把控储能安全密码！远景田庆军：磷酸铁锂是国内要坚持的道路
发布日期：2024/5/24
近日，多起海外储能电站火灾事故让万亿储能赛道蒙上阴影。
其中，美国Gateway储能电站火灾事故更是史无前例延烧了超过六天，对储能安全的拷问引发了舆论风暴。
前事不忘，后事之师。从过往的事故中吸取经验教训，正是储能行业不断进步的阶梯。
美国电力研究所（EPRI）2024年白皮书显示，全球电池储能系统总体事故发生率已大幅下降，2018年至2023年间，全球电网规模BESS的故障率下降了97%，早期故障事件提供的教训已经被纳入预防、设计、研发和最新实践中。
5月23日，储能严究院与远景集团高级副总裁、远景储能总裁田庆军进行对话，深刻复盘了这一事件，探讨了如何把控储能安全密码。
田庆军指出，“储能安全核心本质还是电芯的问题，三元锂电池发生着火甚至爆炸的案例，其实在全球是屡见不鲜的，这也不是第一次了。当下国内的磷酸铁锂的热失控临界点要比三元锂高很多，这是目前国内要坚持的道路。”
他的核心观点还包括：
•储能系统的核心隐患来自电芯，应从电芯设计和制造维度提升电芯本征安全。
• 储能安全是可防可控的，不应过度恐慌。
• 行业的快速发展带来了一些安全隐患，可以通过技术手段解决。
• 不应因为个别事件否定整个技术的未来，应保持对锂电池储能的信心。
• 支持多种技术路线和储能形式的发展，锂电池储能在未来一段时间内仍将是主流。
以下为对话内容精编：
01.美国储能电站火灾复盘
据了解，美国加州火灾事故发生后，远景储能内部第一时间复盘，并总结了要点。
“一旦行业发生了恶性事件，无论是国内还是国外，远景都会做认真分析和研究，认真地把每个事件都当成案例和教材，作为镜鉴。”田庆军说。
美国涉火灾储能电站为加州Gateway储能电站，容量规模250MW/250MWh，由美国LS Power运营，日本NEC ES系统集成，韩国LG Chem提供三元锂电池。
该储能火灾事故原因，主要是三元锂+堆叠电站+密闭空间+预警失灵所致：
• 电芯老化，2020年并网，至今已有四年，当时应用的三元锂技术相对而言比较落后。三元锂电池温度适用范围跟磷酸铁锂相比差距也较大。相比之下，国内使用的磷酸铁锂电池更安全。
• 安全设计和热失控管理不合理，该电站采用建筑物式叠层布局，增加了火灾风险，与当前国内行业储能电站多重防护、箱式结构相差较大。
• 运维手段单一，监控系统不够智能，存在很多盲点盲区，预警系统做得不好。
02.磷酸铁锂更安全
田庆军分析称，三元锂的优点在于能量密度比较大，但热失控风险也较大，其失控温度一般在120-140℃之间，而磷酸铁锂热失控的温度在250-300℃。相对而言，磷酸铁锂更安全。
三元锂电池一旦发生热失控，会产生大量氢、氧等可燃气体，燃烧反应剧烈。磷酸铁锂电池热失控以后，则不会产生氧气助燃剂，可对空气进行隔绝，阻止热失控蔓延。
因此，磷酸铁锂的热失控管理比三元锂更简单，更易于操作。
田庆军判断，从此次美国电站事故以及三元锂储能频发质量问题、起火事故来看，或许正是主打磷酸铁锂储能的中国企业在海外市场弯道超车的机会。
03.安全是储能的底线
“安全是任何一家储能企业的底线。如果哪家企业不重视安全，我认为它是没有未来的。”田庆军说。
远景从一开始做储能，就把安全放在了第一位。远景在电芯之间创新安全设计，将每一颗电芯用气溶胶隔离起来，可有效阻隔单电芯热失控蔓延，远景也为这一材料申请了发明专利。
