摘要

儲能行業的發展越來越受到人們的關注，它是能源轉型的重要組成部分，也是未來能源供應和應對氣候變化的重要手段之一。

但是，儲能系統在設計和運行過程中存在著一些安全隱患，如短路、過充電、過放電、漏電等，這些隱患可能會導致電池組火災、爆炸等事故，嚴重威脅人身安全和財產安全。因此，在儲能系統的設計和運行中，安全是至關重要的。

近日，在法國Saucats一個名叫Barban的地方發生了一起鋰電池儲能集裝箱起火事故，經過消防員一天一夜的干預火勢才得到控制。沒有火災蔓延和人員傷亡發生。事故的原因還在調查。現場消防人員表示，集裝箱內部的鋰電池發生了燃燒，這一消息也得到Saucats市長的確認。

根據CNESA不完全統計，近十年全球儲能安全事故發生60余起。2021年全球儲能市場爆發，大規模儲能項目越來越多，單個儲能項目規模越來越大，儲能安全隱患也隨之增大。

截至2022年8月，2021 -2022 年全球共發生 18 起儲能項目事故。其中，有兩個關注點：1）安全事故多發于鋰離子電池，一旦發生，通常事故等級高，損失慘重。例如2018 年 7 月 2 日，韓國一風力發電園區內 ESS 儲能設備發生重大火災事故，造成 706m2規模電池建筑和 3500 塊以上鋰電池全部燒毀。2）多事故發生在電站投運多年后，儲能全生命周期的安全問題引發重視。

儲能系統的分類和安全風險

儲能電站的建立實現了負荷的削峰填谷，增加了電網調峰能力，同時參與系統調頻調壓，提高電網安全穩定性。

儲能系統主要分為機械儲能、電化學儲能、熱儲能、電磁儲能、化學儲能等類型。其中應用最廣泛的為機械儲能和電化學儲能。機械儲能主要包括飛輪儲能、壓縮空氣儲能；電化學儲能主要包括鋰離子電池、鉛碳電池、液流電池和鈉硫電池；電磁儲能主要包括超導儲能、超級電容儲能；化學儲能主要涉及氫儲能。不同儲能形式所對應的安全風險不同，例如，鋰離子電池儲能、鈉硫電池儲能以及氫儲能需要重點關注其火災安全，液流電池儲能需要重點關注化學安全，飛輪儲能需要重點關注機械安全。

基于鋰離子電池儲能電站在國內外的廣泛布局，我們針對磷酸鉄鋰電池、三元鋰電池及鈦酸鋰電池進行性能比較，電池的性能指標分析表如表1 所示。

表1 電池的性能指標分析表

圖源：陽光工匠光伏論壇

從表中數據可以看出磷酸鐵鋰電池在安全性、體積能量密度比、循環壽命、使用成本等方面綜合優勢明顯，從目前的應用情況和發展趨勢看，長壽命高安全性磷酸鐵鋰電池是未來主流方向。

儲能系統的安全設計

1.電池組安全設計

電池組是儲能系統的核心部件，它的安全設計直接關系到儲能系統的安全性。在電池組的設計過程中，應充分考慮電池組的穩定性、壽命、防爆性能等因素。

此外，還應該采取適當的防護措施，如加裝隔熱層、隔爆層等，防止電池組在運行過程中因溫度過高或外部因素引起的短路、過充電、過放電等安全問題。

2.系統架構安全設計

儲能系統的系統架構也需要考慮安全因素。在系統架構設計中，應該合理選擇電池組、電控系統、能量轉換器等組件，并采取相應的保護措施，如加裝熔斷器、過電壓保護器等，確保系統在運行中不會出現故障。此外，還需要考慮電池組和控制器的配對，以確保系統的穩定性和安全性。

3.環境安全設計

儲能系統的環境安全設計也非常重要。儲能系統在運行過程中會產生一定的熱量，因此需要考慮散熱系統的設計。此外，還應該避免在高溫、潮濕或易爆炸的環境中使用儲能系統，避免因環境因素導致安全隱患。

4.運維安全設計

儲能系統的運維安全設計包括設備檢查、維護、故障排除等方面。儲能系統在運行中可能會出現故障，因此需要制定相應的維護計劃，及時檢查、維修和更換設備。此外，還需要制定應急預案，以應對突發情況，減少安全事故的發生。

綜上所述，儲能系統的安全設計是儲能行業發展中不可忽視的重要方面。在儲能系統的設計和運行中，應該從電池組、系統架構、環境和運維等多個方面考慮安全問題，采取相應的措施確保儲能系統的穩定性和安全性。

在此背景下，為助力儲能安全，護航產業發展，我們將于2023年11月29-30日在上海舉辦《2023儲能電池安全技術峰會》聚焦全球儲能產業相關政策、安全基本情況、儲能可能存在的安全隱患及應對策略等多方面進行全方位的解析和研討。

同時邀請政府相關部門領導、國內外儲能領域知名院士專家學者、能源決策機構、科研院所、高校相關代表、電網公司、發電集團以及設計院相關代表、儲能技術供應商、通信、鐵塔運營商、儲能系統集成商、智能制造企業、新能源汽車及零部件研發專家，助力中國儲能產業穩步發展。