公司新聞
白色儲能集裝箱平坦的頂部,突然開始冒出滾滾的濃煙。緊接著,橙色的火苗從底部穿刺而出,火焰肆意翻涌,裹挾著陣陣熱浪。
原本嶄新的儲能柜部分金屬外殼,在高溫下炙烤下,很快就變得烏黑。所幸的是,火焰始終在一個集裝箱內(nèi)燃燒,并未發(fā)生蔓延。
這場大火持續(xù)了近50個小時。站在監(jiān)視器前目睹這一“火災”的工作人員們,表情卻非常平靜,他們在觀測火勢變化,記錄相關數(shù)據(jù),期間并未采取滅火行動。
進行一次這樣的火燒測試,成本在千萬元級別以上。但包括遠景儲能在內(nèi),越來越多的頭部企業(yè),愿意掏錢做一場這樣的破壞性實驗。
這些實驗的目的,是為了評估儲能系統(tǒng)在極端災害情況下的耐受能力和可控性,以向市場證明自身產(chǎn)品的安全性。
迫使企業(yè)不惜千金“火燒”自家產(chǎn)品的背后,是安全問題已成為儲能行業(yè)的一大考驗。
儲能是電力系統(tǒng)的“充電寶”,可以解決風光發(fā)電間歇性與用電需求不匹配的問題。就政策端而言,隨著風光新能源裝機的增加,多國出臺了要求配置儲能的政策,疊加此前歐洲能源危機的刺激及電池成本的下降,以鋰電池為主的新型儲能市場規(guī)模快速擴大。
企業(yè)端來看,面對電動車放緩的增速,特斯拉加速轉(zhuǎn)向儲能業(yè)務,2024年儲能交付量同比翻番。國內(nèi)多家光伏企業(yè)也開始加碼儲能業(yè)務,視其為抵御主業(yè)疲軟的第二增長曲線。這些龍頭的入局,帶動儲能成為近年最為火爆的新能源賽道。
作為電網(wǎng)的“穩(wěn)定器”,儲能系統(tǒng)若突發(fā)故障,可能導致電網(wǎng)波動,影響社會生產(chǎn)生活秩序。隨著儲能系統(tǒng)正在從國內(nèi)偏遠配備大儲的區(qū)域,逐步走向人類居住活動頻繁的地方,國內(nèi)對安全的要求也將越來越高。
火燒實驗并不只是一場設備與火焰的對抗,更是儲能行業(yè)向安全邊界發(fā)起的一次挑戰(zhàn)。在行業(yè)競爭白熱化的當下,安全問題正在重塑儲能產(chǎn)業(yè)的競爭規(guī)則。
據(jù)界面新聞不完全統(tǒng)計,2024年以來,已有10家頭部企業(yè)排隊開展了儲能系統(tǒng)燃燒測試,僅6月以來就有六家企業(yè)接連點燃火焰,這種 “預防式投入”似乎正在成為頭部企業(yè)的共識。
美的集團科陸儲能產(chǎn)品總監(jiān)王凱曾對界面新聞算過一筆賬:進行儲能燃燒測試,認證等費用在百萬元級別,四個5 MWh集裝箱需400萬-500萬元以上,再加上場地、人力等,總投入輕松破千萬元。
即便如此高成本,目前已經(jīng)進行了測試的儲能企業(yè),已包括陽光電源(300274.SZ)、天合儲能、比亞迪(002594.SZ)、華為數(shù)字能源、瑞浦蘭鈞、阿特斯(688472.SH)、海辰儲能、科陸電子、遠景儲能以及思格新能源,前九家燃燒的產(chǎn)品均是大儲,思格測試的是中儲。
大儲是當前全球儲能主要市場,裝機占比超七成。按照應用場景,儲能可大致分為大儲(發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè))、中儲(工商業(yè))和小儲(戶儲、便攜儲)。大儲主要用于匹配大型電站使用,中儲主要應用于工商業(yè)。
去年6月,陽光電源主動燃爆PowerTitan1.0真機,宣布完成全球首個儲能系統(tǒng)大規(guī)模燃燒測試,一度引發(fā)市場熱議。
儲能燃燒試驗的核心,是為了模擬極端情況下的安全邊界。從目前企業(yè)燃燒試驗披露的情況來看,各家的采用標準、測試過程、最終表現(xiàn)各有不同,企業(yè)各有奇招。
例如,遠景儲能選擇“關門悶燒”,將煙氣全收集處理,挑戰(zhàn)儲能箱肩并肩、背靠背放置5 cm的全球最小間距;海辰儲能首創(chuàng)開門燃燒,希望讓氧氣充分參與,以模擬更劇烈的火情;科陸電子強調(diào)小火控制,減少火勢蔓延風險,其燃燒時長達59小時等。
海辰儲能燃燒試驗項目負責人王華磊告訴界面新聞記者,通過儲能艙燃燒試驗有幾個主要標準,首先,所有相鄰集裝箱內(nèi)的電芯溫度,均遠低于UL9540A電芯層級測試測定的電芯熱失控觸發(fā)閾值溫度(B箱≤42℃,C箱≤80℃,D箱≤70℃)。
