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全球最大储能电站再起火,给储能安全发展带来哪些启示?

   2022-02-25 中国能源网
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核心提示:2022年开年,全球最大的储能电站发生起火事故,让储能安全问题再次受到人们的关注。2月13日晚,美国加州Moss Landing储能电站项

2022年开年,全球最大的储能电站发生起火事故,让储能安全问题再次受到人们的关注。

2月13日晚,美国加州Moss Landing储能电站项目发生事故,大约有10个电池架被熔化。这是继该项目于2021年9月4日发生过电池过热事故后,在不足半年的时间里发生的第二次事故。这两起事故给各方提供了一个教训,需要做出必要的调整和改进。

已发生两次事故的Moss Landing储能电站,原来是一家天然气发电厂,后替代成储能电站。该储能电站于2020年12月11日开始运营,建成时是全球最大电池储能系统(BESS),配备了300MW/1200MWh的锂离子电池。储能电站满负荷运行时,能够为22.5万户家庭供电4小时。

Moss Landing储能电站

来源:LG新能源

Moss Landing储能电站项目的业主和运营商是Vistra Energy,电池设备提供商是1月27日刚上市的LG新能源,Fluence是系统集成商以及工程承包商。据LG新能源透露,该电站安装了4500个最新型号的TR1300电池架。

Moss Landing储能电站4500个电池架中的一部分

来源:LG新能源

1 LG储能电站事故频出

这已经不是LG储能电站第一次发生事故。

2021年9月4日晚,Moss Landing储能电站的一期项目因电池的水系降温系统启动故障,导致该项目约7%的电池模组被损毁,所幸事故并未造成人员伤亡。

事故发生后,该项目的运营商Vistra Energy与外部专家一起,对事故进行了长达5个月的调查,并制定了项目的整改工作方案,计划在项目重启之前全面实施。

不到5个月,该项目再次发生火灾。Vistra Energy随后发表声明,“2月13日晚些时候,Moss Landing项目早期探测系统启动了,正如我们在所有设施的协议一样,出于高度谨慎,我们已经联系了场外应急响应部门,现场人员无伤亡。目前正在进行调查,以确定安全系统被激活的原因。”

2016年,LG化学南京工厂就曾发生过锂电池生产设备起火事故,所幸当时并未发生人员伤亡。但是连续的事故也在一定程度上损害了LG化学的品牌。

在2017-2019年间,有报道的韩国储能电站事故多达27起,其中17起装置了LG化学生产的锂电池。

在韩国2019年6月11日公布的调查结果中,调查团队将储能电站事故原因总结为四个方面:1、电池系统缺陷;2、应对绝缘检测的保护系统不够;3、储能电站建设完以后管理和维护不够;4、PCS和ESS之间的综合管理系统不好。

针对电池系统的缺陷,调查团队特别指出,LG化学生产的部分电池被发现了极片折叠和切断不良、活性物质涂层不良等制造缺陷。

接连不断的事故,让用户对LG逐渐失去了信心。尽管如此,已经形成的市场格局不会在短期内发生变化,动力电池市场仍将保持宁德时代和LG双雄争霸的局面。

2 应逐步完善储能电站安全标准

储能的安全标准是个大问题,建立储能技术标准和检测认证体系是为电站质量“保驾护航”的关键。

目前,我国除抽水蓄能电站外,电化学储能电站的设计主要依据《电化学储能电站设计规范》(GB 51048-2014)。该标准于2014年12月2日发布、2015年8月1日实施,目前正处于修订阶段,即将完成审查报批。

我国储能安全相关标准正在建设过程中,一批电化学储能电站安全相关标准正在编制阶段,包括国家标准《电化学储能电站安全规程》(在编),团体标准《电化学储能电站安全技术要求》(征求意见)、《电化学储能电站检修规程》(征求意见)等。申报行业标准《电化学储能电站应急预案编制导则》。部分已经发布的国家标准对储能系统安全要求均有涉及。

储能电站运行维护方面,国家标准《电化学储能电站运行维护规程》(20132389-T-524)、中国电力企业联合会标准《分布式电化学储能系统运行维护规程》(T/CEC 252-2019)详细规定了电化学储能电站、分布式储能电站的监视、运行控制、巡视检查、维护、异常运行及故障处理等相关要求。

对于储能设备的检修安全,目前参照的是《电力安全工作规程发电厂和变电站电气部分》(GB 26860-2011)和《电力建设安全工作规程》(DL 5009.2-2013),但是这些标准只能满足电力设备检修过程的通用安全性要求,无法满足储能设备的专项要求。

2021年7月,国家发展改革委和国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,提出建立安全技术标准及管理体系,强化消防安全管理,严守安全底线为基本原则;在高安全、低成本、高可靠、长寿命等方面取得长足进步;强化电化学储能安全技术研究等。

2022年1月18日,储能用锂电池安全强标启动会在北京召开,标志着该强标编制工作正式启动。

在国家的支持下,下一步要逐渐完善储能产业安全与标准体系。

3 如何突破储能电站安全运行瓶颈?

随着储能电池需求的不断增大,相关环节一些安全隐患也逐渐显露出来,储能安全问题不容忽视。因此,如何提高储能电池的安全性、减少储能电站事故的发生,成为整个行业亟待解决的系列问题。

储能的安全问题是系统性问题,往往由多种因素共同作用所致。没有绝对的安全,安全也需要从多个角度来综合考虑。

国网江苏经研院储能安防研究员吴静云认为,储能电站火灾事故的源头大概率源于短路。“总体来看,电池热失控的诱因可分为机械滥用、电滥用及热滥用。对储能电站而言,大规模电池的充放为主要工况,使用频率最高,最容易引起电滥用。”

另一方面,从储能电站的事故原因来看,电池的制造缺陷成为酿成多起事故的共性特征。尽早攻克电池的制造缺陷问题,是电池产业目前共同面临的待解课题之一。

4 结 语

“双碳”目标下,未来五年电化学储能装机将迎来重大发展,频繁出现的安全问题又时刻制约着它的发展。日益激烈的市场竞争下,在追求规模、性能和成本的同时,不断提升电池的安全性,将成为企业能否长久立足于业内的必选项之一。

储能发展在政策上已经得到了最新的支持:国家发改委、能源局近日联合印发《“十四五”新型储能发展实施方案》。《方案》明确,到2025年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段、具备大规模商业化应用条件。其中,电化学储能技术性能进一步提升,系统成本降低30%以上。

安全使用储能,是该产业得以健康持续发展的前提,为了寻找更加安全的储能路线,业界一直在努力探索。在技术上需要企业考虑如何做到更加安全。已有不同技术路线、更加安全的产品正在不断涌现(如:钠离子电池、全钒液流电池、铁-铬液流电池等)。

来源:中国能源网

文:李颖



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