研討會|2023第三屆儲能安全論壇暨國家重點研發計劃項目研討會在山東青島成功召開
8月25日,2023第三屆儲能安全論壇暨國家重點研發計劃項目“國際鋰離子電池儲能安全評價關鍵技術合作研發”項目研討會在山東青島成功召開,本屆會議由中關村儲能產業技術聯盟、應急管理部天津消防研究所主辦,并得到了廈門科華數能科技有限公司、廈門海辰儲能科技股份有限公司的大力支持,以及中國電子技術標準化研究院、中國科學技術大學火災科學國家重點實驗室、中國石油大學(華東)、廣州鵬輝能源科技股份有限公司、北京索英電氣技術股份有限公司、美克生能源、華為數字能源技術有限公司、陽光電源股份有限公司、煙臺創為新能源科技股份有限公司等合作單位的支持。
開幕式由中關村儲能產業技術聯盟秘書長劉為主持。出席會議的各級領導和專家有:國家消防救援局科技處(東區)處長張全靈,山東省消防救援總隊副總隊長董新明,山東省能源局能源節約和科技裝備處副處長王磊,青島市消防救援支隊支隊長姜大寧,青島西海岸新區政協黨組成員、區應急管理局黨組書記薛英俊,歐盟科學院院士、中國科學技術大學孫金華教授等;還有應急管理部天津消防研究所副所長魯志寶、科技處處長李晉,中關村儲能產業技術聯盟創始人/常務副理事長俞振華等會議主辦方領導;以及中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司儲能技術部主任劉明義,廈門科華數能科技有限公司總裁陳四雄,上能電氣股份有限公司儲能事業部總經理姜正茂,華為數字能源技術有限公司華為智能光伏全球電站業務總經理尹飛軍等聯盟常務理事領導出席。
領導致辭
儲能安全引起廣泛關注
開幕式致辭環節,國家消防救援局、山東省消防救援總隊、山東省能源局、應急管理部天津消防研究所、青島西海岸新區政協、區應急管理局分別就各自領域的儲能安全消防研究進展、管理經驗進行了分享。
國家消防救援局科技處(東區)處長張全靈在致辭中表示,以電化學儲能為代表的新產業的發展帶來了新的安全問題。近年來,國際和國內發生的儲能電站安全事故達到80余起,引起全球廣泛關注。國家消防救援局高度重視儲能安全技術研究,“十三五”以來依托局科技計劃平臺,部署開展了儲能電站火災防控、應急處置等10余個局重點攻關和應用創新等項目研究,并協調科技部,將相關重大科技需求納入國家重點研發計劃。目前已在儲能電站消防安全設計、火災監測預警、滅火技戰術等方面已形成了一系列成果,為新能源安全發展,尤其是儲能安全發展提供了技術支撐。本次儲能安全論壇,期望來參會的儲能相關產業代表,更多關注儲能安全技術,提升儲能安全水平,用更多的實際行動推動規;瘍δ墚a業安全健康發展,不斷提升我國在儲能安全領域的國際地位和競爭力。
山東省消防救援總隊副總隊長董新明在致辭中表示,隨著全球對清潔能源的需求不斷增加,電化學儲能應用前景廣闊,與此同時,國內外鋰電池儲能安全事故也時有發生,行業安全受到各屆的關注,給新型儲能市場發展造成一定的沖擊,也對電化學儲能安全技術提出了更高的要求。對此,山東省消防救援總隊期待與各方就電池儲能安全預警探測和精準滅火技術等方面開展更為深入的創新交流,全面貫徹新發展理念,主動融入新發展格局,服務和支持雙碳戰略落實,努力推動消防安全向事先預防轉型,全面構建共治、共享的公共消防安全新體系。
山東省能源局能源節約和科技裝備處副處長王磊在致辭中表示,近年來,山東省儲能發展實現新突破。目前,在運儲能規模達到623萬千瓦,其中,新型儲能項目82個,總規模283萬千瓦,暫居全國第一位。隨著儲能規模的快速增長,各種新業態、新模式不斷涌現,儲能項目防風險、除隱患、遏事故的壓力也持續增大。特別是電化學儲能電站,已連續多年列為我省能源行業安全生產大檢查年度重點。安全是高質量發展的基礎,省能源局始終將新型儲能安全生產擺在重要位置,多措并舉兜穩兜牢安全底線。在隱患排查上,深查細改不留死角。在風險防控上,制定預案防患未然。在運行管理上,綜合施策壓實責任。本次儲能安全論壇在中關村儲能產業技術聯盟和應急部天津消防研究所的精心組織下,業界精英薈萃,優質資源聚集,必將有力推動儲能安全領域實現新的跨越發展,為新型儲能長遠發展保駕護航。山東省能源局將一如既往為各方提供優質高效服務,推動儲能安全發展再上新水平。
應急管理部天津消防研究所副所長魯志寶研究員在致辭中表示,近年來不同形式的儲能均發生了安全事故,儲能安全技術研發需求最迫切。天津消防研究所自2008年起開展鋰離子電池火災防控技術研究,目前正在開展國內唯一集電池消防科研、標準、檢測、認證于一體的全鏈條平臺建設。鋰電池火災防控技術是我所在新能源領域的重點研究方向,尤其是本次研討的“國際鋰離子電池儲能安全評價關鍵技術合作研發”項目,是應急管理領域第一個“戰略性國際合作項目”,今后一段時間,我所也將持續把電池及儲能消防安全作為重點工作,為儲能產業安全發展持續貢獻天津所消防科技國家隊、主力軍的重要力量。天津所希望與儲能業界同仁一道,共筑“防火墻”,共創新輝煌!
