En los últimos años, la industria del almacenamiento de energía ha marcado el comienzo de un crecimiento explosivo.
Para aprovechar mejor el mercado y buscar mayores beneficios económicos, las empresas energéticas continúan optimizando la estructura y el diseño de las baterías de almacenamiento de energía para lograr una mayor densidad energética y una vida útil más larga.Combinando algunas empresas líderes en fabricación de almacenamiento de energía, el desarrollo de "gran capacidad" también se ha convertido en una tendencia importante en la actualidad.
La batería de almacenamiento de energía laminada de cuchillo corto L500 tipo 325Ah producida por Honeycomb Energy tiene solo 21 mm de grosor, que es 2/3 más delgada que la batería de almacenamiento de energía de 280Ah;
El producto de celda de almacenamiento de energía de 315 Ah de Envision Power ha aumentado la densidad de energía en un 11 % manteniendo el tamaño sin cambios;
La batería de almacenamiento de energía a gran escala de 320 Ah producida por Penghui Energy tiene un aumento de capacidad único del 14%;
EVE Lithium Energy ha lanzado una celda de almacenamiento de energía de capacidad ultragrande de 560 Ah, y una sola batería puede almacenar 1,792 kWh de energía;
Sin embargo, la gran capacidad también plantea nuevos desafíos para el desarrollo de baterías de almacenamiento de energía.
A medida que aumenta la capacidad, la densidad de energía dentro de la batería también aumenta correspondientemente, lo que conduce a una mayor liberación de energía y riesgos de seguridad más graves.
En los últimos años, se han producido de vez en cuando incendios y explosiones en centrales eléctricas de almacenamiento de energía, y casos graves pueden incluso causar víctimas entre los empleados.La seguridad de los sistemas de almacenamiento de energía siempre ha sido un tema de preocupación.
En la Cuarta Conferencia Internacional de Intercambio de Baterías Eléctricas y Vehículos de Nuevas Energías (CIBF2023 Shenzhen), Ouyang Minggao, académico de la Academia de Ciencias de China, dijo que las baterías de fosfato de hierro y litio generalmente se consideran relativamente seguras, y esto es cierto para las baterías de litio pequeñas. baterías de fosfato de hierro en esencia.Sin embargo, para una batería de gran capacidad, la temperatura interna puede exceder los 800 grados, lo que excede la temperatura de descomposición del cátodo de fosfato de hierro y litio.
Para las baterías de tamaño pequeño, debido a que hay una reacción en cadena en el medio, hay una partición y el material del electrodo positivo básicamente no se descompone hasta que supera los 500 grados, por lo que las baterías pequeñas no están en este rango.Sin embargo, la capacidad de la batería puede alcanzar los 700-900 grados y puede atravesar y atravesar el separador, provocando la descomposición del material del electrodo positivo.Las baterías de almacenamiento de energía actuales tienen básicamente más de 300 amperios-hora (Ah), lo que sigue siendo muy peligroso.
Por un lado, es necesario ampliar la capacidad y reducir costos y, por otro, es necesario mantener el nivel mínimo de riesgos de seguridad.¿Cómo equilibrar los dos?
La industria del almacenamiento de energía concede gran importancia a la seguridad de las baterías
Si bien las centrales eléctricas de almacenamiento de energía se están desarrollando hacia una gran capacidad, la seguridad del almacenamiento de energía y la protección contra incendios también enfrentarán pruebas más severas.La seguridad es el resultado final para el desarrollo de la industria del almacenamiento de energía.
Según estadísticas de la Alianza Tecnológica de la Industria de Almacenamiento de Energía de Zhongguancun, desde 2011 ha habido más de 70 accidentes de seguridad en el almacenamiento de energía en todo el mundo.En 2022, habrá 17 accidentes de almacenamiento de energía en todo el mundo, excluyendo el almacenamiento doméstico.
El Instituto de Investigación de Energía Eléctrica de China señaló en el informe de análisis del accidente que hay dos causas principales de la explosión de la central eléctrica: por un lado, la causa fundamental de la combustión y explosión de la batería de iones de litio es la fuga térmica. de la batería.Por ejemplo, no se puede garantizar la seguridad y la calidad de la batería de almacenamiento de energía.Escapes térmicos;por otro lado, el BMS, PCS, el transformador y los equipos de protección de relés y equipos de comunicación relacionados incluidos en el sistema de almacenamiento de energía de la batería pueden tener defectos de calidad, procesos de instalación y puesta en marcha no estándar, configuraciones irrazonables y aislamiento insuficiente., causan directa o indirectamente problemas de seguridad en el sistema de almacenamiento de energía.
En caso de accidente, además de los peligros causados por el incendio y la explosión en sí, también se pueden liberar productos químicos tóxicos que causan peligros químicos, e incluso pueden ocurrir peligros eléctricos o físicos cuando el personal relevante repara o rescata el sistema de almacenamiento de energía. .
Ha aumentado la demanda de control de temperatura del almacenamiento de energía y protección contra incendios.La edición de 2014 de la norma nacional “Código para el diseño de centrales eléctricas de almacenamiento de energía electroquímica” ha resultado difícil cumplir con el rápido desarrollo de los requisitos de seguridad del almacenamiento de energía.Además de los estándares nacionales, solo existen como referencia algunos estándares empresariales, estándares grupales, estándares locales, estándares americanos NFPA855, UL9540, etc.Aún es necesario regular más las normas de seguridad del almacenamiento de energía.
