就在韓國(guo)宣布推遲(chi)公布連(lian)續21起儲能電站(zhan)火災事故(gu)調查結(jie)果沒多(duo)久,在遙遠的美國(guo)和(he)鄰(lin)近的中國(guo)的儲能設施,便頗為(wei)默契(qi)地對此給予了呼應。
4月(yue)(yue)19日,亞(ya)利(li)桑那州(zhou)一(yi)(yi)個儲能電(dian)站起火(huo),造成四名消防員受傷(shang);4月(yue)(yue)21日,上(shang)海一(yi)(yi)輛特斯(si)拉(la)電(dian)動車(che)在地下車(che)庫(ku)中自(zi)燃(ran),并(bing)燒掉(diao)了相鄰(lin)的奧迪和雷克薩斯(si);4月(yue)(yue)22日,西安一(yi)(yi)輛正在維修中的蔚來汽(qi)車(che)發生燃(ran)燒。
接踵(zhong)而(er)來的(de)(de)起(qi)火事故,讓(rang)儲能的(de)(de)安全問題(ti)成為輿論焦(jiao)點,也讓(rang)快速發展(zhan)的(de)(de)儲能應用(yong)出現緊(jin)急剎(cha)車(che)跡(ji)象(xiang)。
眾多的原因(yin)分析已隱(yin)隱(yin)成兩軍對壘之勢,一方認為(wei)是產品質量和技術路(lu)線原因(yin),另一方則(ze)認為(wei)是使(shi)用與維護不當造成。
但也有人對雙(shuang)方觀點都不贊同。
“如此(ci)多的儲能電(dian)站接連起火,前兩年三星手機電(dian)池也(ye)一(yi)再起火,如果是(shi)技術問題,恐(kong)怕早就整改了。那么,是(shi)韓(han)國人的制造水平和(he)管理水平不行嗎(ma)?”
“有沒(mei)有人想過(guo),為什么巡(xun)航(hang)里程標注為350公里的電動汽車只跑200多(duo)公里就沒(mei)電了?”
“這(zhe)其實(shi)是一個涉及全行業的利益問(wen)題,如果不正(zheng)視這(zhe)一點,它(ta)很可能(neng)會成為儲(chu)能(neng)行業的巨大黑洞(dong),會讓整個行業付出沉(chen)重的代價。”
起火之后,是燃燒
資料顯示,2017年(nian)8月以來,韓國(guo)一(yi)共有21宗(zong)儲能電(dian)站起火(huo)事件發生,僅(jin)今年(nian)1月就發生了四宗(zong),其中更有兩宗(zong)發生在同一(yi)天(tian)。
1月14日(ri)上午,位于(yu)(yu)慶尚南(nan)道梁(liang)山市(shi)的高麗制鋼(gang)工廠里(li)的儲(chu)能系統起火(huo)(huo);下午,全羅南(nan)道海南(nan)郡一座與光伏電(dian)站(zhan)(zhan)配套(tao)的儲(chu)能電(dian)站(zhan)(zhan)發生火(huo)(huo)災。1月15日(ri)下午,全羅北(bei)道一座與光伏電(dian)站(zhan)(zhan)配套(tao)的儲(chu)能系統發生火(huo)(huo)災。這(zhe)三個儲(chu)能項目(mu)所用儲(chu)能電(dian)池,均(jun)來自于(yu)(yu)LG化學。
1月21日(ri)上午,蔚山市(shi)一(yi)家工廠儲能(neng)電(dian)站起(qi)火,該儲能(neng)電(dian)站系(xi)統容量(liang)為(wei)40MWH,儲能(neng)電(dian)池(chi)由三星SDI提供。這(zhe)也是韓國兩年來的第(di)21宗儲能(neng)電(dian)站火災事件。
1月份(fen)的四宗火災,均發生在(zai)韓國產業通商資源部(bu)2018年年底對全(quan)國1253個儲能項(xiang)目進行安(an)全(quan)大(da)檢查之(zhi)后。同樣在(zai)1月份(fen),韓國行政安(an)全(quan)部(bu)下發命令,要(yao)求安(an)裝在(zai)公共(gong)機構的345個儲能電站立即停止運行。
