隐患未解 “新能源+储能”谨防“大跃进”

截至目前,已有19个省级行政单位明确提出要求或支持新能源配置化学储能,但电化学储能的安全性和回收问题不容忽视

 

□ 本报记者 焦红霞

□ 实习记者 吴 昊

 

青海省日前下发《关于印发支持储能产业发展若干措施(试行)的通知》,明确全省将实行“新能源+储能”一体化开发模式,新建新能源配置化学储能容量原则上不低于10%,时长2小时以上。作为水电大省的青海,该政策的发布给2020年以来如火如荼的“新能源配储能”建设热潮增添了更多关注,也引起很多业内人士的思考。

记者了解到,截至目前,已有19个省级行政单位发布文件,明确提出要求或支持新能源配置化学储能,储配比例多集中在10%~20%之间。然而,业内人士认为,如此“一刀切”的政策给刚刚实现平价上网的风电和光伏行业无疑又戴上了成本高企的“紧箍咒”,而电化学储能的安全性和回收问题也不容忽视。

无可回避

安全风险亟须防范

1月20日,刚刚投产7个月的云南曲靖一锂离子电池材料厂发生爆炸,事故造成12人受伤,这已经是宁德时代旗下公司一个月内第二次发生爆炸事故。1月7日,湖南邦普循环科技有限公司老厂车间发生爆炸起火,致1死20伤。锂电池事故相继发生,其安全性问题再度引起关注。记者了解到,近年来与电动汽车动力电池相关的自燃和爆炸事件早已不是个案。不久前,多辆特斯拉Model3发生爆炸自燃,引发了众多媒体跟踪报道。据不完全统计,仅2020年前11月,国内新能源乘用车已发生了27起自燃爆炸事件,电动汽车火灾事故呈高发态势。

虽然电动汽车采用的动力电池与储能电池存在差异,但共性是都采用了锂离子电池。随着电化学储能的大规模建设,大量锂电池应用的安全隐患更不容忽视。事实上,在电动汽车起火和爆炸事故频频吸引公众视线的同时,储能电站安全事件也时有发生,同样暴露出锂电池安全风险。北京赛德美资源再利用研究院有限公司总经理赵小勇告诉记者,“2018年~2019年期间,韩国发生了20多座储能电站爆炸事故,有一半以上是因为电池问题。因为当锂电池充放电过量,达到临界点,就会存在自燃的可能。”

据记者了解,锂离子电池热失控已成为锂离子电池使用中最为严重的安全事故。热失控往往是由于锂离子电池在发生了挤压变形、穿刺或者高温炙烤等导致隔膜被破坏引发正负极短路,或者由于电池外部短路,使得锂离子电池内部短时间内积累了大量热量,引发正负极活性物质和电解液等发生分解,导致锂离子电池起火和爆炸,严重威胁使用者的生命和财产安全。

“锂电池发生着火事故的原因是多方面的,首要的问题在于电池质量之间的差异。”中国科学技术大学工业火灾研究室主任王青松接受记者采访时表示,电池从生产到出厂,都必须经过安全指标的测试,而通过测试也不代表着电池一定不会着火,关键问题在于使用过程中的安全管理。

对此,中关村储能产业技术联盟标准经理唐亮认为,锂离子电池的安全事故存在一定的概率性,即便出厂时满足了所有标准,仍然不能保证实际运行过程中不出现故障。他指出,“锂离子电池就是一个高能量体,在运行过程中如果出现一些小故障,当这些小故障积累起来,安全风险就会变大,所以在运行过程中的安全监测非常重要。”

“电池应用于储能,需要经过多个环节,形成系统集成。从电芯到模组,再到电池包,其中每一个环节都有可能出现故障。”王青松表示,故障不一定是电池引起的,也可能是成组和散热设计等原因,使热量未能及时散失,最终经过积累就可能走向失控。此外,他还表示,在使用过程中,如果电池系统处于高温环境中,或者在外力作用下发生碰撞,也将增加热失控风险。

悬而未决

急速提升的污染谁来管

除了安全问题,在国家电网公司裹挟地方强制“新能源配储能”的大势下,大规模电化学储能所用锂电池带来的污染问题也不容忽视。记者了解到,锂可与众多物质发生剧烈化学反应,用于制造锂金属电解质的强效熔剂可导致多种疾病,随着锂电池产量的急速提升,锂电池生产、运营、报废过程中的污染问题开始逐渐被关注。

从锂电池目前应用较多的新能源汽车领域来看,近年来,我国新能源汽车产销呈现快速增长,同时也带来了汽车动力蓄电池回收的新难题。据中国汽车技术研究中心数据,2020年国内累计退役的动力电池将超20万吨(约25GWh),如果处理不当,将会对环境造成长达50年的污染。

