Nos últimos anos, a indústria de armazenamento de energia deu início a um crescimento explosivo.
A fim de melhor aproveitar o mercado e procurar maiores benefícios económicos, as empresas de energia continuam a optimizar a estrutura e o design das baterias de armazenamento de energia para alcançar maior densidade energética e maior vida útil.Combinando algumas empresas líderes na fabricação de armazenamento de energia, o desenvolvimento de “grande capacidade” também se tornou uma tendência importante atualmente.
A bateria de armazenamento de energia laminada de faca curta L500 tipo 325Ah produzida pela Honeycomb Energy tem apenas 21 mm de espessura, que é 2/3 mais fina que a bateria de armazenamento de energia de 280Ah;
O produto de célula de armazenamento de energia 315Ah da Envision Power aumentou a densidade de energia em 11% mantendo o tamanho inalterado;
A bateria de armazenamento de energia em grande escala de 320Ah produzida pela Penghui Energy tem um aumento de capacidade único de 14%;
EVE Lithium Energy lançou uma célula de armazenamento de energia de ultra grande capacidade de 560Ah, e uma única bateria pode armazenar 1.792kWh de energia;
No entanto, a grande capacidade também traz novos desafios para o desenvolvimento de baterias de armazenamento de energia.
À medida que a capacidade aumenta, a densidade de energia dentro da bateria também aumenta correspondentemente, o que leva a uma maior libertação de energia e a riscos de segurança mais graves.
Nos últimos anos, ocorreram incêndios e explosões em centrais elétricas de armazenamento de energia de tempos em tempos, e casos graves podem até causar mortes de funcionários.A segurança dos sistemas de armazenamento de energia sempre foi um tema de preocupação.
Na 4ª Conferência Internacional de Intercâmbio de Novos Veículos de Energia e Baterias de Energia (CIBF2023 Shenzhen), Ouyang Minggao, um acadêmico da Academia Chinesa de Ciências, disse que as baterias de fosfato de ferro-lítio são geralmente consideradas relativamente seguras, e isso é verdade para pequenas baterias de lítio baterias de fosfato de ferro em essência.No entanto, para uma bateria de grande capacidade, a temperatura interna pode exceder 800 graus, o que excede a temperatura de decomposição do cátodo de fosfato de ferro-lítio.
Para baterias de pequeno porte, porque há uma reação em cadeia no meio, há uma partição, e o material do eletrodo positivo basicamente não se decompõe até que esteja acima de 500 graus, portanto, baterias pequenas não estão nessa faixa.No entanto, a capacidade da bateria pode atingir 700-900 graus e pode romper e cruzar o separador, causando a decomposição do material do eletrodo positivo.As atuais baterias de armazenamento de energia têm basicamente mais de 300 amperes-hora (Ah), o que ainda é muito perigoso.
Por um lado, é necessário expandir a capacidade e reduzir custos e, por outro lado, é necessário manter o resultado final dos riscos de segurança.Como equilibrar os dois?
A indústria de armazenamento de energia atribui grande importância à segurança da bateria
Embora as centrais eléctricas de armazenamento de energia estejam a evoluir para uma grande capacidade, a segurança do armazenamento de energia e a protecção contra incêndios também enfrentarão testes mais severos.A segurança é o resultado final para o desenvolvimento da indústria de armazenamento de energia.
De acordo com estatísticas da Aliança Tecnológica da Indústria de Armazenamento de Energia de Zhongguancun, desde 2011, ocorreram mais de 70 acidentes de segurança de armazenamento de energia em todo o mundo.Em 2022, ocorrerão 17 acidentes com armazenamento de energia em todo o mundo, excluindo o armazenamento doméstico.
O China Electric Power Research Institute apontou no relatório de análise de acidentes que existem duas causas principais para a explosão da estação de energia: por um lado, a causa raiz da combustão e explosão da bateria de íons de lítio é a fuga térmica da bateria.Por exemplo, a segurança e a qualidade da bateria de armazenamento de energia não podem ser garantidas.Escapamento térmico;por outro lado, o BMS, PCS, transformador e equipamentos de proteção de relé relacionados e equipamentos de comunicação incluídos no sistema de armazenamento de energia da bateria podem ter defeitos de qualidade, processo de instalação e comissionamento não padrão, configurações irracionais e isolamento insuficiente., direta ou indiretamente causam problemas de segurança no sistema de armazenamento de energia.
Em caso de acidente, além dos perigos causados pelo próprio incêndio e explosão, produtos químicos tóxicos também podem ser liberados para causar riscos químicos, e até mesmo riscos elétricos ou físicos podem ocorrer quando o pessoal relevante repara ou resgata o sistema de armazenamento de energia .
A demanda por controle de temperatura de armazenamento de energia e proteção contra incêndio aumentou.A edição de 2014 do padrão nacional “Código para Projeto de Centrais Elétricas de Armazenamento de Energia Eletroquímica” tem sido difícil de atender ao rápido desenvolvimento dos requisitos de segurança de armazenamento de energia.Além dos padrões nacionais, existem apenas alguns padrões empresariais, padrões de grupo, padrões locais, padrões americanos NFPA855, UL9540, etc.As normas de segurança do armazenamento de energia ainda precisam de ser mais regulamentadas.