青島西海岸新區政協黨組成員、區應急管理局黨組書記薛英俊在致辭中表示,“十四五”期間青島將建設成為儲能示范城市,規劃總投資200億元,構建儲能集成及專用電池發展高地。青島西海岸新區是我國重要的先進制造業基地和海洋新興產業集聚區,是中國國家級園區數量最多、功能最全、政策最集中區域之一,在建設先進儲能產業集聚區方面擁有得天獨厚的基礎條件。青島西海岸新區也圍繞項目落地、經營貢獻、土地用房、投融資、人才等給予資金獎勵或者政策支持。
主旨報告
儲能安全技術研究及應用分享
孫金華
歐盟科學院院士、中國科學技術大學教授
歐盟科學院院士、中國科學技術大學教授孫金華在《電化學儲能安全技術研究進展和展望》報告中強調,截止2022年底,我國500kWh以上的儲能電站772座,運行中472座,公開報道火災3起,儲能電站每年發生事故的概率在千分之六,火災事故發生率還處在一個比較高的范圍。針對不斷發生的安全事故,行業內針對標準制定、更安全的儲能電池以及消防預警等技術開展了系列研究。孫金華指出,目前更高安全的儲能電池得到了進一步的發展,單體電池熱失控的概率下降到10-8 ~10-9,已經對電池有一定的安全保障;電池故障隱患極早期預測預警技術也在實驗室階段取得比較良好的成果,但是未來大規模的產業化還有很長的路要走;此外,基于多參數融合的電池熱失控預警和火災報警技術、全氟己酮帶電滅火和抗復燃技術、電化學儲能電站火災預測預警與帶電滅火系列產品、電化學儲能系統液氮滅火抑爆技術、電池模組熱管理與熱失控阻隔耦合技術以及浸沒式液冷熱/安全管理技術均在研究和應用中取得了進展。
中國科學院物理研究所研究員李泓在《固態電池的安全性研究》報告中,重點圍繞液態高比能鋰離子電池安全性問題和固態電池安全性機制與策略兩個方面展開。李泓指出,用固態電解質取代液態電解質是降低總產熱量的重要途徑,但即便是全固態體系也未必絕對安全,此外,單一固態電解質直接在電芯使用的時候并不能夠滿足全部性能及安全指標,為此我們提出“原位固態化”設想,主要效果就是綜合平衡高能量、高安全、低體積膨脹、低內阻、寬溫區等性能要求。李泓認為,下一代鋰離子電池研發將出現液態、混合固液、全固態并存局面,逐步開發過程中會提高電芯安全性以及系統層級安全性,包括消防解決方案,相信大規模儲能的安全性將不會成為產業發展的隱患。
應急管理部天津消防研究所李晉研究員重點介紹了鋰離子電池儲能安全評價技術研究進展。李晉表示,儲能站火災消防救援難度大,安全問題一直是制約萬億級儲能站規;l展的痛點問題。但現有國內外標準均只是給出了儲能安全的準入門檻,也就是最基本的要求,尚未進一步針對儲能單體、模組、簇、系統進行安全等級評價。另一方面,不同儲能應用場景對安全的需求并不完全一致,需要從底層邏輯去思考,推薦什么安全等級的儲能去應用更合適。發展儲能安全等級評價技術,已經刻不容緩。李晉重點介紹了天津消防所等單位目前正在開展的“國際鋰離子電池儲能安全評價關鍵技術合作研發”項目,項目的核心就是提出覆蓋多體系、多場景、多要素,融合動靜態指標的儲能系統安全性能等級評價技術。希望通過開展高水平的合作攻關,共同推動鋰離子電池安全等級評價技術和相關標準落地見效。
廈門科華數能科技有限公司總裁陳四雄代表系統集成單位作《新型儲能系統全棧式高安全管控技術》主旨報告。儲能系統發展過程中應重點關注儲能可以解決什么問題、經濟性以及安全性,從終端客戶與集成商的角度來看,系統安全性問題是持續關注的重點。陳四雄強調,儲能安全并非絕對的0事故,核心目標在于事故發生概率降低到一定數值,其次由事故造成的直接和間接損失在可控范圍內。儲能系統安全是多維度的,涉及到電池系統安全設計、電氣系統安全設計、儲能場站安全設計、消防安全措施設計,一個廠商能把這些問題考慮清楚是很難的,而科華在這幾方面積累了很多的經驗,提出了全棧式高安全管控技術,該技術也綜合運用在了“科華數能S³液冷儲能系統”主打產品中。科華數能作為儲能行業領導者,先后落地多個大型儲能項目,應用場景覆蓋獨立儲能、新能源配套、火電調頻、黑啟動以及構網型儲能等創新應用。陳四雄還建議應該采用儲能安全保險的方式,推動行業成本平攤,降低單個廠家或業主的儲能系統建設風險。