La nueva norma nacional para la seguridad del almacenamiento de energía GB/T 42288-2022 “Regulaciones de seguridad para centrales eléctricas de almacenamiento de energía electroquímica” fue aprobada por la Administración Estatal de Regulación del Mercado (Comité de Normas) y se implementará oficialmente en julio de este año.Los estándares de seguridad del almacenamiento de energía están mejorando gradualmente y volviéndose más estrictos, avanzando hacia la estandarización, una nueva etapa de desarrollo a gran escala.
Debido a los frecuentes accidentes de las centrales eléctricas de almacenamiento de energía, los estándares de seguridad del almacenamiento de energía de mi país se están acercando a los estándares globales y mejoran constantemente y se vuelven más estrictos.Se espera que la importancia de los sistemas de control de temperatura y protección contra incendios de almacenamiento de energía aumente significativamente y se espera un mayor desarrollo.
¿Cómo pueden ser más seguras las centrales eléctricas de almacenamiento de energía?
Yang Yusheng, académico de la Academia China de Ingeniería, cree que en la actualidad, las baterías de alta energía, como las baterías ternarias con alto contenido de níquel, no deberían ser el foco del desarrollo, y existe incertidumbre sobre el éxito de las baterías totalmente de estado sólido. .En la actualidad, parece que la batería de fosfato de hierro y litio tiene una alta seguridad y una larga vida útil, y no utiliza metales como el níquel o el cobalto.Puede convertirse en la fuerza principal, pero la rentabilidad debe mejorarse continuamente.
Según Huidong, experto jefe del Instituto de Investigación de Energía Eléctrica de China, en teoría, el fosfato de hierro y litio no es absolutamente seguro, pero sí relativamente seguro.Los accidentes de seguridad que se han producido hasta ahora en las centrales eléctricas de almacenamiento de energía se producen a menudo cuando falta la alerta temprana o se retrasa.Además, las medidas de protección contra incendios existentes no están preparadas para combatir incendios y, con el tiempo, provocan accidentes graves.
Según las estadísticas incompletas de la base de datos global de almacenamiento de energía CNESA, habrá muchos accidentes con baterías ternarias de iones de litio en 2021-2022, pero los proyectos de baterías ternarias rara vez se utilizan en los últimos dos años y son básicamente proyectos anteriores.Hay 6 casos de fosfato de hierro y litio, 1 batería de plomo-ácido y se desconocen los tipos de baterías restantes.
Por supuesto, con la posición clave del almacenamiento de energía en el objetivo del “doble carbono” y el aumento en el número de proyectos puestos en operación, la supervisión de la seguridad del almacenamiento de energía y la investigación relacionada también están recibiendo cada vez más atención.
El académico Ouyang Minggao dijo recientemente que el índice de explosión del fosfato de hierro y litio en baterías de gran capacidad es el doble que el de las baterías ternarias.
Frente a las numerosas rutas tecnológicas de almacenamiento de energía, muchos expertos dijeron que, aunque existen muchas rutas tecnológicas de baterías en la actualidad, estas tecnologías existentes no serán la ruta principal en el futuro y definitivamente aparecerán tecnologías disruptivas en el futuro.
En el futuro, el objetivo de la tecnología de almacenamiento de energía electroquímica es “bajo costo, larga vida útil, alta seguridad y fácil reciclaje”, lo que espera innovaciones disruptivas y avances tecnológicos.
Para mejorar la seguridad de las centrales de almacenamiento de energía es necesario tomar una serie de medidas:
En primer lugar, se debe reforzar la construcción de un sistema de alerta temprana, que incluya el monitoreo en tiempo real de parámetros como la temperatura, el voltaje, la corriente y la presión de las centrales eléctricas de almacenamiento de energía, a fin de garantizar que se puedan detectar y detectar posibles riesgos para la seguridad. respondido oportunamente.En segundo lugar, dada la particularidad de las centrales de almacenamiento de energía, se establecen medidas especiales de protección contra incendios y planes de emergencia para hacer frente a emergencias como los incendios.Además, preste atención al diseño y proceso del sistema de batería, adopte materiales avanzados de aislamiento térmico y tecnología de disipación de calor, controle eficazmente la temperatura y la liberación de energía de la batería y reduzca los posibles riesgos de seguridad.Al mismo tiempo, fortalecer la capacitación y gestión del personal para garantizar que los operadores tengan los conocimientos y habilidades de seguridad necesarios para responder correctamente a diversas emergencias.
La Administración Nacional de Energía también afirmó que es necesario fortalecer la aceptación de la conexión a la red.Las empresas de redes eléctricas deben cooperar activamente con la conexión a la red y la aceptación de las centrales eléctricas de almacenamiento de energía electroquímica, y evitar la "conexión a la red enferma" para las centrales eléctricas que no cumplen con los requisitos de las normas técnicas nacionales (de la industria) de conexión a la red.El plan de programación de operación debe optimizarse y el intervalo de programación seguro de la central eléctrica debe especificarse en el acuerdo de programación conectada a la red y debe implementarse estrictamente.
Hora de publicación: 22 de septiembre de 2023