监管收紧,储能消防安全标准必知!
近年来,随着锂电池应用的广泛普及,其安全性问题也日益凸显,锂电池火灾事件频发,给社会安全带来了严峻挑战。据中关村储能产业技术联盟的最新统计数据显示,自2011年至2022年间,全球范围内已累计发生储能安全事故超过70起,其中韩国成为重灾区,美国紧随其后,安全形势不容乐观。
这一连串的悲剧不仅引发了公众对于锂电池安全性的深切关注,也促使储能消防安全标准成为业界内外热议的焦点。在快速发展的新能源行业中,技术革新的步伐往往快于监管标准的更新,这在一定程度上为行业的无序扩张埋下了隐患。因此,如何制定及时且全面的安全标准,以有效遏制事故频发,成为了当前亟待解决的问题。

目前,我国在储能消防安全领域已出台了两个核心国家标准:GB51048-2014和GB/T 42288-2022。GB51048-2014作为国内首个电化学储能电站国家标准,其重要意义不言而喻。该标准聚焦于储能电站的规划设计阶段,为行业提供了一套基本的建设框架,确保了储能项目在起步阶段就遵循安全、规范的原则。而GB/T 42288-2022则进一步细化了储能安全规范,为储能电站的日常运行和维护提供了更为详尽的指导,填补了行业在安全管理方面的空白。
这两个国家标准不仅为地方标准、团体标准的制定提供了重要参考,也成为了储能研发人员不可或缺的学习资料。尤其是GB51048,几乎成为了每位储能研发人员的“必修课”,其影响力可见一斑。
在此背景下,本文将深入探讨以下两大议题:
一是首个储能标准GB51048的诞生历程及其背后的优缺点分析;
二是以北京大红门事件为鉴,探讨安全监管在事件后的跟进措施及未来储能消防技术的发展方向。
一、首个兆瓦级储能电站,诞生了首个储能消防国标
回溯至2012年,电化学储能产业尚处于萌芽阶段,其新兴程度之深,以至于一个科研示范的试点项目便能独揽国内电池市场的全部产能。这一年,南方电网深圳宝清储能站首期工程横空出世,其建设规模达到4MW/16MWh,这一数字在当时堪称庞大,而更令人瞩目的是,该项目的建设成本竟是现今同类项目的20倍之多。
16MWh的储能容量究竟意味着什么?
据南方电网专委会资深成员郑耀东介绍,这一规模几乎吸纳了国内(特别是南网覆盖区域)当时能找到的所有电池产能,且仍显不足。项目初期,电池成本占据了电站总资产的半壁江山,高达60%,所选用的电池来自比亚迪,而系统则由中创新航提供。
宝清储能站不仅是一项技术创新的里程碑,更在行业内催生了具有深远影响的储能电站设计金标准——GB51048。这一标准的诞生,得益于宝清站投运同年,南方电网与中国电力企业联合会的紧密合作,历经数年筹备,于2015年8月1日正式实施,为储能行业的规范化发展奠定了坚实基础。
GB51048的出台,标志着储能标准体系建设的加速推进,以及国内电化学储能技术的广泛应用。它如同航海中的灯塔,为储能从业者指明了方向,让行业发展有章可循。时至今日,新型储能标准体系已扩展至八大类别,全面覆盖从基础通用到安全应急的各个环节,而GB51048-2014作为其中的规划设计类标准,更是占据了举足轻重的地位。

