據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，到2025年，新型儲能裝機容量達(dá)3000萬千瓦以上。
然而，儲能行業(yè)蓬勃發(fā)展的背后，儲能安全問題頻頻見報。
2021年4月16日，北京大紅門儲能電站起火爆炸， 造成1名值班電工遇難、2名消防員犧牲、1名消防員受傷。
2022年1月12日，京港澳高速上一輛滿載儲能系統(tǒng)的貨車突然起火，好在司機及時發(fā)現(xiàn)、將事故車輛停在應(yīng)急車道并報警，消防救援人員到達(dá)現(xiàn)場時，車廂內(nèi)正猛烈燃燒，火焰時不時向外噴射、并冒出滾滾濃煙，不時伴有爆炸聲，幸而司機和消防人員教科書般的處置及時，并未造成更嚴(yán)重的傷亡。
一樁樁一件件簡直觸目驚心，據(jù)不完全統(tǒng)計，2012年-2022年10年間，全球共發(fā)生54起儲能電站起火爆炸事故。其中，美國10起、中國7起、韓國33起。
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儲能行業(yè)的快速成長，吸引越來越多的企業(yè)加入，但技術(shù)參差不齊也為行業(yè)帶來了不穩(wěn)定的因素。
部分廠家的系統(tǒng)集成設(shè)計只是將各方采購來的不同品牌的鋰電池、儲能PCS等設(shè)備簡單堆砌到集裝箱中，系統(tǒng)在發(fā)貨前也沒有經(jīng)過全面測試和有效聯(lián)調(diào)，再加上保護(hù)執(zhí)行不到位，導(dǎo)致最終交付給客戶的整個儲能系統(tǒng)存在巨大的性能和安全隱患。
除了設(shè)備燒毀的損失，因設(shè)備更換而導(dǎo)致的項目延期并網(wǎng)和停運所帶來的損失更是不可估量。如何做到有效規(guī)避，得先認(rèn)識到問題所在：
1、電池系統(tǒng)缺陷：當(dāng)電池系統(tǒng)制造中存在缺陷的情況下，在電池過充時，因電池內(nèi)部短路火災(zāi)發(fā)生可能性會變高；
2、針對電沖擊的保護(hù)體系不完善：在測試外部電力沖擊等過程中，電池保護(hù)裝置內(nèi)大部分的元件存在受損情況，直流接觸器爆炸，交流過濾器上有碳化痕跡；
3、運營環(huán)境管理及設(shè)置不周：安裝在山地或海邊的儲能裝置在高晝夜溫差下，引發(fā)反復(fù)冷凝現(xiàn)象以及灰塵吸附，進(jìn)而可能導(dǎo)致電池和模塊外殼間的接地部分絕緣層損壞，引起火災(zāi)；
4、儲能系統(tǒng)綜合管理體系欠缺：從企業(yè)面談?wù){(diào)查、事故調(diào)查、試驗論證等方面綜合分析發(fā)現(xiàn)，部分系統(tǒng)設(shè)計不能將電池和PCS（儲能變流器）等部件有效結(jié)合，無法實現(xiàn)系統(tǒng)層面的保護(hù)和管理。
5、生產(chǎn)安全管理不到位：目前，部分單位儲能電站安全管理較為粗放。設(shè)計施工方面，安全設(shè)計、預(yù)警、保護(hù)、消防等要求未得到有效落實；運維方面，存在巡檢和監(jiān)視力度不夠、維護(hù)針對性不強、重大危險源辨識分析及應(yīng)急管理措施不到位、缺少針對儲能事故的專業(yè)消防培訓(xùn)等問題。
1、選擇正確的電芯
從安全角度而言，我們將原始安全性（可以采取哪些措施來預(yù)防事故發(fā)生）與二次安全性（如何更好地控制和管理事故進(jìn)展）區(qū)分開來。原始安全性直接與儲能系統(tǒng)的電芯相關(guān)。
行業(yè)有不同類型的電芯可供選擇，每種都有其優(yōu)點，但最重要的是要選擇符合IEC62619標(biāo)準(zhǔn)的電芯。正如其標(biāo)題所述，“含堿性或其他非酸性電解質(zhì)的二次電池和電池組——工業(yè)級二次鋰電池和電池組的安全要求”，該標(biāo)準(zhǔn)專門用于確保電芯的安全性。
2、確保模組、電柜和集裝箱的安全集成
對于模塊和電柜：確保電池符合UL 1973和IEC 62619標(biāo)準(zhǔn)。
選擇獲得UL9540A認(rèn)證的電池意味著該儲能系統(tǒng)通過了UL機構(gòu)模擬熱失控的測試，以檢查火災(zāi)是否會蔓延。
考慮到機械、熱、電和安全等約束條件。所有適用于船舶、運輸或固定式應(yīng)用的系統(tǒng)都要經(jīng)過廣泛的測試和認(rèn)證過程。