目前,我国新能源汽车动力蓄电池已经进入规模化退役期,到2020年,退役电池累计约为25吉瓦时。面对庞大的数量,如何做好新能源汽车电池回收、置换等工作,已成为一个无法忽视的问题。而对于储能电站,由于所需锂电池规模更大,未来的快速发展将面临更加严峻的回收问题。我国大力发展新能源的初衷在于净化环境、减少碳排放等问题,但如果在锂电池回收还不能妥善解决的前提下,以支持新能源发展之名大规模推进电化学储能建设,无异于人为造成新的化学污染,与清洁发展的能源转型初衷相悖。

“随着储能的大规模发展,回收将是不可回避的问题。”王青松表示,从目前的技术水平来看,电池的寿命一般为8年~10年,到了这一期限,就要面临回收。他指出,目前铅酸电池的回收产业链已经比较成熟,而锂电池的回收问题,仍有待政府和企业的探索与博弈。

赵小勇指出,储能使用的磷酸铁锂电池,在报废以后剩余价值较低,需要一批具有环保处理工艺,并且具备一定盈利能力的企业来进行处理。他表示,“预则立不预则废,化学储能项目开发建设时,一定要重视回收问题,要把回收当成项目的最后一个关口。”

“电池产业是一个存在污染的产业,而对于退役电池应该由谁来负责的问题,目前尚没有明确的规定。”据业内人士介绍,“虽然工信部发布了回收利用企业的‘白名单’,明确了哪些企业有资质进行电池的回收利用,但仍然没有强制谁来负责。”当前,面对悬而未决的回收难题和即将造成的环境污染,大规模发展电化学储能的风险值得主管部门高度重视。

多重隐忧

平价伊始何以负重

在安全性和回收问题成为电化学储能发展隐患的同时,电网公司和地方政府大规模强行推进配套化学储能,还将使刚刚迈过平价“成人礼”的风电、光伏行业被迫“负重前行”。浙江正泰新能源开发有限公司副总裁李崇卫告诉记者,新能源强制配储能,必然造成成本增加,给行业发展带来较大的压力,尤其在宁夏、内蒙古等电价较低的地区,新能源实现平价本已不易,配置储能将对项目的经济性造成较大影响。

据阳光电源股份有限公司储能销售中心总经理陈志介绍,2020年,中国储能市场70%份额来源于“新能源+化学储能”,当地电网公司和各省主管部门出台了导向性政策。据陈志介绍,除新疆和青海外,在新能源侧加装储能时其他十几个省份均没有任何补贴,而青海和新疆的补贴实际上也难以覆盖储能的投资成本。这种情况下,配套储能就大大增加了可再生能源投资商的投资成本,必然会影响项目收益。

与此同时,各地趋同的配储比例以及要求所有新能源发电项目均配置储能的“一刀切”要求,也面临着科学性和必要性的问题。

“‘一刀切’的方式是有待商榷的,如果各地都按照同一规则上储能,对于新能源的发展并不科学。”李崇卫表示,现在各地要求新能源发电企业加装储能,一方面,配套的储能可能处于闲置状态,暂时发挥不了效益;另一方面,强制储能也不能完全保证新能源的并网消纳,资源没办法得到最佳配置。

“加装储能肯定会增加新能源企业的投资成本,而储能配比是一个重要的考量因素。”陈志表示,2020年,江苏省规定了20%配置比率且4小时时长的储能配比,这势必大大加剧可再生能源投资企业的负担,他强调,“各省在出台强制可再生能源企业配套化学储能时,要对储能市场价格、当地电网接入情况等多方面进行综合评估,让储能真正产生价值。”

“对于江苏、浙江、山东、安徽等省份,电网调度能力较强,也有很多抽水蓄能电站,不一定每个新能源项目都要上化学储能。”李崇卫建议,配置化学储能的比例应该按照不同的环境和项目具体情况做出技术模型,再进行科学的测算,“配置化学储能的数据是怎么来的,为什么所有电站都要配置10%以上比例的化学储能,配置化学储能后的调度机制如何?这些都需要地方政府和电网进行研究。”

在业内看来,如果“一刀切”要求新能源项目加装化学储能,不仅增加新能源行业的成本,大规模的市场化交易也逼迫投资企业为了降低成本而一定程度上忽视产品的质量和要求,将带来更多潜在的安全、环保隐患。如何协调好能源发展与安全环保之间的关系?这股高歌猛进的“新能源+化学储能”热潮何时降温?亟须有关部门慎重思考。

2021年2月9日 15:11
浏览量:500