安全是儲能技術(shù)迭代第一要素

　　立足降本增效，今年圍繞20尺儲能柜容量競爭異常激烈。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，當(dāng)前500Ah+產(chǎn)品還未得到充分驗證，電芯容量已接近700Ah+，高容量密度如何保障儲能的安全性?

　　因便捷的運(yùn)輸和適中的容量，20尺儲能柜正成為眾多企業(yè)競相角逐的焦點。立足降本增效，今年圍繞20尺儲能柜容量競爭異常激烈。而為在激烈的市場競爭中脫穎而出，各儲能設(shè)備制造商紛紛加大研發(fā)投入，提升容量，劍指降本。

　　但業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，當(dāng)前500Ah+產(chǎn)品還未得到充分驗證，電芯容量已接近700Ah+，市場真的需要容量越來越大的電芯嗎?高容量密度如何保障儲能的安全性?技術(shù)更新的發(fā)力點又在哪里?

　　大容量儲能需求并不迫切

　　目前，很多企業(yè)雖然都在推廣儲能新產(chǎn)品，但實際上，能夠?qū)崿F(xiàn)電芯500Ah+量產(chǎn)的企業(yè)并不多，大約只有五六家。現(xiàn)實情況是，280Ah+電芯的應(yīng)用仍然較普遍，300Ah+的電芯正被接受。

　　“2023年280Ah+電芯還是主流，今年各廠家已經(jīng)在清庫存的路上”“5MWh的儲能系統(tǒng)還未批量生產(chǎn)，6MWh+儲能系統(tǒng)就要走馬上任”“8MWh甚至更高容量的儲能系統(tǒng)也會很快面世”“個別廠家已經(jīng)在研發(fā)1000Ah+的儲能電芯”。多位業(yè)內(nèi)人士近日向記者感慨。

　　天合儲能總裁孫偉指出，雖然磷酸鐵鋰是相對穩(wěn)定的一個電化學(xué)體系，但無限放大，內(nèi)部散熱會成為制約其發(fā)展的瓶頸。“所謂‘大’，只是一個發(fā)展方向，但并非無止境的發(fā)展。”

　　談及技術(shù)迭代，多位業(yè)內(nèi)人士坦言，不怕大容量的儲能產(chǎn)品的迭代。因為在推出儲能迭代新產(chǎn)品的同時，下一代產(chǎn)品也基本上開發(fā)到80%，所以擁有獨特技術(shù)或設(shè)計能力的企業(yè)將脫穎而出。

　　中天科技(600522)新能源產(chǎn)業(yè)集團(tuán)儲能事業(yè)部總經(jīng)理范宏軍接受記者采訪時表示，借助高新技術(shù)的研發(fā)投入和精確的成本控制，儲能行業(yè)才能得到健康發(fā)展，所以儲能企業(yè)幾乎每年都對新產(chǎn)品更新?lián)Q代。“但是，新產(chǎn)品的推出需要經(jīng)歷各種嚴(yán)格的驗證和測試，并非立即就能應(yīng)用到市場。”

　　采訪中，不少行業(yè)內(nèi)外人士均對儲能電芯大型化的衡量標(biāo)準(zhǔn)充滿疑問。

　　“其實，業(yè)主和客戶端對儲能大容量新產(chǎn)品的接受程度仍然有限。”天合儲能產(chǎn)品管理總監(jiān)鄧偉告訴記者，“海外客戶表現(xiàn)得尤為明顯。他們更關(guān)注產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性，對容量的快速迭代保持謹(jǐn)慎態(tài)度，希望產(chǎn)品得到實際運(yùn)行的驗證。同時，海外客戶會綜合考慮國內(nèi)廠商交付、運(yùn)維、售后服務(wù)的綜合能力，不單一考量產(chǎn)品能力。”

　　在昆宇電源股份有限公司副總裁宋柏看來，大容量電池的潛在安全風(fēng)險是客觀存在的，單一大容量的電芯在發(fā)生熱濫用過程中會產(chǎn)生更多可燃?xì)怏w，一旦遇到明火會造成迅速燃燒和熱蔓延，進(jìn)而對整個系統(tǒng)帶來更高的安全風(fēng)險。單從材料體系來解決這個問題，實施難度較大，更改電解液組分等手段，對電池的整體電化學(xué)性能又是一個負(fù)向影響，綜合成本會大幅提高。”

　　業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，工商業(yè)儲能領(lǐng)域應(yīng)用場景多樣，并不是一味大型化才能占領(lǐng)更多市場，反而是不斷技術(shù)創(chuàng)新、守護(hù)儲能安全“生命線”的企業(yè)，更能站穩(wěn)市場。

