研讨会|2023第三届储能安全论坛暨国家重点研发计划项目研讨会在山东青岛成功召开
8月25日,2023第三届储能安全论坛暨国家重点研发计划项目“国际锂离子电池储能安全评价关键技术合作研发”项目研讨会在山东青岛成功召开,本届会议由中关村储能产业技术联盟、应急管理部天津消防研究所主办,并得到了厦门科华数能科技有限公司、厦门海辰储能科技股份有限公司的大力支持,以及中国电子技术标准化研究院、中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室、中国石油大学(华东)、广州鹏辉能源科技股份有限公司、北京索英电气技术股份有限公司、美克生能源、华为数字能源技术有限公司、阳光电源股份有限公司、烟台创为新能源科技股份有限公司等合作单位的支持。
开幕式由中关村储能产业技术联盟秘书长刘为主持。出席会议的各级领导和专家有:国家消防救援局科技处(东区)处长张全灵,山东省消防救援总队副总队长董新明,山东省能源局能源节约和科技装备处副处长王磊,青岛市消防救援支队支队长姜大宁,青岛西海岸新区政协党组成员、区应急管理局党组书记薛英俊,欧盟科学院院士、中国科学技术大学孙金华教授等;还有应急管理部天津消防研究所副所长鲁志宝、科技处处长李晋,中关村储能产业技术联盟创始人/常务副理事长俞振华等会议主办方领导;以及中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司储能技术部主任刘明义,厦门科华数能科技有限公司总裁陈四雄,上能电气股份有限公司储能事业部总经理姜正茂,华为数字能源技术有限公司华为智能光伏全球电站业务总经理尹飞军等联盟常务理事领导出席。
领导致辞
储能安全引起广泛关注
开幕式致辞环节,国家消防救援局、山东省消防救援总队、山东省能源局、应急管理部天津消防研究所、青岛西海岸新区政协、区应急管理局分别就各自领域的储能安全消防研究进展、管理经验进行了分享。
国家消防救援局科技处(东区)处长张全灵在致辞中表示,以电化学储能为代表的新产业的发展带来了新的安全问题。近年来,国际和国内发生的储能电站安全事故达到80余起,引起全球广泛关注。国家消防救援局高度重视储能安全技术研究,“十三五”以来依托局科技计划平台,部署开展了储能电站火灾防控、应急处置等10余个局重点攻关和应用创新等项目研究,并协调科技部,将相关重大科技需求纳入国家重点研发计划。目前已在储能电站消防安全设计、火灾监测预警、灭火技战术等方面已形成了一系列成果,为新能源安全发展,尤其是储能安全发展提供了技术支撑。本次储能安全论坛,期望来参会的储能相关产业代表,更多关注储能安全技术,提升储能安全水平,用更多的实际行动推动规模化储能产业安全健康发展,不断提升我国在储能安全领域的国际地位和竞争力。
山东省消防救援总队副总队长董新明在致辞中表示,随着全球对清洁能源的需求不断增加,电化学储能应用前景广阔,与此同时,国内外锂电池储能安全事故也时有发生,行业安全受到各届的关注,给新型储能市场发展造成一定的冲击,也对电化学储能安全技术提出了更高的要求。对此,山东省消防救援总队期待与各方就电池储能安全预警探测和精准灭火技术等方面开展更为深入的创新交流,全面贯彻新发展理念,主动融入新发展格局,服务和支持双碳战略落实,努力推动消防安全向事先预防转型,全面构建共治、共享的公共消防安全新体系。
山东省能源局能源节约和科技装备处副处长王磊在致辞中表示,近年来,山东省储能发展实现新突破。目前,在运储能规模达到623万千瓦,其中,新型储能项目82个,总规模283万千瓦,暂居全国第一位。随着储能规模的快速增长,各种新业态、新模式不断涌现,储能项目防风险、除隐患、遏事故的压力也持续增大。特别是电化学储能电站,已连续多年列为我省能源行业安全生产大检查年度重点。安全是高质量发展的基础,省能源局始终将新型储能安全生产摆在重要位置,多措并举兜稳兜牢安全底线。在隐患排查上,深查细改不留死角。在风险防控上,制定预案防患未然。在运行管理上,综合施策压实责任。本次储能安全论坛在中关村储能产业技术联盟和应急部天津消防研究所的精心组织下,业界精英荟萃,优质资源聚集,必将有力推动储能安全领域实现新的跨越发展,为新型储能长远发展保驾护航。山东省能源局将一如既往为各方提供优质高效服务,推动储能安全发展再上新水平。
应急管理部天津消防研究所副所长鲁志宝研究员在致辞中表示,近年来不同形式的储能均发生了安全事故,储能安全技术研发需求最迫切。天津消防研究所自2008年起开展锂离子电池火灾防控技术研究,目前正在开展国内唯一集电池消防科研、标准、检测、认证于一体的全链条平台建设。锂电池火灾防控技术是我所在新能源领域的重点研究方向,尤其是本次研讨的“国际锂离子电池储能安全评价关键技术合作研发”项目,是应急管理领域第一个“战略性国际合作项目”,今后一段时间,我所也将持续把电池及储能消防安全作为重点工作,为储能产业安全发展持续贡献天津所消防科技国家队、主力军的重要力量。天津所希望与储能业界同仁一道,共筑“防火墙”,共创新辉煌!
