發(fā)展安全新型儲能技術(shù) 夯實(shí)新型電力系統(tǒng)支撐基礎(chǔ)

完成“雙碳”方針，動力是“主戰(zhàn)場”，電力是“主力軍”，推動建造新式電力體系是電網(wǎng)展開的必然選擇?！赌戏诫娋W(wǎng)公司建造新式電力體系舉動方案(2021-2030年)白皮書》提出，2030年前，基本建成新式電力體系;2060年前，新式電力體系全面建成。新式電力體系的明顯特征是風(fēng)景新動力在電源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，預(yù)計(jì)2030年新動力發(fā)電量將占比25%，2060年占比60%，風(fēng)景新動力的波動性、間歇性、隨機(jī)性和反調(diào)峰特性將導(dǎo)致電力體系面對著可靠供電和安全安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的新應(yīng)戰(zhàn)。

為了滿意新式電力體系建造需要，緩解大量新動力接入對電網(wǎng)的影響，國家動力局2021年發(fā)布的《抽水蓄能中長期展開規(guī)劃(2021-2035年)》提出，到2030年，風(fēng)景發(fā)電總裝機(jī)規(guī)劃將大12億千瓦以上，需要建成抽水蓄能1.2億千瓦左右，但一起也指出，我國建造條件好、限制要素少的資源啊儲備缺乏。因而，快速展開的新式儲能也得到了國家動力局的高度重視，國務(wù)院2021年印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰舉動方案》提出，到2025年新式儲能裝機(jī)容量達(dá)到3000萬千瓦以上。與此一起，南方電網(wǎng)規(guī)劃將于2030年前建成新式儲能4000萬千瓦。新式儲能迎來了加速展開的機(jī)會。

快速展開的新式儲能安全形勢

新式儲能是指除抽水蓄能以外的其他新式的電化學(xué)儲能、物理儲能和電磁儲能技能。到2021年底，我國新式儲能裝機(jī)2.4GW，占儲能裝機(jī)總?cè)萘康?2.5%，其間鋰離子儲能占新式儲能的89.7%，是當(dāng)時(shí)展開最快速、應(yīng)用最廣泛、相對老練的新式儲能技能道路。然而，鋰離子電池儲能電站火災(zāi)爆破安全事端時(shí)有產(chǎn)生，已成為限制電池儲能規(guī)劃化展開的主要妨礙。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從2011年至2021年，全球儲能安全事端共產(chǎn)生50余起，其間事端起數(shù)排名前4位的是：韓國30余起、美國10余起、我國4起、澳大利亞3起。鋰離子電池儲能安全問題是世界性難題，也成為建造新式電力體系安全難題。

通過對這50余起儲能事端剖析發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成事端的主要要素有以下幾點(diǎn)：鋰離子電池?zé)崾Э?。儲能電池單體因質(zhì)量缺點(diǎn)、機(jī)械損傷、受熱或外部短路等導(dǎo)致鋰離子電池內(nèi)短路，引發(fā)電池?zé)崾Э仄鸹?，在熱濫用的作用下，整個(gè)電池模組和電池簇被點(diǎn)燃甚至產(chǎn)生爆破。

儲能體系電路故障。儲能體系內(nèi)載流母排、導(dǎo)線、電路板、信號線因質(zhì)量缺點(diǎn)、構(gòu)件間相互影響、外部導(dǎo)電液體進(jìn)入等要素導(dǎo)致電氣絕緣失效、短路等故障，引發(fā)局部高溫，引燃周圍可燃物或者引發(fā)電池?zé)崾Э貙?dǎo)致起火。

體系運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)測、控制及防護(hù)缺乏。儲能體系熱辦理規(guī)劃及冷卻辦理戰(zhàn)略不當(dāng)，并對體系溫度、電流、電壓、絕緣等監(jiān)測剖析缺乏，出現(xiàn)異常時(shí)未能及時(shí)預(yù)/報(bào)警，并采取合適的防護(hù)辦法，救活防爆技能未能有用發(fā)揮作用，導(dǎo)致事端產(chǎn)生擴(kuò)大。

運(yùn)維辦理缺乏。缺乏根據(jù)儲能體系運(yùn)轉(zhuǎn)特性、戰(zhàn)略、規(guī)則等擬定的運(yùn)維規(guī)程，未擬定合理的檢修戰(zhàn)略，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備隱患，終究導(dǎo)致事端產(chǎn)生。

