首页 展会资讯 电力资讯 2024光储端信|| SGS通标王日明:长时储能系统的安全评估

2024光储端信|| SGS通标王日明:长时储能系统的安全评估

来源: 聚展网 2024-05-16 11:38:13 58 分类: 电力资讯

图片

数字储能网讯 4 27-28 日,由中国化学与物理电源行业协会主办的中国光储端信协同发展大会在重庆国际博览中心召开。

此次大会以“ 协同创新 融合发展 ”为主题,设置开幕式暨碳达峰高峰论坛、工商业储能与车网互联专场、光储氢协同发展专场、储能系统集成与智能安全预警系统专场、人工智能与碳足迹专场五个专场论坛。

来自行业主管机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的 300 余家产业链供应链企业参加了本次大会对话与交流。

中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、中国储能网与数字储能网联合承办,中国化学与物理电源行业协会储能应用分会专家委员会提供学术支持。

4 28 日下午, SGS 通标标准技术服务有限公司首席研发工程师王日明 受邀在储能系统集成与智能安全预警系统专场分享主题报告,报告题目《 长时储能系统的安全评估 》。以下为报告主要内容:

图片

王日明 :谢谢主持人,谢谢各位嘉宾,我是来自 SGS 的王日明,今天主要跟大家分享一些关于长时储能系统的安全性的内容。

首先跟大家聊一下我们为什么讨论储能。我们要实现碳中和、碳达峰这样的一个政策目标,当然我们制定这样一个政策的背景也是为了人类命运共同体的可持续发展。碳中和目标的达成,很重要的一个环节是能源碳中和,能源方面碳排放占人类碳排放的 6-7 成,如果能源板块不能达到碳中和的话,那全社会的碳中和就无从谈起。实现能源的碳中和一个可行的路径当然要用更多可再生能源,这里简单展示了两个数据,一个是我们国家新能源发电量占总体发电量的比例,以及再细分的各种新能源的技术的相应的占比。如图所示,我们火力发电占比在逐步下降,新能源发电的占比在逐步攀升,我们国家的目标是在十四五规划期间,可再生能源发电增量占总发电增量的 50% 以上。为了实现这个目标就要大规模开发可再生能源。实际上我们可以大规模利用的人造能源也只有光伏和风电,而且产能很充足,其他的,比如说水电我们当然也想大规模开发,但是水电开发是有限制的,必须要地理上有落差的,水量充沛的,易于开发的其实已经找得差不多了。筛掉开发难度较高的,剩下只有风电和光伏还有巨大的开发潜力,所最近几年的风电、光伏装机增长陡然上升。风电和光伏的波动性就不用多说了,比如中午太阳能发电很强,晚上就没有,风电也是有季节性波动和早晚波动,这就带来了一个储能需求,我们要应对周期性的波动。应对光伏发电带来的波动几个小时就够了,但是风能的波动是季度性的,这时候用几个小时的储能应对风电的波动是不行的。我们就需要长时和短时储能相结合。有文献研究了电网里面风电和光伏占比达到相应的比例,为了电网稳定应该配备的储能的时长,这个也是储能从时长维度的一个科学的量化,方便我们配储的时候参考。

其次,聊一下长时储能的发展背景。根据 CNESA 的统计数据,储能系统装机量目前是锂电储能系统占主导,占比接近 90% ,但是锂电储能的问题在于成本,如果为了达到 4 或者 6 小时的储能时长目标,要堆更多的电芯,但是堆电芯的同时其实也在堆功率,也就是说锂电的特性决定了这样一个内部存储的系统没有办法实现功率和能量的解耦。反过来说,也就是要保证经济性,长时储能需要做的一个事情就是容量跟功率解耦。就像柴油发电机,你想发电时间多一些,不需要多备发电机本身,只需要多备一些柴油就好了,这样全生命周期就可以压低整个成本。液流电池其实可以做到,想要更多时长就堆更多电解液,氢燃料电池也可以,想要更长的时长,就多备一些氢气,锂电池很难做到这一点,所以我们说长时储能要要更多液流电池和氢燃料电池。小结一下,我们说到长时储能是技术性需求,因为可再生能源有波动性,另外为了更长的储能时长,要做到功率和容量解耦,这个是经济性考量。除此之外,其实还有一个更加迫切的需求就是安全性的考量。

在讨论安全性之前,先看一下这两种产品的结构。目前经常可以接触到的可以上量的长时储能:液流储能 VS 氢燃料电池,它们结构上有相似性,都有有正负极板、集流体这些结构件,某些情况下质子交换膜都是可以通用的,可以看一下这个结构图里的简单对比。另外在最近讨论火热的欧盟电池法规里面这两种储能技术都被定义为具有外部存储的电池。

讨论长时储能安全评估,我们首先要考虑的是海外市场的准入要求。产品要出海,海外准入性标准首要的就是安全,性能更多是买家的要求。回到我们刚才说的产品结构,根据这个结构示意图,我们应该做哪些方面的安全评估?首先它有能量转换,把化学能转化为电能,就要做电气安规方面的评估,尤其涉及到并网,通常是比较高比较危险的电压。其次带电会有相应的电磁特征,需要做电磁兼容方面的评估。第三它是电化学储能系统,涉及到电化学的安全,其实一直到前几年,关于电化学安全还没有严格的要求,直到这几年大家才慢慢到电化学安全,起草相应的标准去评估它。液流电池还涉及到循环泵,循环泵在欧美标准体系中有一个机械安全的概念,对氢燃料电池来说,需要空压机,这些都是在机械安全范畴里面。液流电池有时候用的强酸、强碱性的电解液,所以它的容器、阀门等就要做耐腐蚀等可靠性评估。

