Недавно в течение двух дней произошли три инцидента с пожарами или взрывами на электростанциях ESS в США, Германии и Великобритании, вновь привлекая внимание к вопросам безопасности систем накопления энергии и поднимая тревогу для сектора ESS.
18 февраля на электростанции ESS Moss Landing в США, которая считается одной из крупнейших в мире батарейных систем накопления энергии (Фаза I: 1,2 ГВт·ч), произошел четвертый пожар, всего через месяц после предыдущего инцидента на том же объекте, что можно назвать "повторным возгоранием". Сообщается, что пожар длился более восьми часов, уничтожив более 70% оборудования станции. Предыдущий пожар месяцем ранее был вызван "сбоем внутренней системы пожаротушения, что привело к неконтролируемому возгоранию", уничтожив около 40% батарей ESS. Сообщается, что батарейные ячейки для этого проекта были поставлены компанией LG Energy Solution.
Совпадение или нет, но на следующий день в отдельной вилле на севере Германии произошел сильный взрыв. Предварительное расследование местных пожарных служб показало, что взрыв был вызван системой накопления энергии от солнечных батарей, установленной в доме. Предполагается, что в солнечный день система накопления энергии оказалась перезаряженной после полного заряда и не смогла вернуть избыточную энергию в энергосеть, что привело к взрыву. Однако официальные лица заявили, что "причина инцидента все еще расследуется". Примечательно, что в отчетах говорится, что технический специалист LG Energy Solution подтвердил, что в домашней системе ESS использовались литий-ионные батареи LG с емкостью 9,8 кВт·ч или 7 кВт·ч, но не батареи LFP.
В тот же день, 19 февраля, пожар произошел на строящейся электростанции ESS в Ист-Тилбери, Эссекс, Великобритания. Пожар был вызван неисправностью батарейной ячейки в контейнерной системе накопления энергии.
Безопасность ESS, по сути, является комплексной "важной темой", где наиболее критическим аспектом является внутренняя безопасность батарейных ячеек. Следовательно, каждый раз, когда происходит пожар или взрыв, люди часто сосредотачиваются на вопросах "какие типы батарейных ячеек использовались" и "кто их производитель". На основе предварительных выводов о причинах этих трех недавних зарубежных инцидентов с пожарами или взрывами на электростанциях/системах ESS очевидно, что оборудование ESS требует усиленного управления рисками на этапах проектирования, строительства, эксплуатации и обслуживания.
На уровне батарейных ячеек два из инцидентов напрямую связаны с LG Energy Solution, которая в основном использует технологию тройных батарей. Сообщается, что за последние несколько лет батареи ESS, поставляемые LG Energy Solution, вызвали более 70 случаев теплового разгона по всему миру, что привело к многочисленным отзывам "проблемных" батарейных ячеек. Известно, что с точки зрения материалов технология тройных литиевых батарей имеет температуру теплового разгона всего 120-140°C, что значительно ниже, чем у батарей LFP. При коротком замыкании или перезарядке это может легко вызвать цепную реакцию, выделяя воспламеняющиеся газы и приводя к пожарам, взрывам или неконтролируемым повторным возгораниям. Поэтому в Китае в проектах ESS обычно выбирают более безопасный путь батарей LFP вместо тройных материалов.
Внутренние крупные тендеры повышают пороги для обеспечения "качества" электростанций
В последние годы рынок ESS в Китае оказался в порочном круге ценовой конкуренции, где цены на ESS достигли рекордно низкого уровня. Это привело к смешению поставщиков, некоторые из которых экономят на качестве, чтобы снизить затраты, создавая угрозы безопасности для электростанций ESS. Робин Цзэн, председатель CATL, призвал отрасль избегать "хаоса", заявив, что "как ключевая инфраструктура для энергетического перехода, сектор ESS не может полагаться на 'низкое качество и сокращенные конфигурации', чтобы достичь 'низких цен', так как это лишено экономической целесообразности и устойчивости".
На фоне призывов отдавать приоритет "конкуренции ценности" над "ценовой конкуренцией" с второй половины прошлого года крупные владельцы тендеров, включая "Пять крупных и шесть малых", коллективно пересмотрели правила тендеров и повысили пороги.
Снижение веса ценовых факторов и введение комплексных показателей, таких как технические характеристики, сертификаты безопасности и возможности эксплуатации и обслуживания, стали основными тенденциями. К концу прошлого года некоторые центральные государственные предприятия снизили вес цены с 45% до 35%, переходя от модели "победа за самую низкую цену" к модели "победа за среднюю цену". Например, в недавнем тендере был указан механизм, согласно которому заявки "ниже или равные 90% от максимального предела цены" и "ниже или равные 95% от арифметического среднего всех действительных заявок" будут отклонены. Этот механизм направлен на балансировку цены и качества продукта, отклоняя слишком низкие заявки и активируя механизмы красной линии.