提高新式儲能安全的技能辦法

針對新式儲能安全展開中存在的問題，主張從儲能實(shí)質(zhì)安全、消防安全、儲能安全點(diǎn)評及儲能安全監(jiān)測辦理等幾個(gè)維度施行改善：

(一)推動實(shí)質(zhì)安全儲能技能研討

因?yàn)閺V泛應(yīng)用的鋰電池選用可燃有機(jī)物作為電解液，存在燃燒、爆破等安全風(fēng)險(xiǎn)，亟需展開實(shí)質(zhì)安全的儲能技能。加大電池新材料體系研討，布局長壽數(shù)、高安全、低成本的儲能本體技能研討;加大鐵鉻液流電池、鈉離子電池、固態(tài)鋰電池等實(shí)質(zhì)安全的儲能本體技能研討，進(jìn)一步提高技能經(jīng)濟(jì)性;展開兆瓦級至百兆瓦級實(shí)質(zhì)安全的先進(jìn)儲能體系集成技能研討，加速規(guī)劃化演示驗(yàn)證與推廣應(yīng)用。

(二)打破鋰離子儲能安全技能難題

針對電化學(xué)儲能體系規(guī)劃化應(yīng)用面對的安全問題，展開鋰離子電池儲能體系全壽數(shù)周期應(yīng)用安全技能研討。提醒不同裝置層級電池?zé)崾Э赜|發(fā)機(jī)理及動態(tài)分散演變機(jī)制，展開熱失控阻隔技能和致災(zāi)損害歸納點(diǎn)評技能;深入研討電池傳感技能，展開電池狀況檢測技能，完成多維感知融合的全壽數(shù)周期電池儲能狀況監(jiān)測預(yù)警;加大消防安全技能研制力度，開發(fā)救活抑爆、應(yīng)急處置與救援等消防安全裝備;加速推動電池儲能體系集成技能研討及演示，構(gòu)成主被動安全技能協(xié)同的電池儲能體系集成方案。

(三)加強(qiáng)安全儲能規(guī)范體系建造;

樹立健全儲能電站從規(guī)劃、建造到運(yùn)維的全過程安全規(guī)范體系，以及儲能裝備安全點(diǎn)評與認(rèn)證施行規(guī)則。環(huán)繞儲能電站的布置、火災(zāi)探測、救活、防排煙與應(yīng)急救援等需求，完善儲能電站安全規(guī)劃規(guī)范;完善電池儲能體系施工、調(diào)試及實(shí)驗(yàn)等安全規(guī)范與操作要求，保障人員人身安全;加大儲能安全點(diǎn)評、應(yīng)急辦理與消防救援規(guī)范、消防監(jiān)督辦理規(guī)范、儲能電站用救活體系實(shí)驗(yàn)辦法等規(guī)范研討，為電站消防安全提供輔導(dǎo)。

(四)加強(qiáng)儲能安全技能監(jiān)督和辦理。

加強(qiáng)電化學(xué)儲能電站安全技能監(jiān)督和辦理工作，遏止電化學(xué)儲能電站安全事端產(chǎn)生。樹立云邊協(xié)同的儲能電站安全技能監(jiān)督平臺，使用信息化手法完成儲能電站安全狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測、事端極早期預(yù)警;加強(qiáng)儲能電站規(guī)劃、施工、運(yùn)維及實(shí)驗(yàn)等相關(guān)從業(yè)人員安全技能訓(xùn)練，保證熟悉電站電池?zé)崾Э?、火?zāi)特性，掌握消防設(shè)施及器件操作規(guī)程和應(yīng)急處置流程;加強(qiáng)儲能電站消防安全應(yīng)急演練與聯(lián)動，定期安排展開電解液泄漏處置、電池?zé)崾Э?、火?zāi)等應(yīng)急演練，樹立與政府有關(guān)部門樹立消防救援聯(lián)動機(jī)制。

安滿是新式電力體系的建造的基石。隨著安全技能研制及安全辦理力度的加強(qiáng)，新式儲能技能安全問題終將被打破，新式電力體系的安全安穩(wěn)基礎(chǔ)將得到進(jìn)一步夯實(shí)，有力促進(jìn)“雙碳”方針完成。