В последние годы индустрия хранения энергии пережила взрывной рост.
Чтобы лучше захватить рынок и добиться более высоких экономических выгод, энергетические компании продолжают оптимизировать структуру и конструкцию аккумуляторных батарей для достижения большей плотности энергии и увеличения срока службы.Объединив некоторые ведущие компании-производители накопителей энергии, развитие «большой мощности» также стало важной тенденцией в настоящее время.
Ламинированная аккумуляторная батарея L500 с коротким ножом емкостью 325 Ач производства Honeycomb Energy имеет толщину всего 21 мм, что на 2/3 тоньше, чем аккумуляторная батарея емкостью 280 Ач;
Ячейка хранения энергии емкостью 315 Ач от Envision Power увеличила плотность энергии на 11% за счет сохранения неизменного размера;
Крупногабаритная аккумуляторная батарея емкостью 320 Ач производства Penghui Energy имеет разовое увеличение емкости на 14%;
EVE Lithium Energy выпустила аккумулятор сверхбольшой емкости емкостью 560 Ач, а одна батарея может хранить 1,792 кВтч энергии;
Однако большая емкость также ставит новые задачи при разработке аккумуляторных батарей.
По мере увеличения емкости плотность энергии внутри батареи также соответственно увеличивается, что приводит к более высокому энерговыделению и более серьезным рискам для безопасности.
В последние годы на электростанциях по хранению энергии время от времени происходили пожары и взрывы, а серьезные случаи могли даже привести к жертвам среди сотрудников.Безопасность систем хранения энергии всегда была предметом беспокойства.
На 4-й Международной конференции по обмену транспортными средствами и силовыми батареями на новой энергии (CIBF2023 Шэньчжэнь) Оуян Мингао, академик Китайской академии наук, заявил, что литий-железо-фосфатные батареи обычно считаются относительно безопасными, и это справедливо для небольших литиевых батарей. По сути, железофосфатные аккумуляторы.Однако для батареи большой емкости внутренняя температура может превышать 800 градусов, что превышает температуру разложения литий-железо-фосфатного катода.
Для батарей небольшого размера, поскольку в середине происходит цепная реакция, есть перегородка, и материал положительного электрода практически не разлагается, пока температура не превысит 500 градусов, поэтому маленькие батареи не входят в этот диапазон.Однако емкость аккумулятора может достигать 700-900 градусов, и он может прорваться и пересечь сепаратор, вызвав разложение материала положительного электрода.Существующие аккумуляторные батареи имеют емкость более 300 ампер-часов (Ач), что по-прежнему очень опасно.
С одной стороны, необходимо расширять мощности и сокращать затраты, а с другой стороны, необходимо поддерживать итоговые риски безопасности.Как сбалансировать эти две вещи?
Индустрия хранения энергии придает большое значение безопасности аккумуляторов.
В то время как электростанции по накоплению энергии развиваются в сторону большей мощности, безопасность хранения энергии и противопожарная защита также столкнутся с более серьезными испытаниями.Безопасность является основой развития отрасли хранения энергии.
Согласно статистическим данным Технологического альянса индустрии хранения энергии Чжунгуаньцунь, с 2011 года во всем мире произошло более 70 аварий, связанных с безопасностью хранения энергии.В 2022 году в мире произойдет 17 аварий при хранении энергии, не считая бытовых систем хранения.
Китайский научно-исследовательский институт электроэнергетики в отчете об анализе аварий указал, что существуют две основные причины взрыва электростанции: с одной стороны, основной причиной возгорания и взрыва литий-ионной батареи является тепловой разгон. батареи.Например, безопасность и качество аккумуляторной батареи не могут быть гарантированы.Термический побег;с другой стороны, BMS, PCS, трансформатор и соответствующее оборудование релейной защиты и оборудование связи, входящие в аккумуляторную систему хранения энергии, могут иметь дефекты качества, нестандартный процесс установки и ввода в эксплуатацию, необоснованные настройки и недостаточную изоляцию., прямо или косвенно вызывают проблемы безопасности в системе хранения энергии.
В случае аварии, помимо опасностей, вызванных самим пожаром и взрывом, могут также выделяться токсичные химические вещества, вызывающие химическую опасность, и даже может возникнуть опасность поражения электрическим током или физическая опасность, когда соответствующий персонал ремонтирует или спасает систему накопления энергии. .
Спрос на контроль температуры хранения энергии и противопожарную защиту возрос.Национальный стандарт «Правила проектирования электрохимических электростанций по хранению энергии» 2014 года с трудом соответствовал быстрому развитию требований безопасности по хранению энергии.Помимо национальных стандартов, в качестве справочных материалов используются только некоторые корпоративные стандарты, групповые стандарты, местные стандарты, американские стандарты NFPA855, UL9540 и т. д.Стандарты безопасности хранения энергии по-прежнему нуждаются в дальнейшем регулировании.