GB51048详细规定了储能电站的设计、并网、建模仿真与验证等多个方面,其中四条强制性条款均聚焦于储能安全。具体而言,该标准明确了储能电站的耐火等级、防火间距、火灾危险分类、消防给水量及火灾报警系统等关键要素,旨在通过科学的建筑设计将灾害风险控制在最小范围内。
尤为值得一提的是,宝清储能站在消防设计上的创新之举。团队针对储能系统的特性,自主研发了七氟丙烷气体淹没式灭火方案,并创新性地引入多次补偿喷气灭火技术,有效抑制了复燃现象,这不仅是国内首个电池储能站自动灭火装置的成功应用,更为后续储能电站的消防设计提供了宝贵经验。
自此以后,GB51048便成为了储能安全规范和地方文件审查监管、消防验收的主要依据。比亚迪、宁德时代等业界领军企业,纷纷确保其火灾报警探测系统、灭火装置等产品符合CCC国家强制认证及消防产品相关国标,以顺利通过消防审查,进一步推动了储能行业的健康有序发展。
综上所述,2012年的宝清储能站不仅见证了电化学储能产业的初步崛起,更以其前瞻性的设计理念和创新的消防技术,为整个行业树立了新的标杆,引领着储能技术向着更加安全、高效的方向迈进。
尽管GB51048标准作为电化学储能领域的基石,为行业标准的构建奠定了基础,但当前审视之下,该标准在储能安全方面的要求被认为存在宽松之嫌。正如行业专家郑耀东所指出:“鉴于储能电站发展的初期阶段,技术复杂性的限制及行业探索的需求,该标准在火灾危险性方面的定性设定得相对较低。”
近年来,储能电站的迅猛扩张远远超出了业界的最初预期,其发展速度之快,尤以锂电池容量的显著变化为标志。从消费电子领域的少量电池应用,到新能源车领域成百上千的电池配置,再到储能电站动辄百万计的电池规模,其应用范围与寿命均实现了质的飞跃。具体而言,消费电子领域电池数量仅为1至6个,使用寿命不足两年;新能源车领域则提升至以百计,寿命延长至八年左右;而在储能领域,整站电池数量更是突破了百万大关,设计寿命长达二十年之久。
这一系列变化不仅彰显了储能电池技术的巨大进步,也揭示了其前所未有的复杂性和挑战性。粗略估算,储能电池的难度系数相较于动力电池而言,高达万倍之巨。自GB51048标准于2012年草拟以来,至2023年间,储能电池的装机量更是实现了千倍以上的惊人增长。
然而,随着装机量的持续攀升,行业内部经过近十年的实践与反思,逐渐意识到电化学储能所蕴含的高度危险性。这一认识的深化,不仅为GB51048标准提出了新的挑战,也促使整个行业开始重新审视并加强储能安全标准的制定与执行,以确保储能技术的健康发展与安全应用。
二、大红门事件之殇,储能消防监管收紧
2021年4月,北京大红门光储充一体化项目突发火灾爆炸事件,造成1人不幸遇难,2名消防员英勇牺牲,另有1名消防员受伤。这一惨痛事故不仅震惊了社会各界,也深刻暴露了储能行业在消防安全方面的薄弱环节。
同年11月22日,北京市应急管理局发布了详尽的事故调查报告,明确指出火灾与爆炸的根源:南楼起火直接源于西电池间内磷酸铁锂电池的内短路故障,引发电池热失控;而北楼爆炸则是南楼电池间火势蔓延,易燃易爆组分通过电缆沟进入北楼储能室,与空气混合后遇电气火花引发剧烈爆炸,其威力相当于约26吨TNT炸药。

北京大红门事件后,北京市储能电站项目的建设进程被迫按下暂停键,消防安全成为制约行业发展的首要难题。然而,悲剧也促使储能消防监管迅速提上日程,国家及地方相关部门纷纷行动,致力于填补储能安全领域的监管空白。
2021年12月,北京市率先发布了《北京市储能电站建设及运行规范》地标性文件,首次将锂电池和钠电池储能的火灾危险性定为甲类和乙类,这是安全等级标准中的最高两类,要求此类储能系统必须独立设置,远离人员密集场所、高层建筑等高风险区域。同时,规范还强调了储能电站内安装可燃气体探测器的必要性,以防类似大红门事件中的“看不见的危险”。
在电池类型选择上,国家能源局综合司于2022年6月发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)》中,明确禁止中大型电化学储能电站选用三元锂电池、钠硫电池,并对梯次利用动力电池的使用提出了严格的安全评估要求。这一举措旨在从源头上降低储能电站的热失控风险。
与此同时,住建部也针对GB51048标准进行了修订,发布了GB51048-2022征求意见稿,并于2023年底完成修编,送审稿中显著提高了储能电站的火灾危险等级定性,强调了锂电池厂房的独立布置等安全措施。
此外,国家标准层面也在积极推进储能电站的安全消防工作。2022年12月发布的新国标《电化学储能电站安全规程》(GB/T 42288-2022)征求意见稿,于次年7月1日正式实施,该标准创新性地提出了精准预警和消防要求,特别是强调了电池室/舱应配置自动灭火系统,且自动灭火系统的最小保护单位宜为电池模块,以实现对火灾的迅速响应和有效控制。
《电化学储能电站安全规程》(GB/T 42288-2022)要求细则
这一系列标准与规范的出台,标志着储能行业在消防安全方面迈出了坚实的一步。从电芯层面的安全防护到系统级的综合消防措施,储能电站的安全标准正在逐步完善和提升。未来,随着技术的不断进步和监管的日益严格,储能行业将有望实现更加安全、高效的发展。
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来源:兆瓦视界

