近年来,全球极端天气气候事件发生频率增多。研究表明,人类活动造成大气中温室气体浓度的增加是导致全球气候变暖的主要原因,并导致全球极端天气气候事件的发生强度、空间范围及持续时间发生改变。
根据联合国报告,受气候变暖影响,与之前的20年相比,21世纪的前20年,高温事件增加了232%,洪涝事件增加了134%,风暴事件增加了97%。
业内人士认为,人类活动导致大气中二氧化碳、甲烷等温室气体持续增加,温室效应增强引起全球气温飙升。要推动碳减排,就必须推动以化石能源为主的能源结构转型。
在此背景之下,随着全球能源结构的变革和碳中和目标的加速推进,储能行业迎来了前所未有的发展契机。
储能行业的“成长烦恼”
国家能源局发布的数据显示,截至2024年上半年,全国已建成投运的新型储能项目累计装机规模达到4444万千瓦/9906万千瓦时,较2023年底增长超过40%。
纵然增速惊人,但“安全风险”却成为储能行业现阶段挥之不去的问题。不能否认,业界已从电芯、电池、系统、温控、消防等多个领域不断提升对锂电储能的安全防控,也在积极探寻其他更加可靠的替代性解决方案。但距离真正的绝对安全总是有一段距离。
2024年9月5日,美国加利福尼亚州埃斯孔迪多市的一个集装箱电池储能系统发生火灾。本次事故导致500多家企业被疏散,附近多所学校停课。值得注意的是,此类事故并非个例。据不完全统计,2023年至今,全球发生储能安全事故超过70起。
有分析指出,随着储能场站规模和电芯容量越来越大,增加散热难度的同时,也越来越难保证电芯内部温度的一致性,容易形成“热岛”效应,从而极易导致电池短路后发生“热失控”。如何有效管理系统运行过程中的热量成为一个关键问题。
从“箱级”升级至“包级”
业内人士认为,在储能的本体安全还存在不确定性的情况下,储能系统的安全防控单元越小越安全。
目前,业内普遍可以做到储能箱级热失控不扩散,但在华为数字能源看来,只有做到部件级防护,才能从根本上解决安全问题。
近年来,凭借在电力电子技术、数字技术领域的多年积累,并融合电化学、热管理技术和安全设计,华为打造了智能组串式构网型储能系统,并将储能安全从传统的箱级热失控不扩散,升级至电池包级热失控不扩散。这种升级旨在提高储能系统的整体安全性,通过更精细化的安全管理和防护措施,确保每一个电池包的安全,从而提升整个储能系统的可靠性和稳定性。
2024年11月,经德国莱茵T?V集团(以下简称“T?V莱茵”)认证,华为智能组串式构网型储能系统成功完成了电池包级热失控不扩散测试,并获得T?V莱茵颁发的储能安全认证证书。
能够通过T?V莱茵的严苛测试,华为得益于电池包的正压阻氧+定向排烟设计,确保电池包级热失控不扩散。
据了解,电池包外壳为全金属结构IP65,可靠性高、气密性强,而电池包内配备定向泄烟阀和专利设计的排烟通道。当电芯发生热失控,电池包内温度超600℃时,围绕在周围的电池包表面温度低于60℃,不受热失控电池包影响。即使在热失控电池包产生可燃气体、消防气体喷发等情况下,电池包壳体也能做到不开缝不发生形变,始终保持形态完整。
值得关注的是,电池包壳体耐受1538℃高温,熔点高于电芯热失控温度,在高温淬炼中做到电池包级热失控不扩散。而高气密性的电池包能够始终维持包内正压,同时抑制外部氧气进入,并将产生的可燃气体经预留的定向泄烟阀和排烟通道排放至储能箱外部,做到“一包一排烟”。
测试结果显示,在储能箱内检测可燃气体浓度,全程小于NFPA 855标准的25%LFL(可燃下限浓度),并持续拉弧点火60分钟,未发生起火、爆炸,证明可燃气体未在储能箱内聚集;在箱体外部排气通道口持续点火,点燃火苗并维持2~3分钟后自熄灭,将可燃风险降到最低。
自古安全无小事,越是日常关注不到的小问题,则更有可能在将来酿成大事故。在华为看来,储能安全并不能仅聚焦一个方面,而应涵盖从芯到网,即电芯、电池包、电池簇、系统到电网的每一步。而只有在每一个细节都得到认真对待的情况下,才能从根本上提升产品的品质,赢得客户的认可。
写在最后
储能产业正处于发展窗口期,安全有序是产业行稳致远的首要前提。面对大数据、大流量、大能耗的时代挑战,华为数字能源聚焦光伏、储能等领域,凭借业内领先的技术实力,在质量和安全方面坚定投入,构建全方位、多层次的储能安全保障体系。随着技术升级驱动应用场景的不断扩大,华为数字能源将继续引领储能行业迈向更加安全、高效、可持续的未来。