中国储能网讯：第十二届中国国际储能大会演讲速记如下：

斯林军：大家下午好！今天是新型储能系统集成解决方案专场，我从设计院角度来看站房式电化学储能电站如何集成，主要结合自己工程的实践跟大家做一些探讨。主要是以下方面。

储能简单的需求，主要是聚焦于储能对于土地资源需求方面。

我们现在正处于第四次能源大变革的大时代，世界能源正从高碳化向低碳化，由化石能源向非化石能源发展，我国也一样提出了双碳目标，在实现双碳目标的路径上，能源是主战场，电力是主力军。储能虽然不是新能源的主角，但它是不可或缺的重要的角色，特别是以构建新能源为主体的新型电力体系里面，储能是关键支撑技术。储能的发展必要性是很明晰的，但是储能如何用？用在哪里？特别是如何建？这块还是非常关键的，需要我们进行论证。

这张图非常出名，这里面有一条从北方的黑河一直到云南的腾冲线——胡焕庸线，它是人口经济自然资源的地理分界线，西侧64%的土地上仅有6%的人口，东侧36%的面积却分布了96%以上的人口。同样，它也是能源的一个分界线。从统计来看，西侧能源资源占到83%，生产量大概是75%，消费量却不足30%。东侧刚好反过来，特别是经济最发达的三个大湾区，京津冀、长三角、珠三角，能源资源量可以忽略不计，但是能源消费量却超过1/3。我们储能电站的建设也需要大量的土地资源，现在特别是预制舱布置方式占地比较广，像浙江也是寸土寸金的地方，下边结合浙江资源来谈谈我们在这一批示范项目建设中遇到的一些土地方面现实问题。

我们这次“十四五”第一批示范项目，它的分布见左边图，基本上分布在杭嘉湖绍和东部沿海区域，也是浙江相对经济比较发达和能源消费比较强的地方。20个网侧示范项目，装机容量约2个GWH，如按预置舱布置用地面积会达到360亩。按照浙江“七山二水一田”的资源，基本上工业土地的价格在60万/亩。所以这样来看一个示范项目里面最典型的50兆瓦/100兆瓦时的项目，预制舱布置（需要）18亩地，（按）土地价格60万算的话，折算到单位造价，每瓦时要增加大概1毛1。企业能（用钱）解决的事情可能还是大家不特别关注，最后只是增加成本的事情。像地方政府许多时候对工业土地还有各种指标要求，像投资强度、容积率、亩产税收。对储能电站来说，投资强度是不成问题，但假如我们都是采用预制舱方式，那它的容积率绝对是达不到工业地块30%以上的要求，还有亩产税收，用地一多，亩产税收就自然下来了，所以这一块也是浙江一些（示范）储能电站遇到的（最）现实问题。

如何来破这个题呢？从节约土地资源来看，无非是两个（途径）：一个是提高系统的集成度，第二个是造房子，容积率解决了，土地也省了。（图）这两个项目都是我们浙江的第一批储能示范项目，规模也一样，第一个项目刚刚开建，它采用了最先进的1500V液冷系统，预置舱内集成了6.7兆瓦时的电池，集成度达到每个平方260度电。就像这样高的集成度，按规范布置以后，（整个项目）还是需要18亩土地。如果采用原来风冷方案的话，可能会到25亩上下。项目二是浙江刚刚投运的萧山电厂储能电站，采用站房式布置，占地面积仅2400平方，三层布置，总共布置了126兆瓦时电池，还有很多房间作为办公用房和其它用途，是绰绰有余的。

现在储能电站基本上以预制舱布置为主，主要是大家对电池间的火灾危险类别没有权威认定和比较好的规范可以执行。下面我们来看看，对站房式国内外规范是什么情况。国家从储能规范上来说，从GB51048（2014年），还是到后边的修编版以及其它的国标GB还是行标DL，都没有明令说不能建设站房式储能电站。

