双碳安全培训系列:首期储能安全标准培训交流活动在京成功举办

双碳安全培训系列

为了更好地解读储能安全解决方案中的理念和政策,完善国内储能安全标准框架,分享交流国际储能安全经验和最佳实践,在应急管理部国家安全科学与工程研究院的参与支持下,中美能源合作项目(ECP)与北京朗泰华科技发展中心,上海化工研究院等合作伙伴于2021年12月21日在线上举办了“双碳”安全系列培训活动的第一期“电化学储能的安全标准建设”培训研讨会。来自伊顿电气、UL、豪士科、康菲、TUV 莱茵、科思创、液化空气及山东省商务厅、云南省消防救援总队、广州市场监管局、昆山发改委、应急管理部信息研究院、中国石油、国家能源集团、中国建筑、北京首都机场、南孚电池、腾晖光伏、罗姆半导体、远景能源等单位的 252 人报名参加了本次培训。

ECP与相关会员企业及合作伙伴于2021年启动“能源安全生产和应急安全标准国际合作计划”,此次储能安全标准培训研讨会是该系列合作的第一期,在当下双碳背景下,储能是能源绿色低碳转型过程中的关键技术之一和重要一环,在保证能源安全、推动能源绿色转型中发挥着重要作用,对双碳工作的稳步落实起到关键作用。此次研讨会邀请到了多位国内外知名机构和企业的标准和技术专家,从电化学储能标准入手,从行业政策、标准、技术、安全关键要点和难点、储能领域的标准建设工作和安全风险、技术更新、行业近况做了深度分享与解析。

(一)《电化学储能电站安全管理暂行办法》的编制过程及思考 中国电力企业联合会标准化管理中心的周丽波分享了《电化学储能电站安全管理暂行办法》的编制过程及思考。她介绍说, 电化学储能建设周期短、布置灵活、响应速度快、用途广泛,是 落实“双碳”目标的重要支撑;储能产业安全发展要有标准体系 来规范。电化学储能标准体系包括基础通用、规划设计、施工验收、安全环保等 9 个专业技术领域,规划标准共 150 项,已发布标准 89 项。为制定《电化学储能电站安全管理暂行办法》,团队相继开展了储能电站安全管理工作情况征集、国内外电化学储能电站安全事故分析、国内项目安全管理督导、项目调研等基础工作,积极听取相关单位的意见和建议;整体坚持“安全为本利于发展” 的理念,并根据现实中的典型问题提出针对性要求。下一步将加强重点标准编制,涉及储能电站安全、梯次利用、储能并网测试;深入开展基础问题研究并积极参加国际标准化工作。

(二)储能在加州气候政策中的作用:挑战和机遇美国加州能源委员会前主席 Bob Weisenmiller 的讲授内容为《储能在加州气候政策中的作用:挑战和机遇》,介绍了美国加州在储能应用和发展层面的实践与问题。气候变化对加州的影响凸显,大规模火灾愈加频繁。为控制温室气体排放,加州出台法案,要求2045年底前,100%的电力供应要来自可再生能源和零碳排放能源。为达成该目标,加州的太阳能和风能发电要达到目前的3倍,电池储能建设速率再提高7倍。目前,加州投资了多种储能科技,包含短时、长时和季节性储能,锂电池,液流电池,飞轮储能,热储能,高级抽水蓄能,绿氢等。目前的挑战在于,日落后太阳能发电下降,其他清洁电发电资源必须跟上,同时要解决电池安全问题,韩国、美国亚利 桑那州和通用汽车的储能火灾给人们敲响了警钟。

