此次发生事故的储能电站属北京福威斯光储充公司旗下,于2019年在现址建成的光储充一体化项目,包括25兆瓦时磷酸铁锂电池储能,一期1.4兆瓦时屋顶光伏,以及94个车位的直流大功率快速充电桩。

千龙网  裴剑飞

图/千龙网  裴剑飞 

4月16日,北京南四环路附近一家储能电站发生火灾事故。救援过程中,电站突发爆炸,造成2名消防员牺牲,1名消防员受伤,电站内1名员工失联。据悉,该储能电站是北京城市中心最大规模的商业储能电站、第一个万度级光储充电站、全市最大的光储充示范项目工程。

一时间,事故引发业内对储能产业发展的担忧。“尽管事故原因还有待调查,但一定程度上,事故造成人员伤亡及财产损失,有可能对国内储能行业带来负面影响。”西北工业大学新能源应用技术研究中心研究员于冬生在接受《中国汽车报》记者采访时说。

各国储能行业安全事故不断

此次发生事故的储能电站属北京福威斯光储充公司旗下,于2019年在现址建成的光储充一体化项目,包括25兆瓦时磷酸铁锂电池储能,一期1.4兆瓦时屋顶光伏,以及94个车位的直流大功率快速充电桩。

储能电站使用什么储能?主要作用是什么呢?“简而言之,储能电站是使用大批蓄电池(包括退役动力电池),把光伏、风能等发电所产生的电能,以及电网中波谷期富余的电能储存起来,用于为电动汽车等设备充电,或者在用电高峰期将电力再重新送回电网所使用的供电设施。”华南电网新能源技术研究所工程师亓永斌向《中国汽车报》记者介绍,面对全球共同面临的能源危机,这是近年来许多国家都在发展的一个缓解电力供应紧张的新模式,而且具有节能等方面的显著优点。

尽管储能产业有诸多优势,受到许多国家的追捧,但不少国家都曾发生过安全事故。

2021年4月6日,韩国一光伏电站储能系统起火,烧毁面积达22平方米,共造成约4.4亿韩元(约合人民币258万元)损失。2017年8月至今,仅韩国就发生了29起储能电站火灾事故。此外,2019年4月19日,美国亚利桑那州发生电池储能项目爆炸,导致4名消防员受伤,其中2人重伤。

安全,始终是储能电站不能松懈的一根弦。“以往认为,发生储能电站安全事故的主要原因是锂电池的热失控引发,但近年来国内外一些事故调查报告提出,引发事故的往往不是电池,更多是电气事故引发。储能电站安全是一个复杂的问题,不能简单归结到电池上,配套系统的建设、管理、验收、监测等环节同样重要。”亓永斌表示。

筑牢安全防线,要找准技术突破口。“从技术角度看,在多种储能电站的类型中,电化学储能技术占据主流,因此,相关安全控制技术也应该从这里入手。”于冬生认为,国内电化学储能市场具有较大增长空间,中国已经成为全球最大的新能源汽车市场,动力电池存量庞大,出于资源节约利用要求,有必要推动动力电池的梯次利用,同时庞大的新能源汽车市场也培育了中国锂电池产业链。未来随着新能源汽车进入电池更换周期,锂电池在储能领域的梯次利用有望持续增长。

据介绍,电化学储能技术路线众多,包括锂离子电池、铅蓄电池、液流电池、钠基电池等,每种技术路线的特点、成熟度、适合的应用场景以及产业应用规模各不相同。锂离子电池作为一种能量密度较高的存储介质,虽然存在一定的热失控安全风险,但从综合性价比来说,仍然具有较大的竞争优势,目前我国电化学储能应用以锂离子电池为主的格局,是市场充分竞争的结果。

此外,凌岳斌表示,当前我国电力市场机制和价格机制还不完善,储能产业收益有限,投资方不得不降低成本,导致部分地区的储能行业出现了低价中标现象,不惜以质量和安全为代价。“必须加强监管,严厉整治这些害群之马。”他强调。

事故倒逼安全标准出台

如何从根源上治顽去疴,业界有一定共识。“储能电站在一定程度上对节约能源、助力电池梯次利用、实现碳中和有重要意义,发展脚步不会因为一次事故停下。但是,制定安全标准,加强安全管理迫在眉睫。”亓永斌提出,要尽快推进储能电站安全标准体系的制定。目前,国外已出台针对储能系统的安全标准,如美国制定的以评估电池储能系统大规模热失控蔓延的测试方法UL9540A标准,已在美国相关部门和行业得到广泛认可,我国也有部分厂商的储能产品通过了该项测试。

“我国亟需建立针对电化学储能电站安全要求的标准体系,包括强制性国家标准,在此基础上逐步推动储能产品(包括储能系统和部件)、储能电站的强制安全认证。从而设定安全门槛,促进整个储能行业安全水平的提升。”于冬生谈到,事故给刚刚升温的储能产业迎头泼下“一盆冷水”,但从另一个角度看,这次安全事故将加速储能行业相关标准的出台,从根本上促进储能产业的发展。

“总体来看,当前储能电站遇到的问题都是发展中的问题,尽快制定国家标准,明确主管和监管部门责任刻不容缓。”凌岳斌表示,建立完善的市场价格机制,让储能项目获得合理的回报,避免恶性低价竞争,在保障安全底线的基础上降低储能成本,也许是破解当前储能电站安全问题的一把钥匙。

2030年储能市场将突破万亿

随着各方的重视,多种储能技术不断取得新进展。在国内,宁德时代利用全生命周期阳极补锂技术,开发出满足超长寿命要求的储能专用磷酸铁锂电池产品研发;比亚迪推出的刀片电池进一步提升了单体电池的容量……这些新技术使锂离子电池储能系统向高电压、大功率、快速充电方向发展。

当前,国内储能电站及储能产业建设正处于加速期。2020年,储能产业虽然遭受新冠疫情影响,但基于产业内生动力和外部政策以及碳中和目标等多重因素驱动,储能装机量逆势大幅增长,已逐渐步入规模化高速发展的快车道。数据显示,截至2020年底,中国已投入运营的包括物理储能、电化学储能等类型的储能电站项目中,累计装机容量达到33.4吉瓦时,2020年新增投入运营容量2.7吉瓦时。其中,由储能电池承担储能介质的电化学储能方式新增投运容量首次突破吉瓦时大关。2020年,电力储能项目装机的同比增长率为136%,电化学储能系统成本也突破每千瓦时(kWh)1500元的关键拐点。“数据表明,国内储能电站建设已从商业化初期迈入了规模化发展的新阶段。”中国科学院电工所储能技术组组长陈永翀向记者表示。

虽然2020年国内储能产业的产值尚未公布,但2018年国内储能行业年产值就已达到50亿元,且持续增长。“到2025年我国大部分地区用电端储能可实现平价,储能市场空间或达6500亿元。”华泰证券分析师凌岳斌告诉记者,据测算,到2030年,我国大部分地区光储结合可实现平价,储能市场将高达1.2万亿元以上。

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