我们一开始在14年版《电化学储能电站设计规范》里面，把锂电池和铅酸、液流电池的火灾危险性类别分为戊类，耐火二级。从实践来看确实是偏低了，所以这个规范也在修订，上次征求意见稿已经发布了。里面对火灾的威胁已经有了比较明确的说明：像铅酸电池、液流电池是很明确的，是丁类，锂电池现在暂类比乙类执行，主要是锂电池热失控以后火灾的特性和现有的建筑设计防火规范里面对于火灾危险性类别定义不太对的上，所以就高不就低，类比乙类执行，对（建筑物）层数和防火分区最大允许的面积都有明确的规定。所以我觉得，只要这个规范一出来，我们建设站房式电化学储能电站就扫清了最后一点障碍。只要我们有明确的规范、有定义以后，严格按照左边的几个规范去执行，就不会存在任何疑惑或者是风险不可控因素。

国外标准建设这一块的确比我们走的早更前面。《NFPA 855》，这是第一个储能防火消防规范，也是2020年固定储能系统安装标准。这里边首先是对储能技术、消防技术以及储能的安装规模，以及安全距离，还有控制灭火的手段进行了定义，后边我们设计要点分析也主要结合NFPA855规定。它主要是从四个方面来考虑这个问题：

首先，电池系统安装参数，我们需要确定储能单元之间的间距，防止火势从一个单元扩散到另外一个单元。还要确定储能单元到一些外壳或墙壁之间的间距，当然有运维的考虑。最后需要确定火势蔓延到顶部线缆的可能性。

其次从消防设施内部和外部来评估我们消防设施的有效性。

第三，从防排烟的话，主要是量化爆燃的可能性，量化产生的热量。这里讲的是爆燃，不是讲的爆炸，这是有一个非常明确的界限的。

第四，关于一些消防策略和应对，这些我们现在外边看到的一些研究成果也比较多。

这几个电站是我的一些实践，做过的一些站房式电站。前面第一个是50兆瓦/100兆瓦时的刚刚投运的萧山电厂储能电站。第二个是位于宁波的旧厂房改造的16兆瓦/32兆瓦时的站房式的储能电站。第三个是位于青海格尔木的一个共享储能电站，32兆瓦/64兆瓦时。第四个是位于徐州的(项目)，建的比较早，还没有照片，只有一张效果图。

国家对安全这一块非常重视，特别是北京大红门事件出来以后。能源局从去年连续发布了《新型储能项目管理规范》、《关于电化学储能电站安全管理的通知》等多个文件，从项目立项、设计、施工、调试、验收各个方面对电化学储能电站的建设进行了规范。特别是今年6月份，在《25条反措》里边，第一次把电化学储能电站写入了25条。安全是一个系统工程，不能单纯理解安全等于消防，其实安全包括了像建筑消防、火灾报警、气体灭火、水消防、防排烟等多个方面。我们许多时候认为预制舱比站房式安全，我觉得这个说法有所偏颇，我们应该从五个方面来判断它，到底它们的区别在哪里？首先，无论是哪种安装形式，它们的设备是一样的，它们（本体）安全是一样的，它们区别在哪里呢？主要是大家担心热失控以后火灾灭不了，怕火烧连营。但从我个人的理解来说，其实站房式的火灾防范性或者耐火性上应该比预制舱要好。

首先我们从建筑本体来看。刚才已经讲过了，按照现行的《建筑设计防火规范》设计，重点考虑防火、防腐蚀、防酸等因素影响。（火灾危险性）按照乙类执行，只要这个定义了以后，后续所有的设计我们就有章可循，有规可依，我们可以严格按照《建筑设计防火规范》设计。

从细节上来说，首先像电池室尽量采用标准化设计，独立分区。也就是刚才讲的尽量把我们的万一的万一发生火灾时损失限制在一个房间，6兆瓦时以内，这个也有规定。

还有四周的隔墙，建议使用耐火极限不低于4小时的防火墙，大家看到防火墙感觉要求很高，其实很简单，我就拿砖墙做，我的砖都是火里烧出来的，8小时、10小时都没有问题，所以采用防火墙不一定会提升我们的成本。

