目前，我國(guó)已建成世界最大的清潔發(fā)電體系，總裝機(jī)25.6億千瓦，其中可再生能源裝機(jī)超過(guò)煤電達(dá)到12億千瓦以上，占總裝機(jī)比重47.3%，新能源利用率保持95%以上，清潔能源消費(fèi)占比上升到25%以上。我國(guó)能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，綠電消費(fèi)持續(xù)擴(kuò)大，能效水平穩(wěn)步提升，降碳減排效果明顯，加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和，能源電力轉(zhuǎn)型取得顯著成效果。

儲(chǔ)能是智能電網(wǎng)、可再生能源高占比能源系統(tǒng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分和關(guān)鍵支撐技術(shù)。其中，電化學(xué)儲(chǔ)能由于受地理因素影響小，應(yīng)用場(chǎng)景較靈活，加之其成本持續(xù)下降、商業(yè)化逐步成熟，正在被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域。

加強(qiáng)安全管理，特別是電化學(xué)儲(chǔ)能電站專業(yè)安全管理，對(duì)保障新型儲(chǔ)能可持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。考慮到鋰離子電池儲(chǔ)能在電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)占比90%以上，以下主要從鋰離子電池儲(chǔ)能角度研究安全管理問(wèn)題。

目前國(guó)內(nèi)的用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目多采用鋰電池，而熱失控是鋰電最為嚴(yán)重的安全事故。它是指由于內(nèi)部短路或外部短路導(dǎo)致電池短時(shí)間產(chǎn)生大量熱量，引發(fā)正負(fù)極活性物質(zhì)和電解液反應(yīng)分解，產(chǎn)生大量的熱和可燃性氣體，導(dǎo)致電池起火或者發(fā)生爆炸。而國(guó)內(nèi)外因鋰電熱失控導(dǎo)致的儲(chǔ)能事故災(zāi)難時(shí)有發(fā)生，加劇了用戶對(duì)工商業(yè)側(cè)配置儲(chǔ)能的不信任感。

公開(kāi)的事故調(diào)查報(bào)告表明，為有效預(yù)防儲(chǔ)能事故、控制事故危害，當(dāng)前需進(jìn)一步規(guī)范儲(chǔ)能的選址布局，明確儲(chǔ)能設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等要求。針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全問(wèn)題，除了關(guān)注電池安全之外，還需要從電氣安全、系統(tǒng)集成、監(jiān)控、事故預(yù)警、滅火和應(yīng)急措施等不同層面加以改進(jìn)。

電化學(xué)儲(chǔ)能電站的安全管理

從火災(zāi)事故機(jī)理角度分析

熱失控機(jī)理?

Ⅰ（40-100℃） 電池受到誘因，溫度開(kāi)始升高。此階段電池發(fā)生高溫條件下的容量衰減，負(fù)極 表面SEI膜分解。負(fù)極與電解液直接接觸并發(fā)生反應(yīng)。

Ⅱ（90-120℃） 電池溫度持續(xù)升高，內(nèi)部電解液揮發(fā)可能會(huì)導(dǎo)致安全閥破開(kāi)。

Ⅲ（120-180℃） 隔膜融化并開(kāi)始閉孔，此時(shí)隔膜孔隙收縮，鋰離子透過(guò)率降低導(dǎo)致電池內(nèi)阻增 加。如果隔膜上涂有陶瓷涂層，可提高隔膜的耐高溫、耐熱收縮性能。

Ⅳ（160-250℃） 正負(fù)極材料與電解液發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致電池溫度持續(xù)升高，放熱速率逐漸增大。 可能會(huì)導(dǎo)致安全閥破開(kāi)，釋放大量氣體。 Ⅴ（200-300℃） 電池內(nèi)部發(fā)生大規(guī)模短路，電壓迅速降低。此時(shí)電池安全閥一般會(huì)打開(kāi)，并伴 隨電解液及高壓氣體釋放。?

Ⅵ（300-450℃） 此時(shí)電池已經(jīng)熱失控，內(nèi)部發(fā)生復(fù)雜的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，溫度迅速上升，極可能自燃 并爆炸。

Ⅶ（400-800℃） 熱失控發(fā)生自燃，溫度可迅速增加至800℃，如不采取相應(yīng)措施，會(huì)十分危 險(xiǎn)。

從安全生產(chǎn)管理角度分析

建立健全安全管理體系。電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)生火災(zāi)的重要原因是電池的熱失控和熱蔓延。建立專業(yè)的信息化平臺(tái)采集溫度、電流、電壓、電阻、荷電狀態(tài)等信息，對(duì)電池本體的健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并使用主動(dòng)的電池?zé)峁芾砑夹g(shù)，可降低其熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，應(yīng)把電站安全管理納入企業(yè)安全管理體系，健全安全生產(chǎn)保證體系和監(jiān)督體系，落實(shí)全員安全生產(chǎn)責(zé)任制，對(duì)在建、在運(yùn)儲(chǔ)能電站實(shí)施嚴(yán)格的監(jiān)督管理，及時(shí)篩查電站安全隱患。

提升電站應(yīng)急處置能力。當(dāng)前的電化學(xué)儲(chǔ)能電站消防體系，依然遵照普通建筑物的消防標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立，忽視了鋰離子儲(chǔ)能電站的電化學(xué)屬性，也缺乏多方聯(lián)動(dòng)機(jī)制，應(yīng)對(duì)火災(zāi)能力仍顯薄弱。在電池單體發(fā)生熱失控階段，缺乏預(yù)警和阻止熱失控蔓延的有效手段；熱失控蔓延階段，缺乏有效撲救的滅火介質(zhì)；在消防人員處理階段，缺乏專業(yè)的消防培訓(xùn)和應(yīng)急預(yù)案，相關(guān)人員事故處理能力有待提高；在火災(zāi)發(fā)生后的調(diào)查階段，缺乏對(duì)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)的建檔、保存、總結(jié)機(jī)制。

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