青岛西海岸新区政协党组成员、区应急管理局党组书记薛英俊在致辞中表示,“十四五”期间青岛将建设成为储能示范城市,规划总投资200亿元,构建储能集成及专用电池发展高地。青岛西海岸新区是我国重要的先进制造业基地和海洋新兴产业集聚区,是中国国家级园区数量最多、功能最全、政策最集中区域之一,在建设先进储能产业集聚区方面拥有得天独厚的基础条件。青岛西海岸新区也围绕项目落地、经营贡献、土地用房、投融资、人才等给予资金奖励或者政策支持。
主旨报告
储能安全技术研究及应用分享
孙金华
欧盟科学院院士、中国科学技术大学教授
欧盟科学院院士、中国科学技术大学教授孙金华在《电化学储能安全技术研究进展和展望》报告中强调,截止2022年底,我国500kWh以上的储能电站772座,运行中472座,公开报道火灾3起,储能电站每年发生事故的概率在千分之六,火灾事故发生率还处在一个比较高的范围。针对不断发生的安全事故,行业内针对标准制定、更安全的储能电池以及消防预警等技术开展了系列研究。孙金华指出,目前更高安全的储能电池得到了进一步的发展,单体电池热失控的概率下降到10-8 ~10-9,已经对电池有一定的安全保障;电池故障隐患极早期预测预警技术也在实验室阶段取得比较良好的成果,但是未来大规模的产业化还有很长的路要走;此外,基于多参数融合的电池热失控预警和火灾报警技术、全氟己酮带电灭火和抗复燃技术、电化学储能电站火灾预测预警与带电灭火系列产品、电化学储能系统液氮灭火抑爆技术、电池模组热管理与热失控阻隔耦合技术以及浸没式液冷热/安全管理技术均在研究和应用中取得了进展。
中国科学院物理研究所研究员李泓在《固态电池的安全性研究》报告中,重点围绕液态高比能锂离子电池安全性问题和固态电池安全性机制与策略两个方面展开。李泓指出,用固态电解质取代液态电解质是降低总产热量的重要途径,但即便是全固态体系也未必绝对安全,此外,单一固态电解质直接在电芯使用的时候并不能够满足全部性能及安全指标,为此我们提出“原位固态化”设想,主要效果就是综合平衡高能量、高安全、低体积膨胀、低内阻、宽温区等性能要求。李泓认为,下一代锂离子电池研发将出现液态、混合固液、全固态并存局面,逐步开发过程中会提高电芯安全性以及系统层级安全性,包括消防解决方案,相信大规模储能的安全性将不会成为产业发展的隐患。
应急管理部天津消防研究所李晋研究员重点介绍了锂离子电池储能安全评价技术研究进展。李晋表示,储能站火灾消防救援难度大,安全问题一直是制约万亿级储能站规模化发展的痛点问题。但现有国内外标准均只是给出了储能安全的准入门槛,也就是最基本的要求,尚未进一步针对储能单体、模组、簇、系统进行安全等级评价。另一方面,不同储能应用场景对安全的需求并不完全一致,需要从底层逻辑去思考,推荐什么安全等级的储能去应用更合适。发展储能安全等级评价技术,已经刻不容缓。李晋重点介绍了天津消防所等单位目前正在开展的“国际锂离子电池储能安全评价关键技术合作研发”项目,项目的核心就是提出覆盖多体系、多场景、多要素,融合动静态指标的储能系统安全性能等级评价技术。希望通过开展高水平的合作攻关,共同推动锂离子电池安全等级评价技术和相关标准落地见效。
厦门科华数能科技有限公司总裁陈四雄代表系统集成单位作《新型储能系统全栈式高安全管控技术》主旨报告。储能系统发展过程中应重点关注储能可以解决什么问题、经济性以及安全性,从终端客户与集成商的角度来看,系统安全性问题是持续关注的重点。陈四雄强调,储能安全并非绝对的0事故,核心目标在于事故发生概率降低到一定数值,其次由事故造成的直接和间接损失在可控范围内。储能系统安全是多维度的,涉及到电池系统安全设计、电气系统安全设计、储能场站安全设计、消防安全措施设计,一个厂商能把这些问题考虑清楚是很难的,而科华在这几方面积累了很多的经验,提出了全栈式高安全管控技术,该技术也综合运用在了“科华数能S³液冷储能系统”主打产品中。科华数能作为储能行业领导者,先后落地多个大型储能项目,应用场景覆盖独立储能、新能源配套、火电调频、黑启动以及构网型储能等创新应用。陈四雄还建议应该采用储能安全保险的方式,推动行业成本平摊,降低单个厂家或业主的储能系统建设风险。