問題的嚴峻(jun)性(xing),不言自明。
從應用場(chang)景(jing)來看(kan),在韓國21宗(zong)儲(chu)能(neng)電(dian)站(zhan)火災中,光(guang)伏發電(dian)配套儲(chu)能(neng)項(xiang)(xiang)目為(wei)12個(ge)(ge),削峰填谷儲(chu)能(neng)項(xiang)(xiang)目4個(ge)(ge),風電(dian)配套儲(chu)能(neng)項(xiang)(xiang)目3個(ge)(ge),調頻儲(chu)能(neng)項(xiang)(xiang)目2個(ge)(ge)。
由此,韓國(guo)儲(chu)能行業被(bei)媒體稱為“規模世(shi)界第(di)一,安(an)全倒數第(di)一”。
不(bu)久前,韓國儲能(neng)事故聯合調查委員會宣(xuan)布,原定于3月(yue)份公布的調查結果,因(yin)為(wei)還需要做更多的測試,公布時間被推遲(chi)到(dao)5月(yue)底。
但有人認為,即使到了(le)五月,韓國政(zheng)府可能也無法(fa)公(gong)布(bu)最終結果。
目前,韓(han)國(guo)儲能(neng)(neng)(neng)行(xing)業(ye)已(yi)處于(yu)完(wan)全(quan)停滯狀態(tai),韓(han)國(guo)最(zui)大儲能(neng)(neng)(neng)電池企(qi)業(ye)之(zhi)一(yi)的(de)LG化(hua)學,已(yi)要求(qiu)所有使(shi)用其電池的(de)儲能(neng)(neng)(neng)電站(zhan)全(quan)部關(guan)閉(bi)。
那么,中國的儲(chu)能電(dian)站情況又(you)如何呢?
盡管(guan)國內儲能電站應用(yong)尚處于發展初期,但據業內人士透露,也已經出現了幾(ji)宗起火事件,安全(quan)形(xing)勢同樣不(bu)容樂觀。
在儲(chu)能電站頻(pin)發火災的(de)同時,接連的(de)電動汽(qi)車(che)因儲(chu)能電池造成的(de)燃燒(shao)和爆炸事件,更是讓電動汽(qi)車(che)行業的(de)發展遭受空前質(zhi)疑。特斯拉和蔚來(lai)汽(qi)車(che)在4月份發生的(de)自燃事件,顯然只是冰山一角。
據(ju)媒體粗略統計,特(te)斯拉電動汽(qi)車自面世以來,在(zai)充電、行(xing)駛(shi)或(huo)碰(peng)撞中發生的燃燒(shao)或(huo)爆炸事故,已有(you)約50起(qi);而除(chu)乘用(yong)小汽(qi)車外的公交(jiao)、物流等(deng)其他車型(xing)電動汽(qi)車的起(qi)火事件(jian),僅(jin)2018年僅(jin)在(zai)國內(nei)就已超過了40起(qi)。
其(qi)中,2017年5月(yue)1日發生(sheng)在北京(jing)蟹島(dao)度假村(cun)的(de)80多輛(liang)電(dian)動大巴被火(huo)(huo)災付(fu)之一炬的(de)事(shi)件(jian),更是被媒體稱(cheng)為“史上(shang)最大的(de)新能源(yuan)汽車(che)起(qi)火(huo)(huo)事(shi)故”。
在事后的(de)分析中,有人(ren)認為(wei),大概率是(shi)儲能電池包(bao)隔(ge)膜(mo)損壞導(dao)致的(de)化學反(fan)應(ying);也有人(ren)稱,高能量(liang)密度(du)電池才(cai)是(shi)根本安(an)全隱患(huan);而(er)正負極材料、隔(ge)膜(mo)、串并聯結(jie)構(gou)、外包(bao)裝封裝方式的(de)質(zhi)量(liang)以及(ji)電池管理(li)系統的(de)設計缺陷,則(ze)被更多人(ren)列為(wei)了罪(zui)魁。
