11月10日,在2023世界儲能大會,寧德市時代新能源科技股份有限公司總工程師許金梅指出,儲能做到極致安全,可以用工程視角用統計學方法論量化。
目前全球大型儲能電站超過5000座,著火事故70多起,火災率高達1.52%。其中,中國建成770座,在運行約400多座,公開報道的火災約3例。電化學儲能的安全已成為行業發展的瓶頸和痛點。
許金梅指出,當下鋰電應用場景越來越多,不同場景安全要求不一樣,如高溫高壓、沿海高鹽霧、強風沙多粉塵、高海拔,差異巨大。加上鋰電儲能設計直流交流交互復雜、零部件眾多,失效機理眾多。比如,高海拔電站氣體更稀薄,也有更高絕緣耐壓要求,冷卻中更弱的熱傳導,即使是同樣的集裝箱內部設計核心完全不同。甚至PCS的共模電壓也會對電池產生不可估量安全的影響。
不過,儲能安全并非不可實現。以汽車行業為鑒,隨著全球汽車行業IATF 16949質量管理體系不斷完善,搜集客戶經驗,與核心供應商互動迭代,汽車質量水平出現巨大提升,可靠性得到明顯改善,值得儲能行業借鑒。
許金梅認為,安全成本是無價的,底線是有價的,即可以計算。儲能火災事故率大概千分之13-15,以GW級別投資電站單站來計算,安全系數可以量化,甚至簡單到只用加減乘除法。
許金梅指出,儲能要建立專用質量管理體系,需分四步走:
第一步,首先設定安全目標,通過概率安全分析、運營監控,安全容忍度、安全技術、測試驗證。比如根據不同場景確認多少個電站、每年發生多少故障,層層分解到每一天制造、設計、測試、運維工程師每一步做什么。
第二步,根據不同場景匹配適用目標設定的核心安全技術。面向儲能系統全生命周期應用場景及系統高電壓化,針對交流側,開展并網性能實證、高壓故障安全;推導到直流側,建立電池系統多級安全防護。其中熱電耦合,在模擬熱失控中,通常有高溫煙氣、可燃,更可怕的是低壓線束產生火花。不僅要關注電池安全,還要關注次生安全。
第三步,實現安全風險的概率計算,即安全分級依據。常規設計擊穿電壓實驗中,識別系統的薄弱環節;優化產品設計,根據設備重要程度進行分級,這個過程并不需要把所有零部件都囊括;最后實現個性化定制產品。
第四步,優化儲能鑒定體系。
通過上述四步,最后進行產品的平衡,運維階段持續監控風險,學會做減法,技術會帶來額外的經濟收益。
許金梅表示,“其實做電池的人不懂電網到底怎么用,電網的人也不知道電池使用的邊界在哪里,這是我們建大實驗室的初衷和目的,并不主要集中直流側。測試完以后,才知道防護哪里,也可以知道哪里的防護無效。”
據悉,寧德時代持續在技術研發方面發力,在寧德、溧陽、上海、廈門以及德國慕尼黑設立了五大研發中心。同時,公司也擁有電化學儲能技術國家工程研究中心、福建省鋰離子電池企業重點實驗室、中國合格評定國家認可委員會(CNAS)認證的測試驗證中心,設立了“博士后科研工作站”“福建省院士專家工作站”等。