更高的安全水平,是儲能進(jìn)入交易時(shí)代的入場券。
安全是儲能一切價(jià)值發(fā)揮的基石。面對電力現(xiàn)貨市場交易場景下高頻調(diào)用的需求,儲能電站的安全風(fēng)險(xiǎn)也隨之增大,但現(xiàn)階段的儲能系統(tǒng)能否經(jīng)受住高頻調(diào)用的考驗(yàn)?
海外成熟電力市場中,儲能電站早已實(shí)現(xiàn)高頻調(diào)用,因此也更早暴露出儲能電站嚴(yán)峻的安全問題。
近期,多家頭部系統(tǒng)集成商相繼開展了儲能電池艙火燒測試,已充分證明,雖然“不可避免”存在起火的風(fēng)險(xiǎn),但在極端情況下,儲能系統(tǒng)仍然可以做到燃燒而不蔓延。
截至目前,陽光電源、華為、比亞迪、遠(yuǎn)景儲能、天合儲能、瑞浦蘭鈞、海辰儲能、阿特斯、科陸電子等9家國內(nèi)主流系統(tǒng)集成商均完成了燒艙測試。
對比上述幾家企業(yè)的火燒測試實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn),大規(guī)?;馃郎y試中相鄰柜體的間距從15cm進(jìn)階到5cm,持續(xù)突破儲能系統(tǒng)的安全邊界的同時(shí),也在逐漸抬高儲能的安全門檻。
高工儲能認(rèn)為,2025年是儲能行業(yè)洗牌的關(guān)鍵期,安全將是“淘汰賽”第一關(guān),儲能電池艙火燒測試已成為驗(yàn)證儲能產(chǎn)品安全極限的高階“試金石”。
01
火燒測試成行業(yè)分水嶺,
安全標(biāo)準(zhǔn)加速洗牌
近年來,全球儲能電站火災(zāi)事故高發(fā),倒逼全球儲能從“合規(guī)性認(rèn)證”邁向“災(zāi)害級防控”。
儲能系統(tǒng)熱失控蔓延并不必然導(dǎo)致火災(zāi)事故,但為了進(jìn)一步驗(yàn)證儲能系統(tǒng)火勢蔓延的可控性,北美認(rèn)證體系開始引入大規(guī)?;馃郎y試(LSFT)。
隨著2024年以來NFPA 855、CSA TS-800、CSA C-800、UL 9540A等章程、認(rèn)證測試標(biāo)準(zhǔn)的更新,大規(guī)?;馃郎y試逐漸從“可選”變?yōu)椤皬?qiáng)制”測試標(biāo)準(zhǔn)。
換言之,儲能系統(tǒng)大規(guī)?;馃郎y試已成為海外儲能市場的“入場券”,也是中國儲能企業(yè)出海的必須面對的考驗(yàn)。
雖然歐洲、澳洲等海外市場及國內(nèi)市場目前并未強(qiáng)制要求儲能系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模火燒測試,但在儲能產(chǎn)品的招標(biāo)和選擇上,已展現(xiàn)出明顯的傾向性,甚至在招投標(biāo)中把是否通過燒艙測試作為其中一項(xiàng)加分項(xiàng)。
一位頭部系統(tǒng)集成企業(yè)高管向高工儲能表示,應(yīng)該把大規(guī)模火燒測試作為儲能系統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)的一部分。如果企業(yè)沒有進(jìn)行這種破壞性試驗(yàn),就無法真正探究產(chǎn)品的邊界和極限,也無法幫助行業(yè)一步步提升安全標(biāo)準(zhǔn)。
近十年來,全球發(fā)生了上百起儲能電站火災(zāi)事故,但這些火災(zāi)事故的詳細(xì)數(shù)據(jù)并未能獲取和保存下來。
而大規(guī)?;馃郎y試留下的數(shù)據(jù)價(jià)值是巨大的,不僅能夠直接幫助到產(chǎn)品研發(fā)改進(jìn),而且一旦在真實(shí)場景下發(fā)生了儲能系統(tǒng)火災(zāi)事故,企業(yè)也能夠提供更好的應(yīng)對方案。
目前,儲能行業(yè)的極限測試實(shí)驗(yàn)主要集中在電池上,但儲能系統(tǒng)的破壞性極限測試是缺失的。
從4月21日華東能源監(jiān)管局發(fā)布的“史上最嚴(yán)”的儲能安全新政,到5月7日國家能源局綜合司五部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)電化學(xué)儲能安全管理有關(guān)工作的通知》,隨著國內(nèi)儲能加速走向高頻調(diào)用,儲能安全門檻必然會越來越高。