田庆军建议，在美国储能电站事故广泛反响下，国内投资方等相关责任人应对老旧电站自查自纠，尤其是运行超过三年、早年非磷酸铁锂技术路线的储能电站，以及新能源强配、调用纪录极少的电站，做一次全面系统的检查，防患于未然。
事实上，当前行业仍旧存在不少隐患。
当下储能行业爆发式增长，很多外行跨界、以及中小企业纷纷涌入，在资本推动下迅速抢占市场，产品技术良莠不齐，加上储能电站配而不用，“目前风险尚未释放出来，成为比较大的隐患。但头部企业有能力，也有义务做好储能安全。”田庆军说。
在海外市场，储能项目交付后，设备供应商需要为安全兜底，提供全生命周期提供服务，安全是红线，是不可承受之重。
目前在安全的权责方面，国内外差别很大。国内过了质保期（3-7年），资产就交给了购买方，设备提供方不再承担产品质量带来的经济损失和风险。
田庆军认为，不排除中国未来储能电站的运行维护也采取交给设备提供方服务的模式，只有真正在储能技术和研发上持续投入、在行业深耕的企业，才能和合作伙伴长期共存，这对企业回归良性发展，向头部聚集，实现优胜劣汰大有裨益。
04.对储能电站事故不能一刀切
在田庆军看来，电化学储能电站的安全是可管可控的，完全可以从设计的角度进行控制和管理。
对于储能电站失火事故，要“一分为二”来看。也不能因为一个电站的问题，就否定整个业态。
在设计方面，远景通过多维度设计来保障储能安全：
（1）从电芯的设计和制造维度，提升电芯本征安全。整个储能系统的主要隐患还是来自于电芯；
（2）电芯集成后到Pack设计的维度，远景在电芯之间增加安全隔离垫—气溶胶，确保单颗电芯热失控以后不蔓延；
（3）电气设计，确保在各种外部短路下及时保护整个系统不受干扰；
（4）机械设计，比如面临坍塌或倒机柜的情况，在机械冲击下能够保证储能系统的安全；
（5）消防设计，可以做到国家提倡的Pack级消防，另外，通过人工智能等方式提前进行感知，从而精准灭火，而不是大面积灭火，并且长期抑制；
（6）监控方面，如果能够提前识别，也可以解决很多安全隐患。这次美国的失火，也是因为运行、维护有很大的问题，监控系统、预警系统不够智能。
从上述维度全方位保证整个储能系统的安全。总结下来，消和防是“一体两面”，预防为主、消防为辅。
据悉，在整体防护上，远景还将软硬实力结合，首先通过大数据和智能监控提前预警，精准识别电压等参数，快速探测识别潜在隐患。
其次，如果上述措施失效，还有“电芯-Pack-系统级”三道防火墙。若单颗电芯热失控，会通过智能监控发现以后换单颗电芯，用气溶胶隔离，整体替换。
如果到了Pack级，就启动自动消防，替换PACK，及时阻隔，以免影响到整体系统的安全。如果到整个系统层面，还有消防系统，保证不会影响周边失火或对电网造成冲击。
05.锂电储能仍然是未来趋势
田庆军表示，非常支持“百花齐放”，各种储能技术路线未来在细分领域里都有市场。但从目前的技术进步、商业成熟度、成本方面综合考虑，锂电池储能在相当长一段时间里还是主流。
田庆军称自己对锂电池储能非常有信心。“我们不能因噎废食，要想办法去解决这些挑战，不能因为某个储能电站有安全问题，就认为这个技术没有未来。”
在他看来，中国集中式大储以及新能源配储兴起仅两三年，尚未得到全生命周期验证。未来储能系统寿命可能能够做到20年，像风光资产的寿命一样，这也是行业发展的目标。
他还指出，远景储能海外发展势头非常强劲，去年在英国新增市场占有率排名第一，但储能最大的市场还是在中国，“中国的发展速度不断在刷新我们的预期，国外市场储能发展也非常快，像印度、沙特、南非很多单体电站都在1GWh以上，非常大。”
来源：储能严究院 作者：杨倩 图片来源 ： DALL·E