3、投資安全的電池管理系統(tǒng)和能源管理軟件
使用安全且符合標(biāo)準(zhǔn)的組件是確保電池具有最高安全性水平的必要第一步；但是，如何使用電池也非常關(guān)鍵。這就是為什么電池管理系統(tǒng)（BMS）應(yīng)確保電池使用不會超出其極限。為了保證這種功能安全性，BMS必須通過IEC61508進(jìn)行認(rèn)證，這是與電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)功能安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
BMS生成大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)由能源管理軟件（EMS）讀取，在本地保存并定期備份到安全的云系統(tǒng)中。所有這些數(shù)據(jù)都可以用于電池的失效或偏差分析以及用于系統(tǒng)優(yōu)化。
4、系統(tǒng)分區(qū)更好地遏制事故發(fā)生
將儲能系統(tǒng)在固體外殼內(nèi)分區(qū)有助于防止火災(zāi)的發(fā)生和蔓延。
LeBlock是Leclanché全新的、安全的、模塊化的、可擴展的、即插即用型的能量存儲解決方案。它的設(shè)計旨在簡化物流并降低總成本和碳足跡。
電池模組放在高強度的集裝箱外殼里，這有助于防止火災(zāi)的蔓延。
外殼具有絕佳的耐火性和隔熱性能，可以減少輔源的消耗，進(jìn)而可以保證電池獨立于外部環(huán)境，在一定溫度下運行（通常在20到23°C之間）。
5、選擇合適的消防系統(tǒng)
儲能系統(tǒng)分區(qū)提供了一種被動提高安全性的方法，但也有一些主動的方式來對抗火災(zāi)。消防系統(tǒng)的目標(biāo)是防止非電池火災(zāi)蔓延到電柜中的其他電芯，從而防止涉及少數(shù)電芯的小事故變成大規(guī)模火災(zāi)，其后果可能波及到整個電柜或集裝箱。標(biāo)準(zhǔn)的消防系統(tǒng)系統(tǒng)包括煙霧和溫度傳感器和氣溶膠系統(tǒng)，在火災(zāi)發(fā)展到一定程度時會自動觸發(fā)。
6、使用泄爆板保障員工安全
人員安全至關(guān)重要。即使儲能場地得到安全保障，員工在維護(hù)和例行系統(tǒng)檢查時也會在附近工作。他們可能會站在火災(zāi)或爆炸發(fā)生時的儲能電柜和集裝箱旁邊。為了保護(hù)他們的安全，泄爆板能夠?qū)?nèi)部火災(zāi)產(chǎn)生的壓力從頂部泄出，確保在該區(qū)域工作的人們免受側(cè)面爆炸的傷害。
7、提供緊急響應(yīng)行動計劃
在現(xiàn)場緊急事件發(fā)生時，緊急響應(yīng)人員的正確行為并不總是明確清晰的，并且會因系統(tǒng)和當(dāng)?shù)貤l件而產(chǎn)生差異。因此，針對場所制定不同的緊急行動計劃，并給當(dāng)?shù)氐木o急響應(yīng)機構(gòu)提供培訓(xùn)是非常重要的。
在事件發(fā)生期間，集裝箱外殼應(yīng)該保持關(guān)閉狀態(tài)，直到其溫度達(dá)到正常范圍，同時應(yīng)該監(jiān)測并降低周圍環(huán)境溫度。
8、具備“急停”功能
如果EMS、BMS或任何其他安全裝置檢測到安全問題或電池異常，電池系統(tǒng)必須可以控制性關(guān)閉。此外，手動“急停（E-Stop）”功能同樣重要，它可以由操作人員或緊急響應(yīng)人員執(zhí)行。
9、可以檢測電氣絕緣故障
大多數(shù)電池都是架離地面的，這意味著都與地面絕緣。符合IEC 615557的先進(jìn)絕緣監(jiān)測設(shè)備必須確保系統(tǒng)的絕緣功能性和電氣設(shè)備的安全性。絕緣監(jiān)測的顆粒度應(yīng)足夠小，以確保良好的檢測精度，并可以通過急停功能控制斷開電路的電池數(shù)量。
在LeBlock架構(gòu)中，每個電柜都有自己的絕緣監(jiān)測，并可以自動檢測和隔離故障并在嚴(yán)重問題發(fā)生之前斷開電池的電路。
10、系統(tǒng)具有隔離開關(guān)單元
為了安全起見，系統(tǒng)必須配備所有必要的開路單元，例如負(fù)載開關(guān)，以確保維護(hù)操作的安全性。
11、安全運輸系統(tǒng)
