在碳達峰、碳中和目標驅動下，我國能源結構加速向光伏、風電等非化石能源發(fā)展，儲能系統(tǒng)可有效彌補二者不足(對自然條件高度依賴，間歇性、波動性大)，成為重要基石。在多樣的儲能路線中，電化學儲能有望成為2022年最具成長性的行業(yè)，但同時，頻繁出現(xiàn)的安全問題又時刻制約著它的發(fā)展，成為了高懸在儲能上方的達摩克利斯之劍。
行業(yè)分析認為，目前，在電池材料、技術、工藝沒有本質性提升的前提下，混儲模式的推廣與應用正在加速，可充分提升儲能的經(jīng)濟性和安全性。國內(nèi)已知的混儲模式包括國網(wǎng)山西省電力公司電力科學研究院的“飛輪+鋰電混合儲能”、深圳科力遠數(shù)智能源技術有限公司的“鎳氫鋰電混儲數(shù)智能源系統(tǒng)”等。根據(jù)相關報道，后者由鎳氫電池龍頭湖南科力遠新能源股份有限公司(600478)成立。
安全問題成為最大挑戰(zhàn)
電化學儲能具備高可控性、高模塊程度的優(yōu)勢，能量密度大、轉換效率高、建設周期短且安裝方便，被認為是未來最主要的儲能技術路線。GGII統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年中國鋰電池儲能總出貨量為37GWh，同比增長超過110%。
但同時，體量巨大的儲能電池系統(tǒng)一旦發(fā)生事故就極有可能威脅人們的生命和財產(chǎn)安全，產(chǎn)生較大的社會影響。進入2022年，韓國蔚山南區(qū)SK能源公司電池儲能大樓發(fā)生火災，起火的儲能系統(tǒng)為50MW電池儲能設備。據(jù)北極星儲能網(wǎng)不完全統(tǒng)計，從2011年至2021年9月，全球儲能安全事故共發(fā)生50余起。頻發(fā)的國際、國內(nèi)儲能安全事故，已嚴重制約了電化學儲能的推廣應用，沖擊市場信心。
在我國，儲能安全問題被高度重視。去年7月，國家發(fā)展改革委和國家能源局發(fā)布了最新儲能政策《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》，提出建立安全技術標準及管理體系，強化消防安全管理，嚴守安全底線為基本原則;在高安全、低成本、高可靠、長壽命等方面取得長足進步;強化電化學儲能安全技術研究等。
2月14日，國務院發(fā)布關于印發(fā)《“十四五”國家應急體系規(guī)劃》的通知，將電動汽車、電動自行車、電化學儲能設施和冷鏈倉庫、冰雪運動娛樂等新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)的消防安全列入安全生產(chǎn)治本攻堅重點。
儲能安全關鍵在電池本體
儲能安全屬系統(tǒng)性問題，但最大隱患還是電池。2021年底，國務院安委會《電化學儲能電站安全風險隱患專項整治工作方案》，整治重點分別為電池本體安全風險隱患、電池管理系統(tǒng)安全風險隱患、儲能系統(tǒng)安全風險隱患、儲能場所安全風險隱患等。
國網(wǎng)江蘇經(jīng)研院儲能安防研究員吳靜云認為，儲能電站火災事故的源頭大概率源于短路。“總體來看，電池熱失控的誘因可分為機械濫用、電濫用及熱濫用。機械濫用在移動汽車上較為常見;熱濫用往往發(fā)生在連鎖熱失控階段;對儲能電站而言，大規(guī)模電池的充放為主要工況，使用頻率最高，最容易引起電濫用。”北京大紅門儲能電站爆炸事故分析報告顯示，電站北區(qū)在毫無征兆的情況下突發(fā)爆炸，是因電池在內(nèi)外部激源的影響下，超出其安全技術承受能力，電池遭遇極端濫用條件，誘發(fā)了熱失控。
混儲模式有望破解行業(yè)難題
為了尋找安全的儲能路線，業(yè)界一直在努力探索。混儲模式作為一種具備高度可行性的解決方案受到了行業(yè)關注。該模式通過不同儲能技術或者不同類型電池的有機結合，增強了經(jīng)濟性和安全性。
去年8月。國網(wǎng)山西電科院新能源所所長郭強透露，1MW飛輪+4MW鋰電混合儲能調(diào)頻試驗在右玉縣老千山風電場圓滿成功。在電網(wǎng)頻率頻繁擾動時,由飛輪儲能裝置承擔大部分出力,在飛輪儲能裝置不能滿足要求時,鋰電池儲能在功率或能量上進行補充。最大限度減少鋰電裝置的動作次數(shù),提高整體系統(tǒng)使用壽命,降低事故(起火、爆炸)概率。
近日，國內(nèi)的鎳氫電池龍頭企業(yè)湖南科力遠新能源股份有限公司宣布成立深圳科力遠數(shù)智能源技術有限公司，開發(fā)“鎳氫鋰電混儲數(shù)智能源系統(tǒng)”及其他儲能系統(tǒng)產(chǎn)品。在混儲模式下，鎳氫電池在大功率充放電過程中承擔調(diào)頻任務，鋰電池僅需處理小電流，保障了鋰電池在最佳工況下充放電。兩者扶援補缺的性能搭配，使得儲能系統(tǒng)安全性得到大幅提升。
鎳氫電池之所以能在混儲模式下?lián)斨厝危€得益于其突出的產(chǎn)品特性。據(jù)了解，科力遠(600478)作為國內(nèi)鎳氫電池龍頭，其鎳氫電池產(chǎn)品廣泛應用于豐田混合動汽車、軌道交通和儲能領域，具有高安全性、寬溫域性、高倍率、回收價值高等特點，且具備一定的耐過充特性。在鎳氫電池參與下，混儲系統(tǒng)通過減少調(diào)用鋰電池系統(tǒng)次數(shù)延長系統(tǒng)壽命，強化系統(tǒng)安全性;還可以通過減少對鋰電池的大電流沖擊，減少安全隱患。
值得關注的是，科力遠混儲模式憑借對儲能系統(tǒng)安全性以及調(diào)頻調(diào)峰綜合能力的有效提升，快速迎來了市場關注，經(jīng)過與多家頭部企業(yè)的競爭，成功中標英利在河北的保障性光伏項目配套工程，為公司儲能業(yè)務高速發(fā)展開了好頭。
業(yè)內(nèi)人士表示，在《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》等政策利好推動下，即使保守估計，2025年我國電化學儲能累計投運規(guī)模也將超過35GW，理想情況下則有可能達到56GW。電池與逆變器企業(yè)將成為產(chǎn)業(yè)鏈中最直接和最大的受益者。混儲模式也有望憑借“最小成本最大效能”的突出優(yōu)勢成為儲能技術路線中的重要選擇。