當然,還有(you)人認(ren)為,車(che)主(zhu)充電方式不當、電池老(lao)化等問題,才是(shi)(shi)導致電池自燃(ran)的原因。而儲能電站,則是(shi)(shi)后期運維保養不當的問題。
總庫容Vs有效庫容
作為全球儲能(neng)應用最發達市場(chang),韓國(guo)對于(yu)儲能(neng)設施起火原因的調查結(jie)果,無(wu)疑將對這個行業的未來產生深遠影響。
韓國聯合調查委(wei)員會的初(chu)步總(zong)結認為(wei),起(qi)火是由(you)綜合因(yin)素造成,比如系統(tong)集成控制不足、電池外(wai)部(bu)異常(chang)沖擊(電壓(ya)、電流),比如電池設計缺陷、保護裝置(zhi)不足,還(huan)有安(an)裝及運營管理疏忽以及建設不遵循操作規范等。
對于沸沸揚揚的爭(zheng)論,中國(guo)電力企業聯合會標(biao)準(zhun)化管理(li)中心發(fa)電標(biao)準(zhun)處處長(chang)汪毅認為,其實這(zhe)并非是一(yi)個簡單的技術問(wen)題,而更多(duo)是標(biao)準(zhun)問(wen)題。
似乎是(shi)為了印(yin)證汪毅的看法,在韓(han)國(guo)舉行的電儲能系統安(an)全國(guo)家標(biao)準(草案(an))聽(ting)證會現場,幾乎座無(wu)虛席、站(zhan)無(wu)虛席。
“經過(guo)(guo)這些年的發展,儲(chu)能在(zai)技(ji)術(shu)(shu)和(he)(he)質量方(fang)面都已經有了很大進步,很多技(ji)術(shu)(shu)問(wen)題也早已得(de)到提升。韓國的制(zhi)造水平和(he)(he)管理水平雖然不是(shi)(shi)全球最好(hao)的,但至少還是(shi)(shi)值得(de)一定程度信任的,這么多儲(chu)能電站集(ji)中出現起火(huo)事故(gu),恐怕不是(shi)(shi)質量問(wen)題能說(shuo)得(de)過(guo)(guo)去的。”
“我個人認(ren)為,根本(ben)的(de)原因(yin)是儲能電(dian)池在額定(ding)容量和額定(ding)功(gong)率的(de)標(biao)注方(fang)面有(you)深刻(ke)的(de)問(wen)題。”汪毅對太陽能發電(dian)網記者(zhe)說。
所(suo)謂額(e)定(ding)容量,對于儲能電(dian)(dian)池來講,指(zhi)按照(zhao)額(e)定(ding)充放電(dian)(dian)功率(lv)運行條(tiao)件下能長期穩定(ding)運行的容量。
汪毅認(ren)為(wei),問(wen)題正是出在這里。
“儲(chu)能電池廠家對(dui)于(yu)容量(liang)的界定是基(ji)于(yu)電池的總容量(liang),這(zhe)類(lei)似(si)于(yu)水(shui)庫(ku)的總庫(ku)容概念,但不(bu)是發電能力(li)的概念。”
他舉例說明,一個總庫容1億(yi)立方(fang)米(mi)(mi)的(de)水(shui)(shui)庫,無論(lun)建一個技術水(shui)(shui)平多(duo)么先進的(de)水(shui)(shui)電站,在(zai)不補水(shui)(shui)的(de)情況下也不可能發出來1億(yi)立方(fang)米(mi)(mi)水(shui)(shui)力(li)對應的(de)電力(li),因為水(shui)(shui)庫都有死庫容。
