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儲能安全性考驗:質量控制、設計、技術水平缺一不可

2021-04-25 08:39:54 

4月16日下午14時,北京豐臺區的一聲爆炸,為多個省份正計劃的新能源配套儲能蒙上了一層陰影。除了之前業內人士普遍擔心的系統成本增加之外,安全問題被迅速聚焦到了這個領域的核心。

未來新能源的儲能配套政策何去何從,相信未來不管從國家還是省級主管部門,不管電力投資企業還是儲能企業,都將在接下來一段時間展開密集的探討。

4月16日12時17分,119指揮中心接豐臺區南四環國軒福威斯光儲充供電有限公司變電室起火的警情, 調派11個消防站35輛消防車到場處置;14時15分許,在對電站南區進行處置過程中,電站北區在毫無征兆的情況下突發爆炸,導致2名消防員犧牲,1名消防員受傷(傷情穩定),電站內1名員工失聯。

經初步調查了解,起火現場為北京國軒福威斯光儲充技術有限公司儲能電站。事發前,該電站正在進行施工調試。消防部門出動共計15個消防站、47輛消防車和235名指戰員,直至16日23時40分,起火現場的明火才被徹底撲滅,現場仍在進行冷卻降溫處理。

儲能電站發生火災等事故屢見報道,但此次事故帶來的后果尤為慘烈。在碳中和的大目標與構建以新能源為主體的新型電力系統的艱巨任務當前,這顯然給新能源與電化學儲能的CP方案迎頭澆上了一盤冷水。

“事故調查力度很大,北京市連夜啟動了對光伏、儲能電站的安全排查,短時間內估計核心大城市很難再上類似的項目了”,有行業人士表示,目前北京市都在嚴格排查儲能、光伏項目的安全性。

被視為唯一“稻草”,多省要求新能源配置儲能

出于多種原因等考慮,新能源配置儲能正成為全國諸多省份發展新能源的“標配”,從去年下半年以來,包括山東、貴州、江西、海南、陜西、寧夏、山西、甘肅、廣西等超過20個省份地區均發文強制或者鼓勵新能源配置儲能,這一轟轟烈烈的趨勢大有席卷全國之意。

從地方政府的角度,配置儲能可以增加新能源的消納空間,同時也可以更大程度上符合電網公司對于新能源穩定、調峰調頻等的標準要求。在發展新能源的壓力下,要求強配儲能也是不得不為之的策略。

從國家層面上,未來光伏、風電的發展規模即將被分為兩類:保障性消納規模和市場化規模,前者通過非水可再生能源最低消納權重來要求電網保障,后者則要求電力開發投資企業通過自行落實并網條件(如配套新增抽水蓄能、電化學儲能、火電調峰等)來落實。

從管理規則來看,保障性規模并不要求強制配套儲能,未來主要還將通過電價競爭來獲得,電網或調峰電源可在競價空間中獲利;市場性規模則需要通過各項手段來自行落實調峰消納工作。

但即便在市場化規模中,如何配置儲能,也需要國家及各省的相關政策來細化,而配置儲能的商業模式也有待探討。實際上,在目前階段,由于價格機制等原因,儲能的商業模式尚未明確,大部分項目均處于探索階段。

在新能源投資商眼中,一刀切的要求強配儲能并不是一個好的方案,起碼當下很難。“風、光剛邁向平價,配置儲能要增加0.2元/度左右的成本,從投資的角度來看,這并不是一個優質項目”,某投資商認為,目前新能源配置儲能大多是出于政府的強制要求而言,并不具備真正的商業價值。

不過值得確定的是,國家層面上多個主管部門的引導方向將從“要我配儲能”向“我要配儲能”轉變。

儲能安全性考驗:質量控制、設計、技術水平缺一不可

受困于成本,“目前大部分的新能源配置儲能招標,價格是定標的第一因素,最低價中標對于行業的發展并不是好事,以儲能電池的特點,一旦出現事故,行業勢必要付出代價”,這是在某省份儲能招標最低價中標后,某行業資深人士發出的感慨。

除了成本之外,儲能電站的安全性與回收問題也是其發展的兩大瓶頸,“大規模的鋰離子電池儲能項目,能量存儲大,一旦發生熱失控與熱蔓延,會呈現邊爆炸邊起火的狀態,而且用水并不能及時撲滅,只能持續注水降溫,導致救援難度增大,同時,燃燒會產生大量的有毒有害氣體危害環境”,TüV南德大中華區智慧能源副總裁許海亮帶領團隊針對儲能電站的技術安全、檢測標準等做了很多的工作。