高工儲能認(rèn)為,大規(guī)?;馃郎y試抬高了儲能行業(yè)的安全門檻,可謂是目前儲能領(lǐng)域安全的“最高標(biāo)準(zhǔn)”,大規(guī)模火燒測也將成為儲能行業(yè)洗牌的“加速器”。
讓部分中小集成商“望而卻步”的主要是兩大關(guān)卡。
一是成本關(guān)。并非每個(gè)儲能系統(tǒng)集成商都具備大規(guī)?;馃郎y試的能力和實(shí)力,一場儲能大規(guī)?;馃郎y試動輒上千萬,中小集成商難以支撐如此高昂的前期投入。
二是技術(shù)關(guān)。目前市場上缺乏核心技術(shù)的純“拼湊”集成廠商不在少數(shù),質(zhì)量參差不齊,大規(guī)?;馃郎y試的技術(shù)難度極大,甚至目前已經(jīng)開展大規(guī)?;馃郎y試的集成商也并非全部都是僅一次測試就能成功通過。
02
重構(gòu)儲能安全邊界,
頭部廠商“卷”安全
大規(guī)?;馃郎y試正成為篩選儲能企業(yè)的關(guān)鍵標(biāo)尺,旨在評估電池儲能系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)的熱暴露情況,以確定向相鄰系統(tǒng)或暴露物傳播/引燃的風(fēng)險(xiǎn)。
那么,系統(tǒng)集成商究竟是如何一步步探索安全邊界的?對比來看,9家系統(tǒng)集成商的燒艙實(shí)驗(yàn)有細(xì)微的差異,主要聚焦兩大極限挑戰(zhàn):
一是極致間距突破,相鄰柜體最小間距從15cm到5cm。
根據(jù)目前國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,儲能電池艙之間的防火間距為不小于3m、單個(gè)矩陣占地面積不大于50m2。而美國國家消防協(xié)會NFPA 855要求儲能單元間距≥3英尺(約1米)。
2024年6月,陽光電源主動燃爆PowerTitan1.0真機(jī),宣布完成全球首個(gè)儲能系統(tǒng)大規(guī)模燃燒測試。同年11月,陽光電源重金投入約3000萬,對20MWh PowerTitan2.0進(jìn)行了最大規(guī)模、最長時(shí)間的真機(jī)燃燒不蔓延測試。
在陽光電源PowerTitan2.0燃燒測試中,布局4臺100%滿電負(fù)荷的儲能柜,其中A柜和B柜僅隔15厘米間距。
今年6月12日,瑞浦蘭鈞鄰艙全電量滿配滿充5MWh的Powtrix?儲能電池艙成功通過CSA/ANSI C800極端安全測試,雙邊間距不足10cm。
近日,遠(yuǎn)景儲能進(jìn)一步縮小系統(tǒng)間距,ABCD箱4組遠(yuǎn)景5MWh智慧交易型儲能系統(tǒng)肩并肩、背靠背間隔僅5cm,在充電至100%SOC、關(guān)閉消防系統(tǒng)的情況下完成了大規(guī)模火燒測試。
從15cm到5cm間距,雖然只是10cm的差別,但其帶來的難度系數(shù)是倍增的。
“空氣導(dǎo)熱和金屬導(dǎo)熱系數(shù)并非同個(gè)量級,而且,在長達(dá)幾十個(gè)小時(shí)的燃燒下,導(dǎo)熱系數(shù)會指數(shù)級增加?!币晃粌δ芟到y(tǒng)燃燒測試實(shí)驗(yàn)的相關(guān)負(fù)責(zé)人向高工儲能表示。
二是關(guān)門燃燒VS開門助燃。根據(jù)NFPA 855等規(guī)定,這兩種測試方式均符合測試要求,分別模擬艙內(nèi)起火未燃爆和一次爆燃后充分燃燒這兩種火災(zāi)場景。
今年6月5日,海辰儲能∞Block 5MWh儲能系統(tǒng)完成全球首次開門燃燒試驗(yàn),而其他8家系統(tǒng)集成商采用的是關(guān)閉艙門燃燒的測試方式。主要是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同,還原真實(shí)場景即可。
開門燃燒旨在氧氣充分供給的條件下開展,模擬泄爆板打開后,形成“無約束燃燒”環(huán)境,氧氣流通量激增,火勢與燃燒熱值在短期內(nèi)會飆升到更高,考驗(yàn)儲能系統(tǒng)的短期高強(qiáng)度壓力承受能力,類似于“大火爆燒”。
而閉門燃燒的整體時(shí)間更長,考驗(yàn)儲能系統(tǒng)長時(shí)間燃燒的抗燃爆沖擊設(shè)計(jì)和對外熱量控制,類似于“小火慢燉”。
根據(jù)此前儲能系統(tǒng)火災(zāi)事故的真實(shí)情況來看,在沒有人為干涉的情況下,儲能系統(tǒng)起火燃燒后大部分情況是保持艙門關(guān)閉的狀態(tài)。