如果觸發(fā)預制艙未發(fā)生結(jié)構(gòu)變形或坍塌的狀況,且相鄰三個集裝箱箱體均未發(fā)生燃燒和熱失控傳播,B、C、D三個箱體僅表面損傷,內(nèi)部模組完好無損,那么可以說,這是一次成功的試驗。
據(jù)界面新聞記者觀察,已經(jīng)進行了試驗的企業(yè),大多以CSA TS-800、CSA C-800、UL 9540A等國際安全標準為實驗依據(jù)。
CSA指加拿大標準協(xié)會,NFPA是美國消防協(xié)會,這兩家均是北美地區(qū)具有重要影響力的標準化組織。去年,比亞迪成為國內(nèi)首家完成CSA TS800大規(guī)?;馃郎y試的中國企業(yè)。
據(jù)王華磊介紹,NFPA855是北美防火規(guī)范,在北美市場認可度較高,所以大多數(shù)美國監(jiān)管機構(gòu)參照該標準對儲能系統(tǒng)進行驗收和檢查。
但是NFPA855沒有就如何測試明確細節(jié),因此有企業(yè)引用了UL9540A,其針對電芯層級、模組層級、箱體層級的安全均列舉出了具體的測試方法,但無法驗證極端工況。
對于CSA相關標準,王凱對界面新聞記者稱, CSA TS-800是極端工況下,儲能集裝箱大規(guī)?;馃南嚓P技術規(guī)范。隨后更新的CSA/ANSI C800,在前者基礎上擴展了CSA TS-800:24的工作成果。
今年3月,CSA集團發(fā)布了CSA/ANSI C800:25標準。據(jù)該公司介紹,這套標準超越了現(xiàn)有的安全與性能測試范疇,能夠?qū)δ芟到y(tǒng)在極端環(huán)境條件、機械沖擊、其他濫用狀況以及大規(guī)?;馃郎y試場景下的耐久性進行評估。
“有些企業(yè)可能會覺得火燒試驗完全參照CSA/ANSI C800有困難,所以會在說明測試要求時,點出參考了NFPA855的要求等。”王凱認為,目前還沒有誰家認可度更高的說法,美國和加拿大的標準基本為一體,未來諸多標準如國際電工委員會標準(IEC)等也在更新中。
今年8月,中國將迎來首部儲能電池安全強制性國標,即GB 44240-2024《電能存儲系統(tǒng)用鋰蓄電池和電池組安全要求》,這標志著中國在儲能用鋰電池安全管理領域邁出的重要一步。
在遠景儲能首席測試官李衛(wèi)眼中,中國儲能和鋰電行業(yè)在技術迭代、安全標準及產(chǎn)業(yè)鏈成熟度等方面處于國際領先地位,但在國際標準互認、海外市場準入等維度仍存在優(yōu)化空間,未來需加強全球標準體系的協(xié)同與互認。
驅(qū)動國內(nèi)企業(yè)爭先進行儲能燃燒試驗的動力,是行業(yè)對安全性的重視,更是海外市場準入規(guī)則的倒逼。
“大規(guī)?;馃郎y試是源于美國、澳洲、加拿大等地對部署大型儲能裝置時,關于儲能裝置安全的一項要求。在這些地區(qū)的部分項目中,已成為必備要求?!贬槍馃龑嶒灥脑?,瑞浦蘭鈞儲能系統(tǒng)研發(fā)總經(jīng)理劉思對界面新聞稱,雖然這并不是所有海外項目的必選,“但通過此測試無疑將大大增加客戶信心,提高中標的可能性?!?
王華磊也對界面新聞記者證實,美國客戶對于燃燒試驗的測試報告有較為明確的需求。國外儲能電站熱失控、火燒情況較多,一定程度上造成了業(yè)主或監(jiān)管部門對儲能電站安全的擔心。
“當下,儲能安全測試是技術加持,未來將成為獲得海外訂單的必要條件?!蓖鮿P給出的時間節(jié)點大概在2026年,屆時儲能要進入北美市場,均需要先做UL9540A的大規(guī)?;馃郎y試。
據(jù)他介紹,在美國等市場,消防員在驗收產(chǎn)品時不是只簡單看策略和結(jié)果,對過程的審查細致入微,每一個環(huán)節(jié)都需要簽字確認。甚至已有企業(yè)因試驗不達標,不得不重新投入測試,這背后透露出的是市場對安全標準的零容忍。
儲能系統(tǒng)通常由大量電池模組密集排列組成,其單元間間距小、熱量易積聚。一旦單個單元因短路、過熱等原因起火,高溫會迅速傳導,引發(fā)熱失控連鎖反應,短時間內(nèi)導致火勢大面積擴散。
去年以來,美國已多次發(fā)生大型儲能電站火災。去年5月,美國加利福尼亞州蓋特韋(Gateway)儲能電站發(fā)生起火,大火被撲滅后幾經(jīng)復燃,并持續(xù)了六天之久,由此引發(fā)儲能行業(yè)廣泛討論,并為儲能行業(yè)敲響安全警鐘。