中国电子技术标准化研究院安全中心副主任何鹏林作《从标准化看未来电池安全准入门槛与监管趋势》主旨报告,报告对消费型(便携式)电池、小型动力(电动自行车等)电池、储能型电池标准制修订进展以及监管趋势进行了详细分析。近年来,随着装机量的不断增加,国内外发生多起因锂离子电池安全而导致的储能电站事故。国内外相关标准化机构均制定了相应的标准来规范储能锂电池的生产、使用、运输和安装。工业和信息化部作为锂离子电池行业主管部门,2020 年组织电子标准院提出了储能用锂电池安全强制性国家标准《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》的立项申请并于2021年正式下达计划,目前该标准已经完成起草正在报批中,预计2024 年发布。今年8月1日开始便携式锂电池已经实施CCC认证,未来电动自行车电池待强标发布后也很可能纳入CCC认证管理,何鹏林认为,与前两者的2C模式(针对消费者)不同,储能电池主要是2B模式(针对企业),未来储能电池采用CCC认证管理的可能性不大,但一定会随着标准的完善而加大监管力度。
高峰对话环节以“锂离子电池储能电站安全评价关键因素及关键技术研讨”为主题,由应急管理部天津消防研究所科技处处长李晋主持,讨论的话题涉及到储能安全性评估、储能系统故障类型及发生频次、电池运行状态监控和判断、应急处置准备工作、安全提升方案、未来挑战、保险发挥作用等。(对话具体内容可关注中关村储能产业技术联盟微信公众号后期报道)
苏 伟 南方电网电力科技股份有限公司 副总工程师
刘明义 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 储能技术部 主任
姜正茂 上能电气股份有限公司储能事业部 总经理
文宇良 中车株洲所综合能源事业部 副总经理兼技术总工
卫冰原 人保财险深圳分公司新能源特色营业部 副总经理
乐艳飞 UL Solutions 首席工程师
专题报告
储能安全消防技术及方案分享
卓萍 应急管理部天津消防研究所第四研究室副主任
下午报告由应急管理部天津消防研究所第四研究室副主任卓萍主持,研讨主题包括国内外储能相关标准,电池安全风险,储能系统、电站安全设计,储能安全评价和风险评估等,并邀请到索英电气、鹏辉能源、山东电力工程咨询院、阳光电源、华为数字能源、美克生能源、烟台创为新能源、中国建筑科学研究院建筑防火研究所进行现场分享。
北京索英电气技术股份有限公司测控事业部总经理易虎作《锂离子储能电池性能测试》专题报告,易虎指出,国内和国际均对新型锂离子电池储能提出了测试要求,索英电气检测系统包括电芯、模组、电池包、电池簇、储能系统等5大系列电池测试系统,覆盖电池整个电池生产研发周期。
广州鹏辉能源科技股份有限公司技术总监、副总经理吴候福作《国内外储能系统火灾抑制的技术要求差异》专题报告,吴候福指出,中国、北美、欧洲的储能消防标准侧重点不一样,国内储能消防思路和要求强调早期预警,缺少热失控扩散的设计验证,强调用更精细化的火灾抑制系统,北美认为热失控无法用洁净气体抑制热失控,倾向隔离和分区,目标是保护人和财产安全。对于鹏辉能源,安全是产品设计的第一原则,从储能电芯、模组、PACK等,针对热失控进行优化设计,遵循V模型设计需求和验证。同时,为满足国内消防要求,实现三级消防设计:包内火灾抑制、箱内气体火灾抑制、预留水消防做最后手段。