刚才忘了提到的叫功能安全,我们 BMS 有很多保护功能,这就涉及到功能安全。想强调的另外一点,在功能安全方面有一个概念叫冗余保护。比如说一个电池,不管是锂电池还是液流电池,过热、过压、过流或者受到机械力的冲击振动等外部作用的时候,它会有相应的保护功能启动,这只是一重保护,冗余保护是假设以上这些保护出了故障,但是还是有第二重保护功能可以阻止意外发生。

对于燃料电池,很多标准跟液流电池是相同的。另外有一点,液流电池刚好跟锂电储能系统共用很多标准,比如说 1973 等,因为刚好共用了这个标准,我们就可以稍微对比一下它是不是真的更安全,比如美标 1973 中,液流电池可以豁免过放保护,不均衡充方、跌落冲击三项测试,豁免的测试项也意味着液流电池在这几个测试项多代表的意外状况下是本征安全的。再比如美标 9540A 测试中,市面上绝大多数水系液流电池可以通过 cell 层级的性能标准评估,从这个角度,液流电池一直宣称安全是有一定标准依据的。

我刚才列的一些标准是授人以鱼,是具体可以操作的,但是假如说现在有新的技术不知道怎么评估,没有相应的标准,该如何选取相应的法规和标准去评估你的产品可不可以进入到欧美市场,这里我做一个小小的技巧分享。我们从欧盟的法规入手,你的产品如果出口到欧盟,首先有一个事情是产品要打 CE 标识,前提是产品要满足欧盟所有法律的要求,欧盟关于产品所有法律我就列在这里,你可以一条一条去对,我划了几个横线和虚线,横线是必须要满足的,虚线的比如说无线指令等需要你的无线通讯功能满足要求,如果没有无线通讯的话是可以不管的,防暴指令也是同样的意思,有时候你可能因为用了一些产生爆炸性氛围的燃料或者气体就有这一条要求,如果没有用就没有。如果确认产品需要符合相关欧盟法律,可以进去相关欧盟法规网页,里边通常会有表格,你可以在里面找到相应的要求,通过标准的评估、认证和测试可以宣称符合某一项法规或指令。

产品如果要做认证,通常有一个非常头疼的环节就是零部件的认证,不管是欧标、美标都是体系性认证,他会要求你所有关键零部件都符合相应的标准要求,这是 UL1973 里面的,要求所有关键零部件都具备相应的认证。对于锂电池这样一个非常成熟的产业链,比较容易操作,通常来说厂家或者供应商已经有了相应的认证。问题难在液流电池、燃料电池产业链并没有这么成熟,还有很多高端的零部件供应商来自海外,国内可能还没有现成的经过认证的零部件,这时候就需要我们动用供应链管理督促供应商做认证,或者更换供应商。所以我们要布局到这样一些新兴领域的话,在认证方面不要想得太简单,零部件是很关键的,而且耗时很长。

结语:发展长时储能是技术性的刚需,以及经济性、安全性的要求,初期投资可能会多一些,但是全生命周期有很大概率可以拉低成本。我们要做安全评估,要从电气安规、电化学、化学、电磁兼容、机械安全等方面开展,液流电池确实比锂电池安全性更高一些,欧标体系围绕欧盟法规进行,操作层面上有一套相应的 IEC 标准,想提醒大家对一些新兴储能技术做认证的时候不是简单的整机通过测试就可以,而是需要整体零部件的管控。

因为时间有限,如果有更多问题可以微信交流。最后简单介绍我们公司, SGS 是全球领先的第三方检验、检测和认证机构,其他的不多说,刚好我们这次 CIBF 是在重庆,而我们公司在重庆有一个非常大的新能源基试验基地,去年刚举办开业仪式,我们的洗呢能源实验室对多种储能技术路线和应用场景都做了一些的技术布局,欢迎各位来洽谈合作。我的主要内容介绍就到这里,谢谢大家!

图片

电话:马焕英

地址:

北京市阜成门外大街四川大厦东塔楼13

官网:

www.escn.com.cn

投稿邮箱:875985324@qq.com

声明:文章部分图文版权归原创作者所有,不做商业用途,如有侵权,请与我们联系删除。
来源:聚展网
展位咨询
电力行业展会
中东迪拜电力能源展MEE
2025.04.07-04.09
Middle East Energy
澳大利亚电力及能源展览会
2024.03.06-03.07
Enlit Australia
中国全电展-上海全电展
2024.06.25-06.27
EPOWER
印尼雅加达电力及能源展览会
2024.08.28-08.31
Electric Indonesia
中国新型输配电系统建设大会暨展览会CEEC
2025.03.26-03.28
中国风力发电大会
蒙古电力及新能源技术设备展览会
2024.04.25-04.27
蒙古电力展
俄罗斯莫斯科电力展览会
2024.06.04-06.07
ELEKTRO
沙特太阳能光伏展览会
2024.10.15-10.16
THE SOLAR SHOW KSA
华中武汉国际电力产业展
2024.05.30-06.01
武汉电力展
  • icon 电话
    展位咨询:0571-88683357
    观众咨询:0571-88611413
  • icon 客服
  • icon 我的
  • icon 门票
  • 展位
    合作