ABEC 2024 | 第11屆中國(guó)（廣州）電池新能源產(chǎn)業(yè)國(guó)際高峰論壇現(xiàn)場(chǎng)
電池“達(dá)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(huì)——ABEC 2024 | 第11屆中國(guó)（廣州）電池新能源產(chǎn)業(yè)國(guó)際高峰論壇在廣州南沙舉行。本屆論壇由中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、電池“達(dá)沃斯”（ABEC）組委會(huì)主辦，電池網(wǎng)、海融網(wǎng)、我愛電車網(wǎng)、能源財(cái)經(jīng)網(wǎng)、電池百人會(huì)聯(lián)合主辦，來(lái)自全球電池新能源產(chǎn)業(yè)鏈的“政、產(chǎn)、學(xué)、研、金、服、用”各界500+嘉賓出席盛會(huì)，圍繞“順勢(shì)周期 破局向新——大時(shí)代下電池新能源產(chǎn)業(yè)的中國(guó)力量”這一年度主題，在交流與分享中，掀起頭腦風(fēng)暴，點(diǎn)亮思維，實(shí)現(xiàn)價(jià)值對(duì)話與精準(zhǔn)對(duì)接。
歐盟科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授孫金華
14日上午，歐盟科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授孫金華在論壇上作了題為《儲(chǔ)能鋰離子電池?zé)崾Э貦C(jī)理與儲(chǔ)能電站火災(zāi)防控技術(shù)進(jìn)展》的主題演講，分享了電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)、電化學(xué)儲(chǔ)能電站火災(zāi)形勢(shì)、儲(chǔ)能電池?zé)崾Э卦杏龣C(jī)理、儲(chǔ)能電站火災(zāi)防控技術(shù)進(jìn)展等，電池網(wǎng)摘選了其部分精彩觀點(diǎn)，以饗讀者：
安全問題已成儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展痛點(diǎn)和瓶頸
“實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的關(guān)鍵途徑是新能源革命。”孫金華表示，以太陽(yáng)能、風(fēng)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(dòng)性、隨機(jī)性和間歇性，而上述問題的解決途徑就是大力發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)。
截至去年，我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)仍然以抽水蓄能為主，但新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)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(chǔ)能占比已經(jīng)與抽水蓄能持平。孫金華指出，近幾年，我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展迅猛。2018年我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模首次突破GW，2019-2023年幾乎指數(shù)式增長(zhǎng)。2022、2023年連續(xù)兩年單年新增裝機(jī)超過前面所有年份總和。在“雙碳目標(biāo)”國(guó)家戰(zhàn)略背景下，我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)爆發(fā)式增長(zhǎng)。孫金華進(jìn)一步預(yù)測(cè)，到2030年，新型儲(chǔ)能規(guī)模將達(dá)到3億千瓦，將形成3萬(wàn)億產(chǎn)業(yè)。
在新型儲(chǔ)能中，鋰離子電池儲(chǔ)能的占比達(dá)到了97.3%。孫金華認(rèn)為目前的電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)一鋰獨(dú)大局面凸顯，一鋰獨(dú)大、一花獨(dú)放并不是好事，不如百花齊放。孫金華表示，中國(guó)鋰資源儲(chǔ)量在全球占比約7%，年消費(fèi)量卻占全球70%，且80%依賴進(jìn)口，易被“卡脖子”。從國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略考慮，必須有計(jì)劃有序消費(fèi)鋰資源，發(fā)展新型儲(chǔ)能電池（鈉離子電池、液硫電池等），新型儲(chǔ)能必須多點(diǎn)開花。