山东电力工程咨询院山东省能源大数据中心副主任裴善鹏作《山东储能安全设计标准及在独立储能示范项目的应用》专题报告,裴善鹏指出,锂离子、钠离子储能电站电池布置区域的火灾监测和抑制过程分为早期预警、灭火抑制、救援处置3个阶段,分别由不同的系统执行。随后针对山东前两批独立储能示范项目,对其采用的安全消防技术进行了分享。一期示范项目中三峡庆云项目加装大数据预警,防火墙分区设计,采用全氟己酮灭火剂;华电滕州的微粒子探测技术;二期项目中,莱芜电厂和莱城电厂100MW储能项目均采用了压缩空气泡沫消防技术。
阳光电源光储集团解决方案经理平安琪作《专业集成打造极致安全储能系统》专题报告,平安琪指出,安全性是储能系统最重要的指标,是项目取得收益的前提。储能安全风险的影响因素不仅是电芯本体风险,还有系统集成风险。电池系统与储能系统存在本质区别,电池系统是能量存储容器,而储能系统在直流侧承担充放电控制、交直流转换和精细化管理,在交流侧负责响应调度、故障穿越和支撑电网等,相当于储能电站,因此储能系统安全更需要成体系的核心技术支撑。阳光电源深度融合了电力电子、电化学、电网支撑技术,分别应用在能量存储、能量控制和能量应用三大环节,推出覆盖大型地面电站和工商业应用场景的全系列储能产品——PowerTitan、PowerStack。
华为数字能源技术有限公司储能业务首席安全专家刘承勇作《智能组串式储能E2E安全设计》专题报告,刘承勇指出,锂离子电池发生热失控主要是由于内部产热远高于散热速率,在锂离子电池的内部积攒了大量的热量,从而引起连锁反应,导致电池起火和爆炸。华为智能组串式储能E2E安全设计采用强化本征安全,主动安全为主,被动安全兜底的设计思路。严格电芯选型及认证,一簇一管理,一包一优化,状态适时监控,云BMS实现电池安全提前预警,双级架构及PCS并网算法支持800Vac场景下高穿保护储能系统安全,4级主动关断,2级被动隔离,实现储能系统全面防护,多层级热失控抑制设计,避免燃爆、扩散风险。
美克生能源创始人兼首席科学家严晓作《数字化技术赋能电化学储能安全》专题报告,严晓指出,保持电化学储能产业领先需要产业链思考和数字化加持,数据爆炸但缺失关键数据,数据孤岛难形成有价值的服务。美克生一直在进行数字化检测诊断尝试,自主开发的智能硬件与远程云脑大数据平台,通过云边结合的技术架构,从数据流提取关键电芯参数KBP,采用云端大数据分析及边缘计算技术,对锂电池实现全生命周期的数字化决策和管理。可以让锂电池储能系统“苏醒”,并按其最佳的方式充放电和选择最合适的应用场景。
烟台创为新能源科技股份有限公司售前经理于朝龙作《预制舱式储能电站多级消防系统设计与应用》专题报告,于朝龙指出,储能电站的安全防护体系建设以目前行业发展水平来看,其重点在于防范电池热失控的发生,对于如何防范电池热失控,创为公司认为,应以防为主,以消辅之,防消结合的策略,其重点还是在于防,即早期的探测预警,消只是作为最后的必要手段。为此创为公司提出了最小防火单元防控+空间消防+ 应急消防水多级防护方案,其核心是早期的探测预警以及定向喷放将热失控消灭在萌芽状态,阻止其蔓延。
赵利宏 中国建筑科学研究院建筑防火研究所新能源安全研究中心副主任
中国建筑科学研究院建筑防火研究所新能源安全研究中心副主任赵利宏作《全浸没液冷储能系统消防关键技术研究》专题报告,通过对锂电池过热、过充、外短路不同实验条件下热失控实验结果对比分析,赵利宏指出,采用全浸没液冷方案,主要优势体现在电池热失控特征较为温和、热释放速率大幅放慢、极限温度大幅降低、热失控后降温恢复时间大幅缩短且完全不会复燃。
在储能产业迅猛发展的同时,我们更应该认识到安全才是储能产业发展的根基。本届储能安全论坛邀请了相关政府主管部门、储能安全领域的专家和产业从业人员共聚一堂,深入探讨储能的安全风险、标准规范、设计方案,期待能为储能消防安全做好技术支撑,为储能产业的安全发展探明方向。
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