中国储能网讯:3月10-13日,由工业和信息化部节能与综合利用司指导,中国化学与物理电源行业协会主办并联合500余家机构共同支持的第十四届中国国际储能大会暨展览会(简称“CIES”)在杭州国际博览中心召开。
CIES大会以“共建储能生态链,共创储能新发展”为主题,针对储能产业面临的机遇与挑战等重点、热点、难点问题展开充分探讨,分享可持续发展政策机制、资本市场、国际市场、成本疏导、智能化系统集成技术、供应链体系、商业模式、技术标准、示范项目应用案例、新产品以及解决方案的普及和深化应用。
来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的2011余家产业链供应链企业, 53417位线上注册嘉宾将参加本届CIES大会,储能网视频号线上直播11万人参与观看与交流。其中300余家企业集中展示了储能产品,涵盖系统集成、电芯、PCS、BMS、集装箱、消防、检测认证、飞轮储能、液流电池、熔盐储热、压缩空气储能等新型储能全产业链。
3月11日上午,南方电网调峰调频发电有限公司储能科研院新型储能技术研究所副所长李毓烜受邀在双碳与新型电力系统暨南网储能与可再生能源专场分享主题报告,报告题目为《电化学储能电站火灾风险和电站设计标准修订》。以下为报告主要内容:
李毓烜:各位领导、各位业界同行大家好,我来自于南网储能科研院。我这一次汇报的题目是电化学储能电站火灾风险和电站设计标准修订。
首先跟大家简要讲一下目前世界范围内电化学储能火灾的情况,据不完全统计近五年来全世界发生电化学储能电站火灾70起,韩国有20多起,锂离子电池储能安全问题已经成为了世界级的难题。
每一个国家对于储能电站做过很多事故分析,韩国针对20多起储能火灾做过很系统的分析。其中归纳四个原因,一个是电池系统的缺陷,通过拆解事故电池,他们发现很多起火灾都使用了同一批次的电池,而这些电池普遍都在极片上存在设计隐患。
第二个原因是绝缘保护不足,他们通过对发生火灾储能系统进行模拟断路实验,也发现了多次电流击穿等现象。
第三是储能电站的管理和维护不足。韩国有几个储能电站是建在海边,在海边高盐高湿度和高风沙的环境下,由于维护不善容易产生积灰现象,导致储能系统的绝缘性能降低。
第四是PCS和储能系统之间存在联动的缺陷,一些保护措施的操作顺序并没有协调好等等。
接下来是美国的一起火灾,这是2019年发生的2GWH电网储能系统火灾,当时救火队员救援过程中还发生意外爆炸,事后对于这一次火灾的原因分析,主要包括了四个方面,一个是电池内部的缺陷是火灾的直接诱发原因。
第二,灭火系统没有及时地阻隔有事故的电池向周围的电池系统进行蔓延。
第三,电池过热导致的可燃气体堆积,消防队员打开舱门过程直接点燃气体导致爆炸。
第四,储能系统里面的空间不足,通风不足等原因。
第三起我们国内的北京416储能事件,这对于我们整个储能行业也是有很大的影响。这一起火灾事故中,起火的地方在南楼,南楼和北楼有一条地道,在火灾发生之后南楼的火灾事故产生电解液挥发易燃易爆气体,是通过地道到达北楼,最后在北楼发生的爆炸,我们国内对于很多高校做过调研分析,时间原因就不过多讲述。
最后是特斯拉发生在澳大利亚的项目事故,当时是直接烧掉了两个集装箱。事后原因分析,这一次火灾实际上是发生在调试过程中,而调试过程中一些储能系统保护装置并没有启动,事故直接原因是冷却系统里面冷却液导致电池起火,而监控系统并没有24小时运行,最后酿成非常大的事故。
总体而言火灾可以分为四个主要原因:第一,有锂离子电池本身热失控,因为质量缺陷,机械损伤,外部断路导致热失控,而且在单个锂离子电池着火没有及时热阻隔情况下,导致整个模组会蔓延到其他电池簇,进而导致电站发生火灾或者爆炸。
第二储能系统本身电器存在一些故障,储能电站里面有很多的导线和电路板等等,这就很容易导致发生一些电器火灾。
第三系统运行监控和保护不足,比如说刚刚提到的澳大利亚的事故,这就是因为在调试过程中并没有将检测和保护系统即时系统起来。
第四运维管理不足,就包括刚才提到韩国海边储能电站的事故。
我们国内对于电化学储能电站的设计有一份电化学储能规范,其中对于电站安全设计有非常高的要求,这份标准是我们主要编制的。最早这份规范发表于2014年,基于我们公司修订的国家首个兆瓦级锂离子电站的建设经验编写的。当时规范发布的时候储能电站发展还是处于起步阶段,很多因为技术局限性,导致了一些危险性定性偏低。我们这一次修编重点对于电化学储能电站按照方法条款进行调整,这主要是对火灾危险性进行重新划分。
按照国家的相关标准的规定,工业厂房的火灾危险性可以分成甲乙丙丁,不同的电化学储能系统,不同类型的储能系统划分的等级不同。比如说氢燃料电池是参照了加氢站的标准设置为甲类,而液流电池因为火灾危险性比较低,划分为D类,锂离子电池有一定的不同,正常情况下的锂离子电池是属于可燃固体是丙类的,但是在热时空下会释放出易燃易爆的混合气体,又作为甲类,我们这一次标准并没有直接定性为哪一个类型,而是参照了甲乙类对储能电站的设计标准进行一些设防。
简单地讲一下我们这一次标准修订的主要安全方面的考虑设计。我们这个稿件在去年年底完成了国家标准的报批,今年马上进行发布,所以后面我介绍的标准条款,请大家以最终的发布的正式标准文件内容为准。
我简单地介绍一下,我们这一次修订标准以防火要求,救援要求,控制损失和人员安全作为我们最主要的一个指标。防火蔓延我们对于耐火等级,防火分割,防火墙的高度做了限制,以及防火间距进行规定。
救援需求对于厂房高度,消防道路,消防车道进行非常详细的规定。在控制损失方面主要是针对储能单元的规模,单个储能电站的分区布置,以及容量的限制等等做了一些要求。
人员安全,包括安全出口,安全出口的距离等等。在火灾的报警监测方面,灭火设施,气体的探测器,消防栓的设计等等都做了相应的设计。
事故通风,我们也做了考虑。以上是我对标准和我们公司在这方面的一些分享,谢谢大家。