儲(chǔ)能行業(yè)事故頻發(fā)
2021年7月23日,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出,到2025年,新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬千瓦以上。到2030年,實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展。
在政策的引導(dǎo)下,實(shí)際投資數(shù)據(jù)以及新能源企業(yè)的股價(jià)走勢(shì),都表明儲(chǔ)能行業(yè)已由摸著石頭過河的階段,切換至高速發(fā)展之路,但步子邁的太大了會(huì)扯著蛋。目前,國內(nèi)儲(chǔ)能在電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)均出現(xiàn)過不同程度的火災(zāi)事故,安全問題已然成為懸在儲(chǔ)能行業(yè)頭上的“達(dá)摩克利斯之劍”。
當(dāng)前,儲(chǔ)能電站所使用的主要介質(zhì)以鋰電池為主,鋰電池負(fù)極材料以碳材料、合金材料、鈦酸鋰為主。由于碳與鋰的電位接近,當(dāng)電池過充電時(shí)會(huì)在碳電極表面析出金屬鋰形成鋰枝晶,鋰枝晶長(zhǎng)大會(huì)刺穿電池隔膜引發(fā)短路;而以合金類材料作為負(fù)極材料的鋰離子電池,在充放電的過程中,由于電池體積會(huì)發(fā)生較大變化,同樣可能導(dǎo)致穿透隔膜,造成短路和熱失控。這些短路成為鋰電池起火甚至爆炸的重要原因。
對(duì)于儲(chǔ)能電站而言,除了鋰電池本身的問題外,系統(tǒng)安全、電氣安全以及施工安裝等同樣可能導(dǎo)致火災(zāi)事故發(fā)生。
儲(chǔ)能電站安全事故為何頻頻發(fā)生?有沒有可靠有效的方法預(yù)防事故或降低損失?事實(shí)上,儲(chǔ)能電站安全問題是系統(tǒng)性問題,往往由某一因素引發(fā)、多因素交互作用演化發(fā)展,最終導(dǎo)致儲(chǔ)能的起火或爆炸。儲(chǔ)能電站發(fā)生安全事故主要有以下原因:
1. 直接誘因
本體故障:電池制造過程的瑕疵及電池老化帶來的儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性退化。
外部激源:儲(chǔ)能電池在外界電、熱激源刺激下,電池會(huì)發(fā)生熱失控反應(yīng),釋放出大量高溫可燃的氣液混合物,遇到外部空氣中的氧氣,在條件合適的時(shí)候,就會(huì)發(fā)生爆炸。
環(huán)境因素:外界的電、熱干擾都會(huì)影響到儲(chǔ)能系統(tǒng),因此一般都對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的環(huán)境有要求,比如避免環(huán)境溫度過高。
系統(tǒng)故障:目前的儲(chǔ)能鋰電池系統(tǒng)多數(shù)缺乏內(nèi)部可控的安全設(shè)計(jì),一旦某個(gè)電池出現(xiàn)熱失控,很容易導(dǎo)致電池系統(tǒng)的整體失控。
2. 人為因素
操作失誤或現(xiàn)場(chǎng)處置不當(dāng):儲(chǔ)能是個(gè)高電壓、高能量的系統(tǒng),在集成、安裝、調(diào)試、運(yùn)行等過程中,現(xiàn)場(chǎng)人員如果操作失誤或者現(xiàn)場(chǎng)處置不當(dāng),很容易會(huì)出現(xiàn)安全問題。
3. 根本原因
制度不健全和管理不規(guī)范:一方面與電動(dòng)汽車行業(yè)100多項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)相比,儲(chǔ)能行業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)還不到20項(xiàng),很多工作的開展依舊沒有規(guī)范可循,也沒有相應(yīng)的安全制度與監(jiān)管,建立健全的儲(chǔ)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)認(rèn)證體系已迫在眉睫。另一方面,儲(chǔ)能企業(yè)也許進(jìn)一步完做好技術(shù)開發(fā)、功能集成、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)等方面的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與控制,完善內(nèi)部安全管理制度規(guī)程。