“儲(chu)能(neng)電(dian)(dian)(dian)池也一樣(yang),當電(dian)(dian)(dian)壓低到一定程度,能(neng)量(liang)(liang)管理(li)系(xi)統就識別認(ren)為它沒(mei)電(dian)(dian)(dian)了。比如手機(ji)電(dian)(dian)(dian)池,在手機(ji)上顯示電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)為零的時候,其實(shi)它仍然是有電(dian)(dian)(dian)的,野外生存時用廢舊電(dian)(dian)(dian)池短路能(neng)夠(gou)生火就是證明,只(zhi)是這部分電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)在手機(ji)的工作電(dian)(dian)(dian)壓范圍內(nei)沒(mei)辦法被(bei)調度。”
從這(zhe)個角度來說,儲能電(dian)池(chi)的容量標注似乎并沒有什么問題(ti),因為(wei)電(dian)池(chi)里面確(que)實有那(nei)么多電(dian)量。
不(bu)過(guo),這(zhe)對發電行業卻是一種困擾。
“儲(chu)能(neng)電(dian)站(zhan)以及包括手機在內(nei)的用電(dian)器,需(xu)要(yao)的是有效(xiao)庫容,也就是按(an)額(e)定(ding)功率(lv)輸出(chu)條件下(xia)能(neng)夠發出(chu)或(huo)存入的電(dian)量(liang),而不是電(dian)池里總(zong)共有多(duo)少電(dian),因為不在這個額(e)定(ding)功率(lv)條件下(xia)的那(nei)部分電(dian)量(liang)對我(wo)是沒用的。”
在電(dian)(dian)力(li)行業,由(you)于電(dian)(dian)力(li)供應的(de)(de)(de)強制保障性要(yao)求,發(fa)電(dian)(dian)機組的(de)(de)(de)實(shi)際功率(lv)大于額(e)定(ding)功率(lv)是一個眾所周知的(de)(de)(de)常識。而儲(chu)能電(dian)(dian)池(chi)采用表示電(dian)(dian)池(chi)容量大小的(de)(de)(de)安(an)時(AH)概念,很顯然對發(fa)電(dian)(dian)廠的(de)(de)(de)運(yun)行管理也造成了一定(ding)程度的(de)(de)(de)混亂。
按照沒有(you)經過各種(zhong)工況型式試驗檢測的額定功率(lv)運行,而(er)導(dao)致(zhi)過熱,很可能(neng)(neng)正是(shi)儲能(neng)(neng)電池容(rong)易(yi)起(qi)火的源頭原因。
“比如一個(ge)水電機組(zu)的(de)額(e)定(ding)功率是70萬(wan)千瓦(wa),它肯定(ding)能長(chang)期安全穩定(ding)地運行在這個(ge)功率下(xia)。超(chao)發(fa)到(dao)70多萬(wan)在短時間(jian)(jian)也可(ke)以,但運行時間(jian)(jian)一長(chang)肯定(ding)會發(fa)熱(re),因為它設計(ji)(ji)時會有富余(yu),額(e)定(ding)容量是加了(le)保證量的(de)。關鍵的(de)是,它不可(ke)能一直按最高設計(ji)(ji)功率發(fa)電,那樣機組(zu)會發(fa)熱(re),絕緣、耐壓(ya)等性(xing)能就(jiu)會變得很差,就(jiu)容易起火。”
“但現在儲能電(dian)池都是按最高容量(liang)(liang)標注,沒有標注額定功(gong)(gong)率,沒有在額定功(gong)(gong)率條件下進行檢測,電(dian)站按這(zhe)個容量(liang)(liang)去發電(dian)、汽車(che)按這(zhe)個容量(liang)(liang)去跑、手機按這(zhe)個容量(liang)(liang)去使(shi)用(yong),相當(dang)于一直(zhi)在滿負(fu)荷全速運行,不起火才怪(guai)!”