　　安全涉及儲能全產(chǎn)業(yè)鏈

　　隨著技術(shù)迭代加速，要確保儲能系統(tǒng)的安全，企業(yè)需要從數(shù)字化生產(chǎn)、全生命周期管理、效率提升等方面全面把控。同時，要充分考慮應(yīng)用場景、運(yùn)維安全、退役安全等因素。在業(yè)內(nèi)人士看來，全方位關(guān)注儲能安全，將有效推動行業(yè)健康發(fā)展。

　　“儲能安全是涉及多方面的大課題。”新能安首席技術(shù)官袁慶豐向《中國能源報》記者表示，“作為儲能研發(fā)人員，我們需要從第一個環(huán)節(jié)到最后退役的環(huán)節(jié)反復(fù)掃描、思考，哪個環(huán)節(jié)有漏洞還未想到。尤其在產(chǎn)品設(shè)計階段，研發(fā)團(tuán)隊需要綜合機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣系統(tǒng)設(shè)計、熱管理、化學(xué)材料的安全性等多個方面。在電芯等易燃易爆危險品的設(shè)計中，除物理保護(hù)外，還需要考慮電氣方面的BMS板設(shè)計、數(shù)據(jù)采集、高壓與低壓電氣的安全等。產(chǎn)品制造出來后，還需要通過嚴(yán)格測試，確保其滿足各種國際和國內(nèi)的安全標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)。”

　　宋柏接受《中國能源報》記者采訪時表示，解決好儲能電池出現(xiàn)故障后的前期預(yù)警，可有效地對風(fēng)險電池進(jìn)行系統(tǒng)隔離，避免繼續(xù)應(yīng)用導(dǎo)致隱患放大進(jìn)而造成事故。“針對電池間、電池模組間、電池簇間、直流側(cè)系統(tǒng)間多個維度的熱蔓延隔絕方案，是比較有效降低安全事故擴(kuò)展的重要手段。隨著模組級消防系統(tǒng)的應(yīng)用，可以在熱蔓延的基礎(chǔ)上迅速響應(yīng)并處理風(fēng)險電芯，在時間上延緩熱蔓延風(fēng)險，同時新型消防材料的應(yīng)用會進(jìn)一步降低電池失效時溫度，減緩可燃?xì)怏w的產(chǎn)生速度，為進(jìn)一步實施安全措施爭取寶貴時間。”

　　孫偉認(rèn)為，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，可通過優(yōu)化內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)來減少因環(huán)流造成的發(fā)熱過熱，從而降低安全風(fēng)險。同時，在遵循積極創(chuàng)新研發(fā)的基礎(chǔ)上，研發(fā)新配方電芯，特別是能夠耐受高溫的電芯。“這一科研進(jìn)展一旦成功推向市場，將極大提升儲能產(chǎn)品的安全性。”

　　全面把控安全最關(guān)鍵

　　儲能系統(tǒng)涉及電芯、機(jī)械件、電氣設(shè)備等多個部件，任何一個環(huán)節(jié)的失誤都可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。在業(yè)內(nèi)人士看來，儲能企業(yè)不僅要考慮產(chǎn)品本身的設(shè)計、制造、驗證和測試階段，還應(yīng)該將運(yùn)輸、安裝、應(yīng)用、退役等全生命周期環(huán)節(jié)納入考量。

　　在范宏軍看來，儲能系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計中需考慮各種安全因素，如電芯材料選擇、電芯的生產(chǎn)控制、工藝水平到系統(tǒng)設(shè)計的電氣間隙、爬電距離以及集成元氣件的選擇等。

　　“在儲能產(chǎn)品安全方面，電芯層級的安全管控至關(guān)重要。”新能安儲能事業(yè)部總裁朱巖松向《中國能源報》記者表示，尤其電芯下線之前，會有幾千個質(zhì)量監(jiān)控點，監(jiān)控溫度、濕度、灰塵等。以長循環(huán)、高安全、耐低溫、防熱失控為核心的技術(shù)至關(guān)重要，通過數(shù)字化生產(chǎn)和智能制造，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，確保電芯質(zhì)量，實現(xiàn)PPB級別的電芯。

　　袁慶豐強(qiáng)調(diào)，儲能產(chǎn)品的安全性能必須在各種應(yīng)用場景下得到驗證，包括家庭環(huán)境中的使用條件，以及戶外可能遭遇的惡劣天氣等。“研發(fā)人員在設(shè)計產(chǎn)品時要從用戶視角出發(fā)，充分考慮使用和維護(hù)過程中的安全問題。此外，退役階段要妥善處理退役產(chǎn)品，避免對環(huán)境和人身安全造成影響。”

　　文丨本報記者蘇南