yè)發(fā)生安全事故,都需要做認真的分析和研究,認真的把每個事件都當成案例和教材,作為鏡鑒。

為避免未來發(fā)生更多儲能安全事故,田慶軍建議,業(yè)內(nèi)需要對過去的老舊電站做自查自糾,尤其是運行時間超過三年以上、早些年非磷酸鐵鋰的電站。

對于此前“強配儲”下還沒有被調(diào)用的的電站,建議各個投資方或資產(chǎn)擁有方做全面的檢查,防患于未然。

此外,田慶軍也提出需要特別關(guān)注工商業(yè)儲能安全。

“工商業(yè)儲能的安全性,普遍不如大儲。”他建議,工商業(yè)儲能在建設(shè)時要合法合規(guī),且儲能電站系統(tǒng)的設(shè)計要多引入一些安全的視角,包括監(jiān)控系統(tǒng)、安全監(jiān)控預(yù)警等。

按照應(yīng)用場景,儲能可大致分為大儲(發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè))、中儲(工商業(yè))和小儲(戶儲、便攜儲)。大儲主要用于匹配大型電站使用。

當前,國內(nèi)工商業(yè)電儲能標準還不夠清晰。但這部分電站大部分在商業(yè)區(qū),或人口密集區(qū)。出于減少占地的目的,大多布置得較為緊密,不利于安全。田慶軍呼吁,應(yīng)盡快出臺下相關(guān)政策,約定工商業(yè)儲能布置間距的要求和標準。

在產(chǎn)品自身的安全設(shè)計方面,田慶軍表示,儲能設(shè)備產(chǎn)品的形制、布局、整個線纜的布放等均需要綜合考量,不建議疊層建筑式的儲能。

儲能安全核心本質(zhì)是電芯問題。企業(yè)可以在電芯之間增加安全隔離墊,加氣溶膠等,如果單顆電芯發(fā)生熱失控,可確保后續(xù)不蔓延,可以阻隔空氣。

若熱失控延續(xù)至Pack級,自動消防即啟動,不會影響整體系統(tǒng)安全。升級到整個系統(tǒng)層面,另外的消防系統(tǒng)也將保證不會影響周邊失火或?qū)﹄娋W(wǎng)造成沖擊。

另外,在產(chǎn)品設(shè)計中,還可以通過人工智能等方式,提前感知、精準滅火等。

田慶軍認為,電化學(xué)儲能的安全是可管可控的。鋰電池電站完全可以從設(shè)計的角度進行控制和管理。成本和安全在本質(zhì)上并不矛盾。未來儲能有信心做到和風(fēng)光資產(chǎn)同壽,儲能行業(yè)能夠提出更多解決方案、妥善處理安全問題,希望給予行業(yè)更多耐心。

他同時提出,儲能電站一旦失火,形成公共事件,需要從嚴管理。但不要“一刀切”, 不能因為一個電站的問題,就全部否定整個業(yè)態(tài)或產(chǎn)品的安全性。

除了國內(nèi)儲能市場,田慶軍也提到海外市場。

區(qū)別于國內(nèi),海外大部分儲能項目需要為全生命周期提供服務(wù)。國內(nèi)質(zhì)保期一般在3-5年,多的達到7年。一旦超過周期,資產(chǎn)交予購買方,設(shè)備提供方不再承擔(dān)產(chǎn)品質(zhì)量帶來的經(jīng)濟損失和風(fēng)險。

田慶軍稱,不排除中國未來儲能的運行維護也會出現(xiàn)全部交給設(shè)備提供方的這種模式,只有真正在儲能技術(shù)和研發(fā)上持續(xù)投入、在行業(yè)里深耕的企業(yè),才能和其合作伙伴長期共存。

此前,海外電池商選擇較少,即使LG電池頻出問題也依舊有市場。中國儲能企業(yè)近幾年剛剛開始出海,還沒有得到長時間的合作驗證,海外很多客戶抱著嘗試的態(tài)度來合作。

田慶軍稱,今年遠景能源將在海外全面擴張,一方面通過在全球的電芯工廠來獲取當?shù)氐闹С趾驼J同,另一方面通過區(qū)域的市場營銷拓展客戶。

按照遠景規(guī)劃,歐洲、北美等發(fā)達地區(qū)將成為其未來最重要的市場。考慮到這些地區(qū)有更為合理的毛利率,遠景將把大規(guī)模戰(zhàn)略資源投放在此。

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