鋰電池被識別為9級運輸危險品。電池系統(tǒng)必須按照UN38.3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，以便可以通過航空、海運、鐵路或道路運輸。
要有效保障儲能的安全，不僅需要在電化學(xué)、電氣、電力電子等領(lǐng)域有過硬的技術(shù)實力，更需要具備將硬件、軟件等有機結(jié)合成一套復(fù)雜系統(tǒng)做支撐的能力，方可做到從源頭控制、過程防護(hù)、末端消防等層層安全管控，保障儲能系統(tǒng)長期應(yīng)用安全。
1、質(zhì)量管理：目前各廠家電芯封裝工藝不同，有的粗制濫造甚至電芯部分直接裸露在空氣中。若單個電芯發(fā)生熱失控，將很快蔓延到整個集裝箱。
優(yōu)質(zhì)的材料和制造工藝是產(chǎn)品安全的前提，儲能系統(tǒng)廠家需要做好360°的品控管理工作，尤其是在電芯原料、制造工藝、檢測使用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)建立專業(yè)的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，將優(yōu)質(zhì)的材料和先進(jìn)的工藝應(yīng)用到產(chǎn)品中。
同時，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、運輸、安裝等多個環(huán)節(jié)的風(fēng)險預(yù)防。
2、源頭控制：作為引發(fā)儲能起火的常見因素，廠家需要加強儲能系統(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。
3、消防保護(hù)：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)計減少熱失控擴散帶來的損失等都需要科學(xué)合理的設(shè)計。
4、系統(tǒng)設(shè)計：儲能系統(tǒng)中，電池與PCS、BMS、EMS等系統(tǒng)存在強耦合關(guān)系，若從不同品牌采購，現(xiàn)場調(diào)試拼裝，各系統(tǒng)間安全保障的強耦合關(guān)系將被強行割裂打破，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)運營的深厚積淀。
1、加強電化學(xué)儲能電池的安全技術(shù)研究
加快推進(jìn)固態(tài)電池、水系電池等新一代電池技術(shù)的研發(fā)，實現(xiàn)電化學(xué)儲能的本質(zhì)安全；研制高效阻熱劑材料和高效散熱劑，阻止電池單體熱失控的蔓延；開發(fā)專用滅火劑，提高電化學(xué)儲能電站滅火的有效性。
通過技術(shù)手段，從本質(zhì)上解決電化學(xué)儲能電站的安全問題。
2、完善電化學(xué)儲能電站安全標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證機制
設(shè)立專門的電化學(xué)儲能安全第三方檢測認(rèn)證機構(gòu)，創(chuàng)新電化學(xué)儲能安全的檢測方法，強制執(zhí)行基于安全標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證機制，提高行業(yè)準(zhǔn)入門檻和產(chǎn)品質(zhì)量。
3、推動電化學(xué)儲能電站的數(shù)字化、智能化運維
積極鼓勵電化學(xué)儲能電站部署氣體、電壓、溫度等先進(jìn)傳感器，提升狀態(tài)監(jiān)測及預(yù)警能力；鼓勵采用智能算法提升儲能電站的主動管理能力；規(guī)范電池數(shù)據(jù)的采集、記錄，強化電化學(xué)儲能電站的數(shù)字化全壽命周期管理。
4、建立多方聯(lián)動的電化學(xué)儲能電站應(yīng)急體系
強制安裝有害氣體報警裝置，確保電站具備電池?zé)崾Э卦缙陬A(yù)警能力；通過預(yù)警裝置與消防系統(tǒng)聯(lián)動，確保火災(zāi)隱患早發(fā)現(xiàn)、早處理；加強對消防人員的專業(yè)培訓(xùn)，配備滿足電站事故處置需求的應(yīng)急救援裝備，定期組織開展火災(zāi)撲救及應(yīng)急處置演練；設(shè)立黑盒子，支持儲能電站安全事故后的調(diào)查追責(zé)和教訓(xùn)總結(jié)。
