新型储能是建设新型电力系统、推动能源绿色低碳转型的重要技术和基础装备,也是实现“双碳”目标的重要支撑。今年1月和5月,国家发展改革委、国家能源局印发《“十四五”新型储能发展实施方案》《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》,对推动新型储能规模化、产业化、市场化发展作出重要部署。
新型储能可以改变电力系统即发即用的传统运营方式,提高系统灵活性调节能力,不仅是助力风能、太阳能等间歇性、波动性、随机性可再生能源开发消纳,实现碳达峰碳中和目标的关键支撑,还是构建新型电力系统、建设新型能源体系、促进能源转型和高质量发展的重要技术和基础装备。新型储能技术发展还将催生能源新产业、新业态,已经成为世界各国抢占能源战略和装备制造业新高地的重要领域。
据不完全统计,截至2021年年底,全球已投运储能约2亿千瓦,同比增长9%,其中新型储能累计装机约2500万千瓦,同比增长约68%,在全部储能装机中的占比从8%提高到12%。我国根据各省上报数据,截至2021年年底,全国已投运新型储能项目累计装机规模超过400万千瓦。预计到2022年年底,全国新型储能装机规模可能超过600万千瓦。
新兴储能用锂离子电池能量密度较十年前提高了一倍以上,已形成较完备的产业链;全钒液流电池的隔膜、电解液等关键材料已经实现国产化;压缩空气储能技术发展迅速。
储能电池舱内锂离子电池虽然优势显著,但若处于过热、过充、短路等滥用条件下,电池内部会因热量积聚而发生热失控,从而引起火灾甚至发生爆炸事故。通常单个电池模组发生,若得不到有效控制,则极易引发火灾,继而在电池模块间、电池柜间甚至是整个储能电池舱之间传播蔓延,且锂离子电池在自燃同时会释放氧气,从而出现复燃现象,造成大规模的火灾甚至爆炸。综上可以得出,锂电池火灾具有温度高、蔓延快、复燃性等特点。
如何解决热失控问题,提升储能电站安全性能?业内人士普遍认为,构建生命周期主动预警系统,可判断电池恶化情况,对“不健康”电池提前预警,同时,还可以尽早扑灭热失控带来的火灾,降低爆炸风险,把安全问题消灭在“萌芽”状态。
及安盾储能消防系统的组成:
(一)火灾预防——热管理系统
防消结合,防患于未然,任何情况下,预防火灾的发生都是消防中的重要环节。针对电池火灾的原因,热管理失控是火灾的直接导火索。因此热管理是储能项目火灾预防中的一个重要环节。无论是探测灵敏度,安装方式,成本比较,误动作等,热敏线均为最佳选择。
(二)电池箱防护
锂电池集装箱储能系统,起火点往往是pack箱内,因此其灭火防护方案需要深入到每个电池箱内部将灭火剂喷洒到电池箱内部进行灭火降温防护
电池簇防护:电池簇防护在电池热失控发展的后续阶段,为防止火灾向周边的电池箱进行蔓延,以电池簇为单元进行局部烟模式。灭火同时也能对电池箱周围进行降温
(二)全淹没式——气体灭火系统
采用大范围、全淹没的方式向电池仓喷洒灭火剂,对整个空间进行灭火、降温防护,同时实现对仓内电气火灾进行控制。
“储能行业需要全面建设电池安全消防系统,建立智能高效新一代锂电池管理系统,从电池状态控制管理,到每个电芯实时状态感知动态调整、及时告警和控制。”及安盾消防总工程师张俊峰表示,及安盾基于脉冲式气溶胶灭火理论,深入研发多参数融合的热失控多级预警灭火技术,建立起一套储能全生命周期智能化管理解决方案。他还建议“将消防安全投入纳入储能电建设的硬成本,因为在建设储能电站的时候,一讲到经济、成本,往往首先削减的是消防安全成本,从而牺牲了储能电站的安全性。”