儲能行業標準——構建行業新格局的必需品

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储能行业标准——构建行业新格局的必需品

產業要發展,標準不可缺。

2018年以來,沸沸揚揚的國內外起火事故給正在起步的儲能產業澆了一盆冷水,也讓儲能的安全問題成為輿論焦點。

有業內專家認為,儲能事故其實並非是一個簡單的技術問題,而更多是標準的問題,原有的儲能電池技術參數與現有的電力系統並不匹配,包括電池在額定容量和額定功率的標註方面有深刻的問題。

一直以來,業界都在強調動力電池與儲能電池的差異,但具體該怎麼區分並沒有明確的標準。只能大概地知曉動力電池主要用於汽車,儲能電池主要用於調峰調頻或存電。而近幾年儲能市場借了電動汽車市場的東風,發展迅猛,但相關標準一直使用的還是動力電池電芯相關標準,在2019年之前儲能電池電芯專用標準還處於空白狀態。

為什麼儲能電池需要建立自己的專用標準呢?實際上,如果從應用場景的差異去分析便不難理解。電動汽車僅僅搭載幾十個、幾百個單體,而儲能電站則是成百上千個單體,儲能對電池的參數信息知情度、準確度要求非常高。如果儲能電站顯示電量和實際電量出現誤差,在電網調度時,可能出現事故,影響電網穩定運行。

國標問世,難度升級

標準既需要技術引領,也需要政策法規從上而下的導向。國家能源局協同其它主管部門曾多次發文,力推儲能標準化工作。根據最新發布的《關於加強儲能標準化工作的實施方案》,要求到2021年,建立起較為系統的儲能標準體系。

從國家的頂層設計來看,建立起中國獨立的標準和認證檢測體系已到了刻不容緩的時候。由於模糊的性能指標和標準規範的缺失,讓許多安全問題隨之而來,而且儲能系統發生安全事故所造成的社會影響和危害程度等遠遠大於動力電池產品,這成為電力儲能走向大規模應用的障礙之一。

储能行业标准——构建行业新格局的必需品

電池的本體安全作為整個系統安全的基礎,也成為中國標準制定者主要考量的因素。中國電力科學研究院有限公司儲能與電工新技術研究所儲能電池檢測評價技術研究室主任官亦標在接受採訪時認為,傳統的測試評價體系不能客觀的反映電池面向電力儲能應用需求的真實技術性能和指標參數,導致製造企業和用戶之間關於電池的信息並不對稱。完全用動力電池做儲能電池,不僅性能難以達標,而且還存在安全隱患。

2019年1月,中國國家標準化管理委員會頒佈的《GB/T 36276-2018 電力儲能用鋰離子電池》標準終於問世。該標準從起草到發佈,花費了近兩年的時間,通過對產品提供方和使用方的摸底,尤其對中國電網特殊的工況設置了很多細節方面的規定,對電力儲能電池專用標準有了進一步的明確:

以功率—能量(Wh)這套參數為基本測試評價條件,告別傳統的電流—容量(Ah)這一參數體系;

將電池的充電和放電性能置於同等重要位置,分別提出技術要求;

強化對電池單體、模塊的熱特性評價,最大程度上保證電池的本體安全;

設定電池單體、模塊、簇遞進的產品層級,對其分別進行測試評價,三者之間既相互獨立又互為補充。

有業內人士表示,與國際標準相比,中國標準在電池性能和熱失控指標方面要求更細、更全面。觸發電芯熱失控的方法均為加熱法,通過規定較少的觸發方法限制了產品測試方案的選擇性,相對提升了產品通過測試的嚴苛性。

此外,中國標準並未涉及評估電池系統對抑制熱失控擴散能量釋放速度的要求,而是不允許電池系統發生熱失控及熱失控擴散,這對儲能技術的發展起到了更高水平的引導作用。

對企業和行業意味著什麼?

作為鋰電池在電力領域應用的首個國家推薦性標準,這涉及全行業的利益問題,因而一誕生就備受業界關注。

新標準的下發,對企業來說,也是一次技術升級的爭奪戰,一場圍繞標準的賽跑在企業之間正在展開。誰掌握了標準,誰就掌握了市場話語權,國標或許成為後續國內大型儲能項目的招標“門檻”。

2019年底,陽光電源、科陸電子、海基新能源成為首批通過認證的三家電池單體認證企業,就在前不久的3月13日,經電科院儲能技術實驗室型式試驗測試後,陽光電源再次獲得由鑑衡認證頒發電力儲能用鋰離子電池模塊和簇級產品國標認證證書,是國內第一家完成從電池單體、模塊到電池簇三位一體認證的企業。

從電池單體、模塊到電池簇,連過三道門檻並不容易。按照國標要求,只有拿到電池單體認證的企業才能拿到後續的模組和電池簇認證,整個過程企業需要經過大量嚴苛的實驗才能獲得全方位認證。其中僅型式試驗的測試就多達40多項,包括熱失控、熱擴散、循環性能500次充放電、恆功率充放電控制等多項嚴酷測試,能在短時間開發出符合國標細節產品的廠家並不多。如若在試驗中電池發生起火、爆炸,試驗終止且判定型式試驗不合格,將直接影響產品的出廠使用。

圍繞標準的這場技術升級需要攻克效率和安全兩大難關。陽光電源儲能系統集成產品中心總監李國宏介紹,自國標實施以來,陽光電源在總結前期豐富的產品研發和測試認證經驗基礎上,快速組織了一支團隊,依據國標各項細則,對鐵鋰電池儲能系統研發方面進行優化,最終順利地完成了此次認證。

基於鐵鋰電池單體,滿足DC1500V儲能系統應用,SOC精度優於3%、電芯之間溫差低於3℃.....一連串的產品測試細節和數據充分證明了陽光電源在過去1年裡投入的心血,也標誌著鐵鋰儲能系統的標準化時代已經到來。

作為儲能系統集成商,陽光電源針對電池的安全性設計、熱管理及保護協調等方面做了大量的研究。多年的技術積累和在儲能系統集成方面的持續研發投入是順利通過這一認證測試的有力保障。

鑑衡認證電子電氣及儲能客戶線負責人張光青認為,標準型式試驗檢測與依據實施規則完成認證對於企業的要求是有明顯區別的,認證除了對樣品進行型式試驗外,還對廠家批量生產認證產品的能力、質量保證能力、確保批量生產產品一致性的能力進行評估。尤其是陽光電源能夠率先依據國標開發產品、並完成產線佈局、調整、運維,這體現了技術人員多年的紮實技術儲備以及企業產業化技術實力。

電力儲能系統的安全和壽命以及經濟性一直是行業關注的焦點。當下電池行業劣質低價,吹噓循環壽命等亂象叢生。電池儲能系統循環壽命到底是5000次還是6000次,效率是85%還是88%,沒有人說得清楚。

有分析認為,該標準的執行和落地將加速儲能企業之間的分化,電池企業只有轉向儲能專用電池的研發與生產,才是未來發展的正途。對於儲能產業來說,這意味著可能不僅開啟了一個全新的產業時代,更宣告一個無序競爭行業歷史的終結。

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