(三)标准对消防安全和储能系统的影响 UL 标准工程项目经理Denice Durrant 的授课题目为《标准对消防安全和储能系统的影响》,重点介绍了 UL 在消防领域的 标准矩阵和储能系统标准。 UL 制定了300 多项消防标准,涉及启动和指示装置、灭火 系统、耐火产品和建筑。在储能领域,有 UL9540《储能系统机 设备标准》、UL9540A《电池储能系统热失控火蔓延评估的测试 方法》。两项标准均已成为美国和加拿大的国家安全标准。 UL9540 是一个系统性标准,涵盖电化学储能、化学储能、机械 储能和热储能。UL9540A 规定了 3 个测试级别:电池层面、模 块层面、单位层面和设备层面。除此之外,Denice 还介绍了 UL 的其他研究,如老化锂离子电池和模块的安全趋势、锂电池系统 的热失控蔓延、锂离子电池火灾灭火剂和消费者电池安全。

(四)储能系统设计与运行控制 伊顿电气亚太区电力工程系统和服务、电源传输和服务部门专家佘慎思的授课题目为《储能系统设计与运行控制》,分享了伊顿公司在储能系统设计与运行控制方面的具体实践。 储能在节约成本与产生收益方面具有很高价值,还可控制提高电网弹性。伊顿对储能的应用包含系统集成、无缝孤岛、黑启动、频率和电压控制、系统平衡、可再生能源优化集成及降低碳 排放。伊顿还有对应的数字孪生平台及其系统建模与分析软件,专家通过介绍可再生能源平滑案例、削峰填谷案例解释了储能工作。在微电网控制方面,伊顿有 Power Xpert Energy Optimizer 控制系统、SMP 网关解决方案。最后总结了伊顿储能控制系统的控制器技术特点、微网应用技术特点、设计特点、应用场景及应用经验。

(五)电化学储能系统防火防爆设计和认证要点 上海化工研究院工业安全首席专家肖秋平的授课题目为《电化学储能系统防火防爆设计和认证要点》。他围绕“电化学储能 系统防火防爆设计和认证要点”,从技术层面给大家讲解了电化学储能系统的概念与内容、标准与认证、储能系统安全性研究,UL储能系统认证以及储能系统的安全设计。 肖秋平首先解释了电化学储能系统的概念及其危害,并对能 量无序释放导致的起火、爆炸和过热进行了分析,介绍了导致电化学储能系统发生能量失控的一些行为。再根据国内外储能电站事故案例,归纳出电化学储能站的防护策略,包括预防和保护两个方面。在标准与认证方面,他还将美国、欧盟、中国的储能系 统标准进行了对比,他说,美国对技术标准的研究比较多,中国 则在政策制定方面开展的工作较多。最后重点分享上海化工研究 院按照 UL 标准进行的电池检测及相关发现,以及检测结果对认证的启示。通过电芯层级测试、模块层级测试、机柜层级测试和 安装层级测试,他们提炼了储能系统安全设计流程图,可用来评估热失控火灾传播,分析热失控释放气体的常见组分;最后介绍了储能系统泄爆设计流程图、通风和惰化设计、抑爆设计等。

(六)储能系统电池安全技术 东南大学自动化学院产业教授童国道的授课题目为《储能系统电池安全技术》。他整体梳理了储能系统电池的安全形势、储能电池应用、电池性能与失效原因分析、相关技术标准、智慧电池与安全管理平台等。 他的讲授从蓄电池事故案例及储能电站安全问题入手,强调要重视对储能电池安全问题,接着分析了储能电池的性能与失效原因,包括电池组链条特性、铅酸电池失效机理、锂离子电池热 失控以及锂枝晶的形成原因。在技术标准方面,童教授介绍了电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范、化工行业设计安 全检查标准以及企事业单位铅酸蓄电池运行安全技术规范等,最后分享了智慧电池与管理平台、电池安全运维管理平台及其应用经验,总结了蓄电池安全管理的要点及方向。

此次培训研讨会得到了参与各单位的积极反馈,大家提出了新的合作领域与兴趣点。根据反馈,在2022年,ECP将继续与各方合作伙伴,初步计划在氢能、防火、城市领域继续分享探讨能源行业的最佳安全实践和技术解决方案。

如果想深度参与跟进此合作计划,请联系ECP团队ecpgroup@amchamchina.org .