Новый национальный стандарт безопасности хранения энергии GB/T 42288-2022 «Правила безопасности для электрохимических электростанций хранения энергии» был одобрен Государственной администрацией по регулированию рынка (Комитетом по стандартам) и будет официально введен в действие в июле этого года.Стандарты безопасности хранения энергии постепенно совершенствуются и становятся более строгими, переходя к стандартизации. Это новый этап масштабного развития.
Из-за частых аварий на электростанциях по хранению энергии стандарты безопасности хранения энергии в моей стране приближаются к мировым стандартам, постоянно совершенствуются и становятся более строгими.Ожидается, что важность систем противопожарной защиты и контроля температуры будет значительно повышена, и ожидается дальнейшее развитие.
Как сделать электростанции хранения энергии более безопасными?
Ян Юшэн, академик Китайской инженерной академии, считает, что в настоящее время высокоэнергетические батареи, такие как тройные батареи с высоким содержанием никеля, не должны быть в центре внимания разработок, и существует неуверенность в успехе полностью твердотельных батарей. .В настоящее время кажется, что литий-железо-фосфатная батарея обладает высокой безопасностью и длительным сроком службы, и в ней не используются такие металлы, как никель или кобальт.Он может стать основной силой, но эффективность затрат необходимо постоянно улучшать.
По словам Хуйдуна, главного эксперта Китайского научно-исследовательского института электроэнергетики, теоретически литий-железо-фосфат не абсолютно безопасен, но относительно безопасен.Аварии, связанные с безопасностью на электростанциях по хранению энергии, которые наблюдались до сих пор, часто происходят тогда, когда раннее предупреждение отсутствует или запаздывает.Кроме того, существующие меры противопожарной защиты не рассчитаны на пожары и со временем перерастают в серьезные аварии.
Согласно неполной статистике глобальной базы данных по хранению энергии CNESA, в 2021-2022 годах произойдет много аварий с тройными литий-ионными батареями, но проекты тройных батарей редко используются в последние два года, и в основном это предыдущие проекты.Имеется 6 ящиков с литий-железо-фосфатным аккумулятором, 1 свинцово-кислотный аккумулятор, остальные типы аккумуляторов неизвестны.
Конечно, с учетом ключевой позиции хранения энергии в цели «двойного углерода» и увеличения количества вводимых в эксплуатацию проектов, надзор за безопасностью хранения энергии и соответствующие исследования также получают все больше и больше внимания.
Академик Оуян Мингао недавно заявил, что индекс взрыва литий-железофосфата в батареях большой емкости в два раза выше, чем у троичных батарей.
Учитывая многочисленные пути развития технологий хранения энергии, многие эксперты заявили, что, хотя в настоящее время существует множество направлений развития аккумуляторных технологий, эти существующие технологии не станут основным направлением в будущем, и в будущем обязательно появятся прорывные технологии.
В будущем целью технологии электрохимического хранения энергии станет «низкая стоимость, длительный срок службы, высокая безопасность и простота переработки», что ожидает прорывных инноваций и технологических прорывов.
Для повышения безопасности энергоаккумулирующих электростанций необходимо принять ряд мер:
Прежде всего, необходимо усилить создание системы раннего предупреждения, включая мониторинг в режиме реального времени таких параметров, как температура, напряжение, ток и давление электростанций хранения энергии, чтобы гарантировать, что потенциальные угрозы безопасности могут быть обнаружены и устранены. ответили своевременно.Во-вторых, ввиду особенностей накопительных электростанций устанавливаются специальные меры противопожарной защиты и планы действий в чрезвычайных ситуациях для борьбы с чрезвычайными ситуациями, такими как пожары.Кроме того, обратите внимание на конструкцию и процесс изготовления аккумуляторной системы, используйте передовые теплоизоляционные материалы и технологии рассеивания тепла, эффективно контролируйте температуру и выделение энергии аккумулятора, а также снижайте потенциальные угрозы безопасности.В то же время усилить обучение персонала и управление, чтобы операторы обладали необходимыми знаниями и навыками в области безопасности для правильного реагирования на различные чрезвычайные ситуации.
Национальная энергетическая администрация также заявила, что необходимо усилить приемку подключений к сети.Электросетевым предприятиям следует активно сотрудничать при технологическом присоединении и приемке электрохимических накопителей энергии, а также не допускать «больного технологического присоединения» электростанций, не соответствующих требованиям национальных (отраслевых) технических стандартов технологического присоединения.План работы по графику должен быть оптимизирован, а безопасный интервал планирования электростанции должен быть указан в соглашении о графике подключения к сети и строго соблюдаться.
Время публикации: 22 сентября 2023 г.