然而，隨著電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)的快速發(fā)展，面臨火災(zāi)形勢(shì)也日趨嚴(yán)峻。孫金華稱，近年來(lái)，全球電化學(xué)儲(chǔ)能電站火災(zāi)發(fā)生概率約為4×10-3（起/年?座），在我國(guó)，發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)、光儲(chǔ)充一體綜合等均發(fā)生過火災(zāi)。自2022年至2023年底，公開報(bào)道我國(guó)規(guī)模以上儲(chǔ)能電站火災(zāi)近10起（江西、海南、江蘇、甘肅、寧夏、珠海、溫州等），火災(zāi)發(fā)生概率約4~6×10-3（起/年?座），安全已成為電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)和瓶頸。
儲(chǔ)能電池到底安全不安全？業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，正常情況下儲(chǔ)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(fēng)險(xiǎn)完全是可接受的。但孫金華指出，單體磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)條件下沒有滿足著火的充分必要條件（適當(dāng)濃度范圍、溫度足夠高或高溫點(diǎn)火顆粒），現(xiàn)實(shí)情況下單體電池組成的儲(chǔ)能系統(tǒng)，更容易同時(shí)滿足著火的充分必要條件。
“單體電池火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)是可以接受的，但對(duì)于大規(guī)模儲(chǔ)能電站火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)依然很大。”孫金華表示，對(duì)于儲(chǔ)能電站而言，大量電池的串并聯(lián)使得儲(chǔ)能電站火災(zāi)發(fā)生的概率顯著增加外，儲(chǔ)能系統(tǒng)的電氣故障、電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能電站的沖擊等因素也進(jìn)一步加大了儲(chǔ)能電站火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。
預(yù)防儲(chǔ)能電站火災(zāi)應(yīng)做好三道防線
儲(chǔ)能電池為什么會(huì)著火？孫金華表示，燃燒三要素包括燃料、氧和足夠的點(diǎn)火能。而儲(chǔ)能電池就滿足了燃燒的三要素，燃料主要來(lái)自電解液蒸汽，隔膜以及材料分解的可燃?xì)怏w；氧氣主要來(lái)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(diǎn)火能主要來(lái)自化學(xué)反應(yīng)熱（正、負(fù)極與電解液的反應(yīng)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(yīng)特性，正負(fù)極材料與電解液的反應(yīng)放熱特性，全電池材料體系的總反應(yīng)放熱特性，以及對(duì)總包反應(yīng)的解耦，孫金華團(tuán)隊(duì)厘清了鋰離子電池?zé)崾Э剡^程中的分階段反應(yīng)及主控反應(yīng)，揭示了電池?zé)崾Э卦杏^程的物理化學(xué)耦合機(jī)制。
如何保障儲(chǔ)能電站的安全？孫金華建議，圍繞儲(chǔ)能電站的火災(zāi)安全應(yīng)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(yīng)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(shè)計(jì)等入手，提升電池安全性。
在過程安全方面，孫金華稱，儲(chǔ)能電站運(yùn)行過程中如果出現(xiàn)火災(zāi)事故的隱患，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行預(yù)警、及早處置，從而把事故扼殺在萌芽狀態(tài)。可采取的措施包括電池健康狀態(tài)評(píng)價(jià)技術(shù)、電池連接故障診斷技術(shù)，以及電池?zé)崾Э丶霸缙陬A(yù)警技術(shù)等。
在消防安全方面，在孫金華看來(lái)，如果預(yù)防儲(chǔ)能電站火災(zāi)的第一道和第二道防線都被突破，就應(yīng)做到在儲(chǔ)能電站發(fā)生火災(zāi)的及早期快速報(bào)警，并及時(shí)聯(lián)動(dòng)消防滅火系統(tǒng)，即在儲(chǔ)能電站著火瞬間就與消防滅火聯(lián)動(dòng)，及時(shí)撲滅電池火災(zāi)的同時(shí)，并對(duì)電池進(jìn)行持續(xù)降溫，實(shí)現(xiàn)滅火抗復(fù)燃的目的，做到小火不成大災(zāi)，形成第三道防線。
最后，孫金華強(qiáng)調(diào)，應(yīng)對(duì)儲(chǔ)能電站火災(zāi)最難的挑戰(zhàn)之一是如何防范鋰電池復(fù)燃，因此需要研發(fā)能夠帶電快速滅火，同時(shí)對(duì)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(xué)反應(yīng)。
（以上觀點(diǎn)根據(jù)論壇現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。）
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