像疏散门和装修材料，这块只要按照规范执行就可以了。

电池室顶棚尽量不要有太多的梁或者凹凸不平的（地方），主要怕（失控后可燃）气体集聚。

最后一点是结构上不应该考虑防爆设计这个事情。国外也仅是考虑爆燃，从来不考虑电池的防爆，电池本身可能易燃，但是绝对不易爆。我们从事故分析来看，所有锂电池发生的爆炸事故都在于发生了事故以后，最后的电池密闭空间可燃气体集聚以后，才会发生爆炸的危险。这块（风险）从建筑设计上完全可以处理好，把这块危险排除掉。

从消防设计来看，首先它的设计原则是预防为主，防消结合。左边图可以看到，现有的三大类灭火介质其实根本无法切断电池内部连锁反应，像我们设计气体灭火，主要作用是熄灭明火，降低失控的电池表面的温度，提供更多反应时间。水的比热最大，所以它的冷却降温效果最好。从国外NFPA855来看，它最后给出的灭火手段也是消防给水。所以最后万一要灭火的话，就是大水漫灌。

所以我们在消防设计上，主要是从三方面：首先是早期的预警，设置完善的可燃气体探测器、烟感和温感，消防报警信号与BMS温度信号联合，提前判断电池热失控。第二，气体灭火是一个手段，主要是为我们赢得时间。第三，我们还要考虑二次水喷淋冷却，这时候是断臂求生，不能让事故再扩大化。

从防范爆炸这块来说，防排烟很重要，像NFPA855，通风系统设计应能限制可燃气体最低爆炸极限的25%以下。

电池室布置比较常规，这里大家主要看一下，像6×12米的电池室，可以摆下将近6兆瓦时的电池，集成度与40尺的集装箱基本一致。这里比较重要一点是结构上设计时一定要考虑静载荷均布的特点，否则设计出的房子（柱、梁）往往比较粗、比较大，造价上就浪费了。还有电池柜比较高（重），所以应该预埋槽钢，下面要找平、焊接，安装要牢固。另外NFPA855人家也考虑到电池线从上面走，从大红门事故也看，北区到南区事故扩大也是通过电缆沟进行可燃气体的传导。

PCS一般跟变压器布置在一起，这个时候我们充分考虑两者的通风和散热。

PCS变压器房间设置建议大家跟电池间相邻布置，尽量减少直流损失。

还有变压器尺寸比较大，我们应该考虑有一个检修通道，二楼的话要考虑有吊装平台。

PCS户内安装形式，一般都会顶出风，采用自然进风、机械排风的方式。

最后看一下对于暖通设计。锂电池非常娇贵，可靠的热管理设计是达到设计寿命的基本保障。温度对电池影响分析：容量衰减、热失控、外高温传导、低温损失。特别是电池簇内温差控制比簇间的控制更重要，最好控制在3度，但实际做还是有点困难。暖通设计不仅仅是一个温度控制，还有气流组织，温度场均布。所以刚才也说电池间尽量采用标准间，不可能每个房间都去做热仿真。从实践来看，像萧山电厂储能电站，一个房间大概是5.6到6兆瓦时，刚刚并网投运，经过了浙江最热的夏天。从最后的运行结果来看， 25个房间，126个兆瓦时，温差最后控制在8摄氏度之内，大部分的房间温差在3度之内，所以整体运行效果还是可以的。

最后这张图是一个简单的汇总比较，我也不展开讲了。首先占地方面肯定是站房式最优，从消防来说我觉得各有优劣，做的好的话，电池间耐火时间比预制舱更好。建设时期相对来说预制舱好一点，但是（站房式在）能耗、寿命、运维全方面碾压预制舱。

谢谢大家。