ABEC 2024 | 第11屆中國（廣州）電池新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇現(xiàn)場

電池“達沃斯”-電池網(wǎng)11月14日訊（林音 常青 廣州南沙 圖文直播）11月13日-16日，全球電池新能源行業(yè)盛會——ABEC 2024 | 第11屆中國（廣州）電池新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇在廣州南沙舉行。本屆論壇由中關村新型電池技術創(chuàng)新聯(lián)盟、電池“達沃斯”（ABEC）組委會主辦，電池網(wǎng)、海融網(wǎng)、我愛電車網(wǎng)、能源財經(jīng)網(wǎng)、電池百人會聯(lián)合主辦，來自全球電池新能源產(chǎn)業(yè)鏈的“政、產(chǎn)、學、研、金、服、用”各界500+嘉賓出席盛會，圍繞“順勢周期 破局向新——大時代下電池新能源產(chǎn)業(yè)的中國力量”這一年度主題，在交流與分享中，掀起頭腦風暴，點亮思維，實現(xiàn)價值對話與精準對接。

歐盟科學院院士、中國科學技術大學教授孫金華

14日上午，歐盟科學院院士、中國科學技術大學教授孫金華在論壇上作了題為《儲能鋰離子電池熱失控機理與儲能電站火災防控技術進展》的主題演講，分享了電化學儲能發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢、電化學儲能電站火災形勢、儲能電池熱失控孕育機理、儲能電站火災防控技術進展等，電池網(wǎng)摘選了其部分精彩觀點，以饗讀者：

安全問題已成儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展痛點和瓶頸

“實現(xiàn)雙碳目標的關鍵途徑是新能源革命。”孫金華表示，以太陽能、風能等可再生能源電力為主體的新能源革命，其最大問題是具有波動性、隨機性和間歇性，而上述問題的解決途徑就是大力發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)。

截至去年，我國儲能產(chǎn)業(yè)仍然以抽水蓄能為主，但新型儲能累計裝機容量占比從2020年的9.2%上升到2023年底的39.3%，到今年10月底，新型能儲能占比已經(jīng)與抽水蓄能持平。孫金華指出，近幾年，我國電化學儲能發(fā)展迅猛。2018年我國電化學儲能累計裝機規(guī)模首次突破GW，2019-2023年幾乎指數(shù)式增長。2022、2023年連續(xù)兩年單年新增裝機超過前面所有年份總和。在“雙碳目標”國家戰(zhàn)略背景下，我國電化學儲能產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)爆發(fā)式增長。孫金華進一步預測，到2030年，新型儲能規(guī)模將達到3億千瓦，將形成3萬億產(chǎn)業(yè)。

在新型儲能中，鋰離子電池儲能的占比達到了97.3%。孫金華認為目前的電化學儲能產(chǎn)業(yè)一鋰獨大局面凸顯，一鋰獨大、一花獨放并不是好事，不如百花齊放。孫金華表示，中國鋰資源儲量在全球占比約7%，年消費量卻占全球70%，且80%依賴進口，易被“卡脖子”。從國家長遠戰(zhàn)略考慮，必須有計劃有序消費鋰資源，發(fā)展新型儲能電池（鈉離子電池、液硫電池等），新型儲能必須多點開花。

然而，隨著電化學儲能行業(yè)的快速發(fā)展，面臨火災形勢也日趨嚴峻。孫金華稱，近年來，全球電化學儲能電站火災發(fā)生概率約為4×10^-3（起/年?座），在我國，發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)、光儲充一體綜合等均發(fā)生過火災。自2022年至2023年底，公開報道我國規(guī)模以上儲能電站火災近10起（江西、海南、江蘇、甘肅、寧夏、珠海、溫州等），火災發(fā)生概率約4~6×10^-3（起/年?座），安全已成為電化學儲能行業(yè)發(fā)展的痛點和瓶頸。

儲能電池到底安全不安全？業(yè)內(nèi)普遍認為，正常情況下儲能磷酸鐵鋰電池是有安全保障的，單體電池的失效概率非常低，熱失控的風險完全是可接受的。但孫金華指出，單體磷酸鐵鋰電池熱失控實驗過程直冒煙不起火，不能說明其組成的系統(tǒng)就一定很安全，只能講單體電池在該實驗條件下沒有滿足著火的充分必要條件（適當濃度范圍、溫度足夠高或高溫點火顆粒），現(xiàn)實情況下單體電池組成的儲能系統(tǒng)，更容易同時滿足著火的充分必要條件。

“單體電池火災風險是可以接受的，但對于大規(guī)模儲能電站火災風險依然很大。”孫金華表示，對于儲能電站而言，大量電池的串并聯(lián)使得儲能電站火災發(fā)生的概率顯著增加外，儲能系統(tǒng)的電氣故障、電網(wǎng)對儲能電站的沖擊等因素也進一步加大了儲能電站火災的風險。

預防儲能電站火災應做好三道防線

儲能電池為什么會著火？孫金華表示，燃燒三要素包括燃料、氧和足夠的點火能。而儲能電池就滿足了燃燒的三要素，燃料主要來自電解液蒸汽，隔膜以及材料分解的可燃氣體；氧氣主要來自泄壓閥打開后空氣中的氧氣以及正極材料分解產(chǎn)生的氧；足夠的點火能主要來自化學反應熱（正、負極與電解液的反應熱；電池材料分解熱等）以及充放電等過程中的焦耳熱等。

通過分析電極材料、電解液的分解反應特性，正負極材料與電解液的反應放熱特性，全電池材料體系的總反應放熱特性，以及對總包反應的解耦，孫金華團隊厘清了鋰離子電池熱失控過程中的分階段反應及主控反應，揭示了電池熱失控孕育過程的物理化學耦合機制。

如何保障儲能電站的安全？孫金華建議，圍繞儲能電站的火災安全應做好三道防線，即：本質(zhì)安全-過程安全-消防安全。

在本質(zhì)安全方面，應從電池材料安全（電極材料、電解液、隔膜）、全電池系統(tǒng)及工藝安全設計等入手，提升電池安全性。

在過程安全方面，孫金華稱，儲能電站運行過程中如果出現(xiàn)火災事故的隱患，應及時進行預警、及早處置，從而把事故扼殺在萌芽狀態(tài)?？刹扇〉拇胧┌姵亟】禒顟B(tài)評價技術、電池連接故障診斷技術，以及電池熱失控及早期預警技術等。

在消防安全方面，在孫金華看來，如果預防儲能電站火災的第一道和第二道防線都被突破，就應做到在儲能電站發(fā)生火災的及早期快速報警，并及時聯(lián)動消防滅火系統(tǒng)，即在儲能電站著火瞬間就與消防滅火聯(lián)動，及時撲滅電池火災的同時，并對電池進行持續(xù)降溫，實現(xiàn)滅火抗復燃的目的，做到小火不成大災，形成第三道防線。

最后，孫金華強調(diào)，應對儲能電站火災最難的挑戰(zhàn)之一是如何防范鋰電池復燃，因此需要研發(fā)能夠帶電快速滅火，同時對鋰電池具有較好降溫功能的滅火藥劑。它不僅要能把電池外部的明火快速撲滅，還要能夠迅速冷卻電池，快速降低并中斷電池內(nèi)部的化學反應。

（以上觀點根據(jù)論壇現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。）