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鋰電儲能憑借諸多優(yōu)勢成為儲能裝機(jī)主力軍。但安全隱患仍是阻攔行業(yè)發(fā)展的“絆腳石”。

不久前，位于美國加州蒙特雷（Monterey）太平洋瓦電（PG&E）公司的一個變電站起火，起火原因是由變電站中的特斯拉Megapack巨型電池儲能設(shè)備造成的。

據(jù)悉2022年4月，太平洋瓦電（PG&E）公司在加州Moss Landing啟用182.5MW特斯拉Megapack系統(tǒng)，項目名為“埃爾克霍恩電池儲能系統(tǒng)”（Elkhorn Battery）。該儲能設(shè)施由特斯拉與PG&E公司共同設(shè)計、建造和維護(hù)，并由后者運(yùn)營。

值得注意的是，這起事故并非特斯拉Megapack首次起火，去年7月，澳大利亞也同樣發(fā)生過Megapack儲能電池火災(zāi)事件。

據(jù)不完全統(tǒng)計，自2021年以來，國內(nèi)外已發(fā)生超27起儲能安全事故，儲能安全事故頻發(fā)的原因到底是什么？

盡管導(dǎo)致儲能安全事故的誘因眾多，如電池管理系統(tǒng)、電纜線束、預(yù)警監(jiān)控消防系統(tǒng)、運(yùn)行環(huán)境、安全管理等因素，但業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，引發(fā)儲能安全事故的首要原因還是鋰電池自身的問題，由鋰電池本身的瑕疵或是電池老化從而帶來的安全問題。

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在低溫高倍率充電條件下，鋰電池的鋰離子會在負(fù)極與電解液的界面堆積、堆積到一定程度就有可能會產(chǎn)生鋰晶（是指采用液態(tài)電解質(zhì)的鋰電池在充電時，鋰離子還原時形成的樹枝狀金屬鋰單質(zhì)）。當(dāng)鋰枝晶生長到一定程度時，就會觸破電池隔膜導(dǎo)致電池內(nèi)短路，最終引發(fā)安全事故。

儲能安全是一道涉及多學(xué)科的復(fù)雜考題，包括電池、PCS、BMS、EMS等多個環(huán)節(jié)，需要全行業(yè)共同提高產(chǎn)品的成熟度和可靠性，也需要多部門、多體系共同來協(xié)作。

清華大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士歐陽明高從技術(shù)角度給出了三方面的建議。第一要從電池本身做好安全；第二在電池使用的過程做好控制和電池內(nèi)部熱失控的探測預(yù)警；第三在要做好熱管理措施，讓電池在因為各種偶然因素發(fā)生事故的時候不發(fā)生熱蔓延甚至燃燒爆炸。

從電池廠家端而言，優(yōu)質(zhì)的材料和制造工藝是產(chǎn)品安全的重要前提，尤其要在電芯原料、檢測使用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)建立專業(yè)嚴(yán)格的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，讓更多電池廠商將優(yōu)質(zhì)的材料和先進(jìn)的制造工藝應(yīng)用到產(chǎn)品中。

其次，要保障電池本身安全，仍需從最底層的電芯技術(shù)入手。行業(yè)流傳一句話，如果從電芯層面做到本質(zhì)安全的話，會事半功倍。在追求更安全的電池上，當(dāng)前也有不少企業(yè)開始研究固態(tài)電池在儲能的運(yùn)用。

而對系統(tǒng)集成商端而言，儲能系統(tǒng)中，電池與PCS、BMS、EMS等系統(tǒng)存在強(qiáng)耦合關(guān)系，若從不同品牌采購，現(xiàn)場調(diào)試拼裝，各系統(tǒng)間安全保障的強(qiáng)耦合關(guān)系將被強(qiáng)行割裂打破，系統(tǒng)的精細(xì)化管理、聯(lián)動保護(hù)控制、電氣和消防的安全性都無法保證，長期運(yùn)行過程中也帶來了安全隱患與系統(tǒng)風(fēng)險的不確定性。

如何打破儲能系統(tǒng)各單元的信息孤島，真正將儲能系統(tǒng)整合成有機(jī)整體，不僅考驗廠家在電化學(xué)、電力電子、電氣等各方面的技術(shù)實力，更考驗廠家對儲能系統(tǒng)的深刻理解與整個儲能產(chǎn)業(yè)運(yùn)營的深厚積淀。

此外，做好產(chǎn)品質(zhì)量及源頭防火的基礎(chǔ)之上，儲能系統(tǒng)的消防設(shè)計對儲能安全同樣重要。如何通過合理的消防設(shè)計，做到對煙感、溫感、可燃?xì)怏w等隱患的探測監(jiān)控；通過排風(fēng)泄壓、防爆等設(shè)計減少熱失控擴(kuò)散帶來的損失等都需要科學(xué)合理的設(shè)計。

不久前，國家能源局最新發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項要求（征求意見稿）》，提出滅火系統(tǒng)應(yīng)滿足撲滅模塊級電池明火且24h不復(fù)燃。

應(yīng)急管理部天津消防研究所第四研究室副主任卓萍對此表示，希望能給儲能消防產(chǎn)品一個滅火依據(jù)的支撐。比如，儲能系統(tǒng)應(yīng)用的場所可以有效的實現(xiàn)火災(zāi)預(yù)警、火災(zāi)報警，最后能夠?qū)崿F(xiàn)火災(zāi)可控。

而對儲能安裝和運(yùn)維端而言，做好全生命周期的儲能安全管理，不僅需要關(guān)注生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，同時也要做好存儲、運(yùn)輸、安裝等多個環(huán)節(jié)的風(fēng)險預(yù)防。

作為引發(fā)儲能起火的常見因素，廠家需要加強(qiáng)儲能系統(tǒng)電芯以及電弧的檢測與預(yù)防。一方面通過系統(tǒng)監(jiān)控，做到對電池的狀態(tài)分析、預(yù)判和預(yù)警，從源頭上防止與阻斷熱失控；另一方面，因儲能系統(tǒng)內(nèi)較多電氣連接，在復(fù)雜的使用工況下有可能引發(fā)拉弧現(xiàn)象，會引發(fā)設(shè)備火災(zāi)，如何開展電弧的檢測與防護(hù)，對儲能系統(tǒng)安全尤其重要。 

原標(biāo)題：三大維度協(xié)同“破局”儲能安全隱患