Кроме того, центральные государственные предприятия стали строже относиться к требованиям к прошлым достижениям участников тендера, их возможностям в области НИОКР, сертификатам на оборудование и датам производства батарей.
Например, в рамках закупки PowerChina на 16 ГВт·ч ESS и проекта CGN New Energy на 10,5 ГВт·ч ESS было четко указано, что батареи для каскадного использования и батареи из запасов не будут приниматься, а даты производства батарей не должны превышать три месяца до фактической даты поставки проекта. Кроме того, PowerChina потребовала от участников тендера предоставления 20 лет услуг по эксплуатации, обслуживанию и ремонту оборудования.
В отношении независимых возможностей НИОКР и производительности "участники тендера должны обладать независимыми возможностями НИОКР и производства хотя бы одного из компонентов: батарейных ячеек, PCS, EMS или BMS" стало базовым требованием. Что касается прошлых достижений, большинство владельцев тендеров требуют, чтобы участники завершили отдельные проекты объемом более 100 МВт·ч, а некоторые требуют более 200 МВт·ч. Например, China Huaneng требует, чтобы участники имели накопленную производительность ESS в Китае не менее 1,5 ГВт·ч (батареи LFP) с производственной мощностью батарейных ячеек не менее 2 ГВт·ч в Китае.
Постоянно растущие пороги тендеров "безжалостно" исключают малые и средние предприятия с недостаточной мощностью или квалификацией, что дополнительно концентрирует долю рынка среди ведущих предприятий. Это в определенной степени помогает обеспечить качество и безопасность тендерной продукции.
Ужесточение стандартов пожарной безопасности
Для предотвращения инцидентов на электростанциях ESS в последние годы во всем мире были установлены более строгие стандарты пожарной безопасности, демонстрирующие общий тренд к "ужесточению".
Внутри страны данные показывают, что около 20 провинций (городов) включили электростанции ESS в список ключевых объектов пожарной безопасности.
На национальном уровне Китай явно запретил использование тройных материалов в средних и крупных электростанциях ESS и постоянно совершенствует национальные стандарты. В июле 2023 года был введен в действие стандарт "GB/T 42288-2022 Правила безопасности для электростанций ESS". Этот новый национальный стандарт заполнил пробел в стандартах конфигурации безопасности для электростанций ESS, введя обязательные требования к конфигурации безопасности. Он подчеркнул переход от уровня кабины к уровню PACK для устранения основных источников риска, таких как тепловой разгон батарейных ячеек. Кроме того, новый стандарт ввел такие концепции, как предварительное предупреждение, системная связь, точное пожаротушение и предотвращение повторного возгорания, обеспечивая безопасность ESS с различных аспектов.
На местном уровне различные регионы постоянно совершенствуют нормативные акты, связанные с безопасностью ESS. С конца прошлого года местные политики в области пожарной безопасности ESS стали строже и детализированнее.
Например, в декабре 2024 года провинция Цзянсу планирует включить крупные электростанции ESS с номинальной мощностью 100 МВт и выше в список ключевых объектов пожарной безопасности. Чанчжоу, Цзянсу, предложил, чтобы проекты электростанций ESS не могли начинать строительство до тех пор, пока проекты систем безопасности не пройдут проверку. Чжэньцзян, Цзянсу, уточнил, что "общая номинальная энергия всех батарейных кабин в пределах одного пожарного блока не должна превышать 10 МВт·ч, а расстояние пожарной изоляции между батарейными кабинами в соседних пожарных блоках должно быть не менее 3 метров".
Ранее пожарно-спасательный корпус провинции Гуандун выпустил первый в стране документ о стандартах пожарной безопасности, специально для сектора ESS. Учитывая длительное время тушения, высокую сложность и сложную среду пожаров, связанных с литиевыми батареями, этот технический стандарт безопасности предоставил подробные правила для автоматических систем пожаротушения для ESS в помещении, ESS с литий-ионными батареями в виде сборных кабин, расстояний пожарной изоляции между сборными кабинами (шкафами) с литий-ионными/натрий-ионными батареями, а также длины и высоты противопожарных стен.
Стоит отметить, что в то время как батарейные ячейки и системы ESS стремятся к увеличению масштабов и повышению плотности энергии, сценарии их применения становятся все более сложными и разнообразными, что накладывает более высокие требования к безопасности систем ESS. От уровня батарейных ячеек, механических компонентов и электрического оборудования до проектирования, транспортировки, установки, применения и утилизации продуктов, а также эксплуатации и обслуживания электростанций ESS и политического надзора, вся отрасль должна работать вместе, чтобы строго обеспечивать качество. Практики ESS, в частности, должны всегда придерживаться принципа "безопасность прежде всего", отвергая иррациональную ценовую конкуренцию для обеспечения качества и безопасности продукции.