除了柜體間距和開關(guān)柜門的差異外,目前幾家系統(tǒng)集成商的燃燒試驗(yàn)還存在點(diǎn)燃電芯位置、是否滿配電芯等細(xì)節(jié)上的差別。
整體來看,大規(guī)?;馃郎y試是目前最能直觀驗(yàn)證儲能系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)能力的極限測試,頭部系統(tǒng)集成商之間也在通過這個(gè)嚴(yán)苛試驗(yàn)“較勁”。高工儲能認(rèn)為,卷安全才是行業(yè)最值得倡導(dǎo)的“內(nèi)卷”。
03
高頻交易時(shí)代,
重塑儲能價(jià)值評估
頭部儲能系統(tǒng)集成商開展大規(guī)?;馃郎y試,“卷”出安全新高度。同時(shí),也向行業(yè)傳遞出一個(gè)信號:在電力交易規(guī)?;拇筅厔菹拢踩褟摹俺杀卷?xiàng)”蛻變?yōu)閮r(jià)值創(chuàng)造的核心要素和競爭壁壘。
2025年以來,136號文、394號文等政策重磅“炸彈”接踵而至,隨著新能源全面入市交易,電力現(xiàn)貨市場交易的價(jià)差進(jìn)一步拉大,儲能的主要收益將來源于電力市場交易。
遠(yuǎn)景早在2020年建立儲能事業(yè)部就確立了“儲能的本質(zhì)是交易”的共識,如今,這一的認(rèn)知正在被中國電力市場化改革的進(jìn)程所驗(yàn)證。
儲能行業(yè)從“野蠻生長”步入“精耕細(xì)作”的電力交易時(shí)代,意味著儲能將進(jìn)入常態(tài)化高頻調(diào)用。而這種轉(zhuǎn)變也將進(jìn)一步增加了儲能電站的安全風(fēng)險(xiǎn)。
具體而言,儲能電站頻繁充放電會帶來三大風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn):一是電池加速老化,內(nèi)部材料劣化加速,結(jié)構(gòu)變化的概率提升;
二是熱失控風(fēng)險(xiǎn)加大,每次充放電都會伴隨產(chǎn)熱,頻繁調(diào)用意味著短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)熱次數(shù)多、熱量累積快;
三是電力電子失效概率上升,PCS等電力電子設(shè)備在高頻開關(guān)和大電流反復(fù)沖擊下,故障率也進(jìn)一步升高。
安全是儲能資產(chǎn)持續(xù)在線、可隨時(shí)參與交易的前提,也是儲能交易價(jià)值得以持續(xù)實(shí)現(xiàn)的根基,而儲能系統(tǒng)的性能和交易能力差異將直接導(dǎo)致收益水平產(chǎn)生巨大差距。
在政策和市場機(jī)制的轉(zhuǎn)向趨勢下,國內(nèi)市場對儲能產(chǎn)品的考量維度也將從成本為重,轉(zhuǎn)向性能、質(zhì)量和交易能力為重。
強(qiáng)大的交易能力首先需要確保資產(chǎn)本身的性能與可靠性。一個(gè)能毫秒級精準(zhǔn)響應(yīng)調(diào)頻指令、能承受高強(qiáng)度充放電循環(huán)、且能保持超高在線率的“強(qiáng)壯”儲能電站,才能100%響應(yīng)交易策略,才是真正優(yōu)質(zhì)、高價(jià)值的儲能資產(chǎn)。
交易能力的另一方面是更優(yōu)的交易策略,這需要對功率/負(fù)荷有精準(zhǔn)預(yù)測,來精細(xì)把握實(shí)時(shí)波動的電價(jià),國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)在這方面開啟競賽。
近日,南方電網(wǎng)發(fā)布2024-2025賽季 AI負(fù)荷預(yù)測技術(shù)競賽成績排名,遠(yuǎn)景負(fù)荷預(yù)測技術(shù)位列第一。遠(yuǎn)景也是唯一一家獲得南方電網(wǎng)競賽負(fù)荷/功率預(yù)測雙第一的公司。
高工儲能認(rèn)為,更高的安全水平是儲能進(jìn)入交易時(shí)代的入場券,圍繞交易能力的構(gòu)建和競爭將是儲能企業(yè)的下一場“硬仗”。頭部企業(yè)都已經(jīng)布局交易/運(yùn)營的解決方案。從目前來看,遠(yuǎn)景儲能在交易上的布局、能力都領(lǐng)先其他企業(yè)一個(gè)身位。