中國電子技術標準化研究院安全中心副主任何鵬林作《從標準化看未來電池安全準入門檻與監管趨勢》主旨報告,報告對消費型(便攜式)電池、小型動力(電動自行車等)電池、儲能型電池標準制修訂進展以及監管趨勢進行了詳細分析。近年來,隨著裝機量的不斷增加,國內外發生多起因鋰離子電池安全而導致的儲能電站事故。國內外相關標準化機構均制定了相應的標準來規范儲能鋰電池的生產、使用、運輸和安裝。工業和信息化部作為鋰離子電池行業主管部門,2020 年組織電子標準院提出了儲能用鋰電池安全強制性國家標準《電能存儲系統用鋰蓄電池和電池組安全要求》的立項申請并于2021年正式下達計劃,目前該標準已經完成起草正在報批中,預計2024 年發布。今年8月1日開始便攜式鋰電池已經實施CCC認證,未來電動自行車電池待強標發布后也很可能納入CCC認證管理,何鵬林認為,與前兩者的2C模式(針對消費者)不同,儲能電池主要是2B模式(針對企業),未來儲能電池采用CCC認證管理的可能性不大,但一定會隨著標準的完善而加大監管力度。
高峰對話環節以“鋰離子電池儲能電站安全評價關鍵因素及關鍵技術研討”為主題,由應急管理部天津消防研究所科技處處長李晉主持,討論的話題涉及到儲能安全性評估、儲能系統故障類型及發生頻次、電池運行狀態監控和判斷、應急處置準備工作、安全提升方案、未來挑戰、保險發揮作用等。(對話具體內容可關注中關村儲能產業技術聯盟微信公眾號后期報道)
蘇 偉 南方電網電力科技股份有限公司 副總工程師
劉明義 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司 儲能技術部 主任
姜正茂 上能電氣股份有限公司儲能事業部 總經理
文宇良 中車株洲所綜合能源事業部 副總經理兼技術總工
衛冰原 人保財險深圳分公司新能源特色營業部 副總經理
樂艷飛 UL Solutions 首席工程師
專題報告
儲能安全消防技術及方案分享
卓萍 應急管理部天津消防研究所第四研究室副主任
下午報告由應急管理部天津消防研究所第四研究室副主任卓萍主持,研討主題包括國內外儲能相關標準,電池安全風險,儲能系統、電站安全設計,儲能安全評價和風險評估等,并邀請到索英電氣、鵬輝能源、山東電力工程咨詢院、陽光電源、華為數字能源、美克生能源、煙臺創為新能源、中國建筑科學研究院建筑防火研究所進行現場分享。
北京索英電氣技術股份有限公司測控事業部總經理易虎作《鋰離子儲能電池性能測試》專題報告,易虎指出,國內和國際均對新型鋰離子電池儲能提出了測試要求,索英電氣檢測系統包括電芯、模組、電池包、電池簇、儲能系統等5大系列電池測試系統,覆蓋電池整個電池生產研發周期。
廣州鵬輝能源科技股份有限公司技術總監、副總經理吳候福作《國內外儲能系統火災抑制的技術要求差異》專題報告,吳候福指出,中國、北美、歐洲的儲能消防標準側重點不一樣,國內儲能消防思路和要求強調早期預警,缺少熱失控擴散的設計驗證,強調用更精細化的火災抑制系統,北美認為熱失控無法用潔凈氣體抑制熱失控,傾向隔離和分區,目標是保護人和財產安全。對于鵬輝能源,安全是產品設計的第一原則,從儲能電芯、模組、PACK等,針對熱失控進行優化設計,遵循V模型設計需求和驗證。同時,為滿足國內消防要求,實現三級消防設計:包內火災抑制、箱內氣體火災抑制、預留水消防做最后手段。