火燒測試通過模擬真實火災場景,對儲能系統(tǒng)的熱失控擴散情況、防火阻燃能力以及消防聯(lián)動作用等關鍵指標展開檢測,為評估儲能系統(tǒng)的安全性提供關鍵參考。
在國內(nèi)企業(yè)興起這波熱潮前,特斯拉等海外儲能集成龍頭“走得更快”,其已通過UL9540A大規(guī)?;馃郎y試。
此外,公開資料顯示,2022年,系統(tǒng)集成商Fluence產(chǎn)品針對UL9540A ,也曾進行過電池儲能解決方案的大規(guī)模防火測試。
不過,相對于海外而言,當前國內(nèi)市場對于儲能系統(tǒng)的安全性還沒有強制要求,更多是評標的加分項。
“火燒測試在國內(nèi)競標時是‘錦上添花’,但在海外是當作紅線看。”遠景儲能總裁田慶軍對界面新聞稱。
在田慶軍看來,過去中國參與到儲能行業(yè)的系統(tǒng)集成中的企業(yè)魚目混珠,部分企業(yè)過度追求成本,忽略了產(chǎn)品質(zhì)量和安全,加劇了行業(yè)價格的內(nèi)卷。
在價格競爭白熱化的當下,如果火燒測試將從“自選動作”逐漸變?yōu)椤皽嗜腴T檻”,行業(yè)格局將迎來重塑,儲能將回歸本質(zhì)價值。
“目前在國內(nèi),產(chǎn)品能通過這種極限火燒測試的企業(yè),可能只有10家左右。”田慶軍判斷稱,加上單次測試成本超千萬元,這將構(gòu)筑儲能行業(yè)的門檻,有利于行業(yè)集約化高質(zhì)量發(fā)展。
此外,火燒測試需要儲能企業(yè)有足夠的訂單支撐做試驗,諸多隱形門檻足以勸退中小型玩家。
王凱對界面新聞稱,對于真正愿意真金投入的企業(yè)而言,儲能系統(tǒng)燃燒試驗比拼其實是一件好事,“過去兩年行業(yè)過熱,大量資本進入,其中也不乏投機行為,抱著 ‘撈快錢’的心態(tài),做兩單就離場?!?
王華磊稱,首先需要考慮電芯和模組的熱穩(wěn)定性,電芯如果不穩(wěn)定,熱失控會發(fā)生得非??臁k娦痉€(wěn)定,將確保在發(fā)生熱失控或者有熱量過來的過程當中,不易發(fā)生熱失控蔓延或者不易發(fā)生熱失控。此外,整個箱級系統(tǒng)的防火耐火,也需要達到熱失控和火焰不發(fā)生傳播的條件。
目前,各家企業(yè)采取的措施各不一樣。例如,科陸電子針對防熱安全防護體系設置了熱失控預警、火災抑制和爆炸防控三個不同的層級,并分別做了熱管理設計。
陽光電源在燃燒測試中,對儲能系統(tǒng)采用了“定向泄壓+物理隔離”設計。定向泄壓中,其在儲能柜頂部設置了爆燃面板,通過氣壓感知裝置來開啟泄爆,引導火焰和高溫氣體垂直向上釋放,避免橫向蔓延。物理隔離方面,采取了隔艙設計,將電池艙與電力電子艙分離,單艙燃燒時便不會影響其他區(qū)域。
“不是為了燒而燒,不然從商業(yè)決策領域看,是非理智行為。”王凱表示,如果市場需要產(chǎn)品達到某些指標,就得去做驗證,是否測試將是安全、市場、技術等方面多重考量的結(jié)果。
目前已進行過儲能燃燒試驗的相關企業(yè)中,少了寧德時代(300750.SZ)、海博思創(chuàng)(688411.SH)等龍頭身影,界面新聞就此詢問相關公司的考量,截至發(fā)稿未獲得回應。
今年5月,國家能源局、工信部、應急管理部等五部門聯(lián)合發(fā)布《關于加強電化學儲能安全管理有關工作的通知》,強調(diào)要切實落實電化學儲能安全管理責任,強化全鏈條安全管理,堅決防范遏制重特大事故。
田慶軍對界面新聞稱,尤其是136號文下發(fā)后,儲能將在市場上逐漸找到自身定位, 參與市場交易實現(xiàn)其商業(yè)價值,通過構(gòu)網(wǎng)功能支撐電力系統(tǒng),當客戶、業(yè)主能夠拿儲能賺錢時,將更為關注儲能的質(zhì)量、性能和安全。
“有些大型項目投標價格仍然低于成本價,但招標‘唯價格論’的情況在減少?!蓖鮿P呼吁,企業(yè)應該在保證安全和性能的前提下,控制成本并參與國內(nèi)競爭,但是企業(yè)應該堅守的底線。
“儲能是高門檻行業(yè),希望引導真正有實力、愿意在行業(yè)持續(xù)耕耘的企業(yè)聚焦研發(fā)投入,共同制定更高的技術標準和安全門檻?!碧飸c軍也表示。
這些測試中的熊熊火焰,燒出的不僅是儲能設備的安全邊界,更是行業(yè)從價格競爭轉(zhuǎn)向價值競爭的拐點。
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