在他看來,儲能發展至今,最大的問題不在于成本,“隨著應用規模的爆發,成本下降是可期的,但是安全性卻是目前行業需要解決或者說關注的首要問題”。

TüV南德曾針對韓國2年發生的23起儲能電站起火事故進行了分析,電池系統的電氣保護系統缺陷、運行環境不足(結露嚴重并且容易暴露在大量灰塵中)、安裝質量問題、ESS集成控制和保護系統缺陷以及電池的制造缺陷(長時間在惡劣環境下使用會帶來風險)是這些儲能電站發生火災的主要原因。

盡管目前國內并沒有相關的報告數據,但借鑒國際經驗來看,在這些事故頻發的背后,并不是僅僅是單一環節的問題。一方面,從儲能行業本身來講,相關的標準化工作需要加速推動;另一方面,許海亮認為,產品標準只是一方面,“儲能電站要從整個系統設計、關鍵設備質量控制、安裝建設規范、運營調試、驗收標準、極限惡劣應用、功能安全等方面全盤考慮,不僅需要標準,更需要落地執行。在儲能發展過程中,第三方質量技術服務機構的價值會更加凸顯”。

公眾號“Mr蔣靜的資本圈”也發文提醒要重視儲能的系統方案設計,“儲能電站的安全性不僅僅是電池本體的安全,電池本體做的再好,如果方案不行,也是白搭,可以說應用方案更為重要”。

在第十屆儲能國際峰會上,針對促進儲能發展,國家電網總工程師陳國平提出了五點相關的建議,其中包括堅持規劃引領,明確純儲能發展應用的路線圖和時間表,加強儲能技術標準研究,以進一步規范、細化儲能安全的責任主體劃分,完善儲能系統、測試檢驗、消防安全等技術標準和規章制度,同時建立儲能系統回收檢測標準和再利用,完善閉環,防止二次污染。

針對此次事故,也有行業人士提醒到,核心是要出臺相關標準,包括產品、設計、驗收等標準,并且積極處理出現的問題與錯誤,不能一刀切的“一炸就全部關掉”,但同時,儲能行業也要積極反思,“安全成本是非常重要的”,建議針對電力火災與化學火災積極培養對口消防員。

儲能的“糾結”:速度與進度

毋庸置疑的是,在構建以新能源為主體的新型電力系統中,如何儲存能源/電力是目前的當務之急。盡管目前主管部門已經在加速力推抽水蓄能的建設,但受限于抽蓄的應用場景,當前階段,電化學儲能仍被行業寄予厚望。

陳國平在演講中明確提出了以新能源為主體的新型電力系統面臨的現實問題,其中包括新能源出力波動性大且最小出力低、電力平衡支撐能力不足以及持續高溫和寒潮末端等極端天氣下,電力供應需求大幅增加,疊加新能源出力大幅下降,電力供應任務艱巨等。

“新型儲能是將新能源集成為傳統電源特性的物理基礎”,電力規劃設計總院院長杜忠明認為,新型儲能在電力系統中快速吸收、釋放功率,能有效支撐節點電壓、平抑系統頻率波動,緩解新能源高滲透帶來的系統安全問題,同時也是改善負荷特性、增強應急儲備、提升用電安全性和靈活性的有效手段”。

種種的現實情況可以得出的結論是,在通往新型電力系統的路上,電化學儲能仍是其中不可缺少的必備角色。但更為現實的問題是,儲能當前仍面臨各種的“疑難雜癥”亟待解決,包括成本、安全性、標準、技術、回收、商業模式等等,而這并不僅僅是各地區要求強配儲能就可以解決的。

在經過了幾年的蓄勢之后,儲能的燎原之火正快速“出圈”,熱鬧程度從今年的儲能國際峰會上便可見一斑,大量的資本與從業人員涌入到這個行業。

“儲能目前相當于十年前的光伏,企業利潤水平剛剛能維持生存,但從前景來看,儲能的發展速度將遠快于當時的光伏行業,安全事故也不能阻擋整個行業的發展趨勢”,某儲能行業資深人士認為,“但讓人擔憂的是,這個行業現在太‘火’了,市場需要一個循序漸進的穩定發展節奏”。

北京光儲電站的事故,也許恰好可以讓這已經火出圈的行業“冷靜”一下。對于儲能相關的生態鏈以及管理部門來說,“磨刀不誤砍柴工”,做好安全管理更有利于行業可持續的健康發展。“要發現所有問題,并找到解決方案來降低風險,絕對安全的產品是不存在的”,許海亮補充道。

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