A nova norma nacional para segurança de armazenamento de energia GB/T 42288-2022 “Regulamentos de Segurança para Centrais Elétricas de Armazenamento de Energia Eletroquímica” foi aprovada pela Administração Estatal de Regulação do Mercado (Comitê de Padrões) e será implementada oficialmente em julho deste ano.Os padrões de segurança do armazenamento de energia estão melhorando gradativamente e se tornando mais rígidos, caminhando em direção à padronização, uma nova etapa de desenvolvimento em larga escala.
Devido aos acidentes frequentes nas centrais eléctricas de armazenamento de energia, os padrões de segurança do armazenamento de energia do meu país estão a aproximar-se dos padrões globais e estão constantemente a melhorar e a tornar-se mais rigorosos.Espera-se que a importância dos sistemas de armazenamento de energia, proteção contra incêndio e controle de temperatura seja significativamente aumentada, e espera-se um maior desenvolvimento.
Como as centrais de armazenamento de energia podem ser mais seguras?
Yang Yusheng, um acadêmico da Academia Chinesa de Engenharia, acredita que, atualmente, baterias de alta energia, como baterias ternárias de alto níquel, não deveriam ser o foco do desenvolvimento, e há incerteza sobre o sucesso de baterias totalmente de estado sólido. .Atualmente, parece que a bateria de fosfato de ferro-lítio tem alta segurança e longa vida útil, e não utiliza metais como níquel ou cobalto.Pode tornar-se a força principal, mas o desempenho dos custos deve ser continuamente melhorado.
De acordo com Huidong, especialista-chefe do Instituto de Pesquisa de Energia Elétrica da China, teoricamente falando, o fosfato de ferro-lítio não é absolutamente seguro, mas relativamente seguro.Os acidentes de segurança das centrais eléctricas de armazenamento de energia observados até agora ocorrem frequentemente quando o aviso prévio está em falta ou atrasado.Além disso, as medidas de proteção contra incêndios existentes não estão configuradas para incêndios e acabam por se transformar em acidentes graves.
De acordo com as estatísticas incompletas do banco de dados global de armazenamento de energia da CNESA, haverá muitos acidentes com baterias ternárias de íons de lítio em 2021-2022, mas os projetos de baterias ternárias raramente foram usados nos últimos dois anos e são basicamente projetos anteriores.Existem 6 caixas de fosfato de ferro-lítio, 1 bateria de chumbo-ácido e os demais tipos de bateria são desconhecidos.
É claro que, com a posição-chave do armazenamento de energia no objectivo do “duplo carbono” e o aumento do número de projectos colocados em operação, a supervisão da segurança do armazenamento de energia e a investigação relacionada também estão a receber cada vez mais atenção.
O acadêmico Ouyang Minggao disse recentemente que o índice de explosão do fosfato de ferro-lítio em baterias de grande capacidade é o dobro do das baterias ternárias.
Diante de inúmeras rotas de tecnologia de armazenamento de energia, muitos especialistas disseram que, embora existam atualmente muitas rotas de tecnologia de baterias, essas tecnologias existentes não serão a rota principal no futuro, e tecnologias disruptivas certamente aparecerão no futuro.
No futuro, o objetivo da tecnologia de armazenamento de energia eletroquímica é “baixo custo, longa vida, alta segurança e fácil reciclagem”, o que aguarda inovações disruptivas e avanços tecnológicos.
Para melhorar a segurança das centrais de armazenamento de energia, é necessário tomar uma série de medidas:
Em primeiro lugar, a construção de um sistema de alerta precoce deve ser reforçada, incluindo a monitorização em tempo real de parâmetros como temperatura, tensão, corrente e pressão das centrais eléctricas de armazenamento de energia, de modo a garantir que potenciais riscos de segurança possam ser detectados e respondido em tempo hábil.Em segundo lugar, tendo em conta a particularidade das centrais de armazenamento de energia, são estabelecidas medidas especiais de protecção contra incêndios e planos de emergência para lidar com emergências como incêndios.Além disso, preste atenção ao design e processo do sistema de bateria, adote materiais avançados de isolamento térmico e tecnologia de dissipação de calor, controle efetivamente a temperatura e a liberação de energia da bateria e reduza riscos potenciais à segurança.Ao mesmo tempo, reforçar a formação e a gestão do pessoal para garantir que os operadores tenham os conhecimentos e competências de segurança necessários para responder corretamente às diversas emergências.
A Administração Nacional de Energia afirmou também que é necessário reforçar a aceitação da ligação à rede.As empresas da rede eléctrica devem cooperar activamente com a ligação à rede e aceitação de centrais eléctricas de armazenamento de energia electroquímica, e evitar “ligações à rede doentes” para centrais eléctricas que não cumpram os requisitos das normas técnicas nacionais (da indústria) de ligação à rede.O plano de programação de operação deve ser otimizado e o intervalo de programação seguro da central elétrica deve ser especificado no acordo de programação conectado à rede e estritamente implementado.
Horário da postagem: 22 de setembro de 2023