山東電力工程咨詢院山東省能源大數據中心副主任裴善鵬作《山東儲能安全設計標準及在獨立儲能示范項目的應用》專題報告,裴善鵬指出,鋰離子、鈉離子儲能電站電池布置區域的火災監測和抑制過程分為早期預警、滅火抑制、救援處置3個階段,分別由不同的系統執行。隨后針對山東前兩批獨立儲能示范項目,對其采用的安全消防技術進行了分享。一期示范項目中三峽慶云項目加裝大數據預警,防火墻分區設計,采用全氟己酮滅火劑;華電滕州的微粒子探測技術;二期項目中,萊蕪電廠和萊城電廠100MW儲能項目均采用了壓縮空氣泡沫消防技術。
陽光電源光儲集團解決方案經理平安琪作《專業集成打造極致安全儲能系統》專題報告,平安琪指出,安全性是儲能系統最重要的指標,是項目取得收益的前提。儲能安全風險的影響因素不僅是電芯本體風險,還有系統集成風險。電池系統與儲能系統存在本質區別,電池系統是能量存儲容器,而儲能系統在直流側承擔充放電控制、交直流轉換和精細化管理,在交流側負責響應調度、故障穿越和支撐電網等,相當于儲能電站,因此儲能系統安全更需要成體系的核心技術支撐。陽光電源深度融合了電力電子、電化學、電網支撐技術,分別應用在能量存儲、能量控制和能量應用三大環節,推出覆蓋大型地面電站和工商業應用場景的全系列儲能產品——PowerTitan、PowerStack。
華為數字能源技術有限公司儲能業務首席安全專家劉承勇作《智能組串式儲能E2E安全設計》專題報告,劉承勇指出,鋰離子電池發生熱失控主要是由于內部產熱遠高于散熱速率,在鋰離子電池的內部積攢了大量的熱量,從而引起連鎖反應,導致電池起火和爆炸。華為智能組串式儲能E2E安全設計采用強化本征安全,主動安全為主,被動安全兜底的設計思路。嚴格電芯選型及認證,一簇一管理,一包一優化,狀態適時監控,云BMS實現電池安全提前預警,雙級架構及PCS并網算法支持800Vac場景下高穿保護儲能系統安全,4級主動關斷,2級被動隔離,實現儲能系統全面防護,多層級熱失控抑制設計,避免燃爆、擴散風險。
美克生能源創始人兼首席科學家嚴曉作《數字化技術賦能電化學儲能安全》專題報告,嚴曉指出,保持電化學儲能產業領先需要產業鏈思考和數字化加持,數據爆炸但缺失關鍵數據,數據孤島難形成有價值的服務。美克生一直在進行數字化檢測診斷嘗試,自主開發的智能硬件與遠程云腦大數據平臺,通過云邊結合的技術架構,從數據流提取關鍵電芯參數KBP,采用云端大數據分析及邊緣計算技術,對鋰電池實現全生命周期的數字化決策和管理。可以讓鋰電池儲能系統“蘇醒”,并按其最佳的方式充放電和選擇最合適的應用場景。
煙臺創為新能源科技股份有限公司售前經理于朝龍作《預制艙式儲能電站多級消防系統設計與應用》專題報告,于朝龍指出,儲能電站的安全防護體系建設以目前行業發展水平來看,其重點在于防范電池熱失控的發生,對于如何防范電池熱失控,創為公司認為,應以防為主,以消輔之,防消結合的策略,其重點還是在于防,即早期的探測預警,消只是作為最后的必要手段。為此創為公司提出了最小防火單元防控+空間消防+ 應急消防水多級防護方案,其核心是早期的探測預警以及定向噴放將熱失控消滅在萌芽狀態,阻止其蔓延。
趙利宏 中國建筑科學研究院建筑防火研究所新能源安全研究中心副主任
中國建筑科學研究院建筑防火研究所新能源安全研究中心副主任趙利宏作《全浸沒液冷儲能系統消防關鍵技術研究》專題報告,通過對鋰電池過熱、過充、外短路不同實驗條件下熱失控實驗結果對比分析,趙利宏指出,采用全浸沒液冷方案,主要優勢體現在電池熱失控特征較為溫和、熱釋放速率大幅放慢、極限溫度大幅降低、熱失控后降溫恢復時間大幅縮短且完全不會復燃。
在儲能產業迅猛發展的同時,我們更應該認識到安全才是儲能產業發展的根基。本屆儲能安全論壇邀請了相關政府主管部門、儲能安全領域的專家和產業從業人員共聚一堂,深入探討儲能的安全風險、標準規范、設計方案,期待能為儲能消防安全做好技術支撐,為儲能產業的安全發展探明方向。
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