而(er)如果要想完(wan)全使用電池中的電量,就要求(qiu)整個(ge)電路設計成(cheng)超寬電壓,這(zhe)不僅會(hui)大幅(fu)增(zeng)加成(cheng)本(ben),線路設計的難(nan)度也會(hui)成(cheng)倍增(zeng)加。顯然,這(zhe)并不經濟。
從源頭嚴把標準關
在汪毅(yi)看(kan)來,要改變這(zhe)種局面(mian),一(yi)定要從(cong)源頭上(shang)進行(xing)標準化(hua)和(he)規范化(hua)。
“對于發電行(xing)業來說,無(wu)論是哪種形式的(de)發電,都要告知電網(wang)(wang)你的(de)額定(ding)(ding)功(gong)率(lv)及對應的(de)額定(ding)(ding)容量,電網(wang)(wang)以此建立調度數(shu)學模型(xing)。電站向電網(wang)(wang)報送(song)的(de)是功(gong)率(lv)曲線,電網(wang)(wang)對電站執行(xing)報送(song)的(de)功(gong)率(lv)曲線也(ye)要進行(xing)考核,儲(chu)能(neng)電站當然也(ye)一樣(yang)。”
汪毅表示,這(zhe)是電力系統(tong)運(yun)行(xing)的根本,儲能(neng)電池要規模(mo)化應用于發(fa)電行(xing)業,就應該按照這(zhe)一應用規則去(qu)重新思(si)考標注方式(shi)。
“我建議儲能電池行業的標(biao)注往前延伸都要改變,因為對于梯次(ci)利(li)用的電池,要重新去(qu)測量(liang)和(he)標(biao)注電池的額(e)定(ding)(ding)功率和(he)額(e)定(ding)(ding)容(rong)量(liang)是一件很困(kun)難的事,因為每塊(kuai)電池的情(qing)況都不一樣,而這在批量(liang)生產時進(jin)行標(biao)注則要簡單得多(duo)。”
特(te)別是電動汽車淘汰電池的梯(ti)次利用,由于并非同批次生(sheng)產(chan)的產(chan)品,加上前期使用情況各不相同,重新檢測是一個成本巨大的麻煩事,甚至還(huan)(huan)要重新做容量標定的試驗,而由于不是新產(chan)品,還(huan)(huan)無法(fa)進行型(xing)式(shi)試驗。
“發電(dian)(dian)廠沒(mei)(mei)有這(zhe)(zhe)樣(yang)的能(neng)力(li),也承(cheng)擔不起(qi)這(zhe)(zhe)樣(yang)的成本(ben)。發電(dian)(dian)行業的管理(li)非常嚴(yan)格,出(chu)現任何冒煙、起(qi)火事(shi)故都會被嚴(yan)厲處罰。如果現在儲能(neng)電(dian)(dian)池沒(mei)(mei)有額定功率沒(mei)(mei)有對應的額定容量標注等這(zhe)(zhe)么多現實問題,那電(dian)(dian)站(zhan)業主可(ke)能(neng)就會反問自己,我為什么一(yi)定要去惹這(zhe)(zhe)個(ge)麻煩呢(ni)?”
“重新標(biao)注其實更利(li)于儲(chu)能行業的長(chang)遠發展,特別是(shi)對(dui)于梯次利(li)用,發電(dian)(dian)廠只要簡單計算一下電(dian)(dian)池(chi)(chi)的額(e)定容量下降了多少就(jiu)可(ke)以了,因為電(dian)(dian)動汽車電(dian)(dian)池(chi)(chi)的淘汰也是(shi)有規矩的。”
雖然韓(han)國儲能電站的火災事(shi)故中有沒有超額定(ding)功率和額定(ding)容(rong)量運行的情況還需要進一步研究,但汪毅表示,國內在制定(ding)相(xiang)關(guan)儲能標準時,一定(ding)會嚴把這個關(guan)口。
而(er)據他透露,國(guo)家能(neng)源局(ju)已經要求對(dui)國(guo)內儲能(neng)標準進行全面梳理。
“我們今年將重點關注儲(chu)(chu)能電站的安全問題,但(dan)最重要(yao)的儲(chu)(chu)能電站安全規程在(zai)短(duan)期內(nei)可能仍(reng)難以出臺。目(mu)前世(shi)界各國(guo)都沒有(you)儲(chu)(chu)能電站安全規程,主要(yao)原(yuan)因是儲(chu)(chu)能電池的技術(shu)型式和應用(yong)型式還沒有(you)完全固定下來,各種(zhong)技術(shu)和應用(yong)模式還在(zai)嘗試和摸索中。”
不過(guo),基(ji)于儲能應用日(ri)益嚴峻(jun)的安(an)全形勢(shi),正在進行換屆的全國儲能標準化技術委員會已(yi)將(jiang)編制儲能電(dian)站(zhan)安(an)全白皮(pi)書的計劃納入了工作日(ri)程(cheng)中(zhong)。
“我(wo)們計劃先把涉(she)及安(an)全(quan)方(fang)面的問題(ti)都梳理出(chu)來,這(zhe)可(ke)以在(zai)一(yi)定程度(du)上對行業(ye)進(jin)行約束和規范,也能為后期(qi)制定正式的儲(chu)能電站(zhan)安(an)全(quan)規程和相(xiang)關安(an)全(quan)標準(zhun)打下基礎。”汪毅說。