（文/程文智）近年來，儲能項目成為了市場關注的熱點，特別是2017年后，裝機量迅速提高。今年內上半年，我國各省公布的大中型儲能項目備案的項目已經接近60GWh；2021 年美國儲能總裝機量約6.8GWh，預計至2022 年底將達12GWh，預計同比增長77%，其中預計今年的新增裝機量為5.4GWh；歐洲2021年底，電化學儲能裝機量達3.3GWh，今年預計可達4.7WGh。

儲能項目裝機量的快速提升，其發展趨勢正在向單個項目容量大型化，逆變器拓撲結構電壓等級高壓化方向發展。正是因為這個發展趨勢，儲能項目的安全性顯得格外重要，畢竟儲能站起火可不是小事情。那么從技術上來看，如何來保障儲能站的安全呢？一般來說可以從三個方面著手，即電芯自身安全性、逆變器性能和消防系統。

電芯自身安全性

安全性最主要來源于電芯本身。電芯質量好、一致性好，出現故障的概率就小或耐用性強，所以大中型儲能項目進行關鍵設備選擇時，一定要采用一線品牌的電芯。

電芯類型方面有用三元鋰電池的，也有用磷酸鐵鋰電池的，不過磷酸鐵鋰電池的占比更高，占了90%以上。據業內人士透露，未來會有更多廠商采用磷酸鐵鋰電池，因為磷酸鐵鋰電池的安全性相對來說更高一些。加上鋰電池產能擴充得非常快，未來磷酸鐵鋰電池可能會繼續增長到95%，其余5%留給其他類型的電池，比如液流電池、鈉離子電池等等。

從廠商方面來看，第一梯隊有寧德時代、億緯鋰能等廠商；第二梯隊有瑞浦能源、中航鋰電、海辰新能源等。當然，還有國軒高科、欣旺達、比亞迪等電池廠商也有相關產品。

逆變器性能對儲能項目安全性的影響

一般來說，逆變器會串聯能源管理系統（EMS）與電池管理系統（BMS）來對電池進行保護。其中，EMS為決策環節，逆變器PCS為執行環節，BMS為監控環節。PCS在儲能系統中居中，向上與 EMS通訊互動，向下管理 BMS更多的起到保護作用，比如當儲能電站與外界的大電網連接，如果大電網出現不利于儲能電站的頻率或電壓波動， PCS會起到保護直流側電池組的職責，所以 PCS也是安全中特別關鍵的環節。

從難易程度來看，PCS的難度最高。因為電芯的生產過程中需要管理的材料只有三、四十種，而PCS的生產過程種需要調度的配件高達上千種，所以PCS生產的復雜度更高。加上逆變器的生產包括了電力電子、高壓電氣、控制、芯片等領域，技術壁壘更高。

目前大型集中式儲能逆變器市場中，上能電氣的市占率最高、陽關電源第二、科華數據第三。這三家基本瓜分了100MWh以上儲能項目的逆變器市場，合計市占率高達80%。其中，80%，留給其他廠家的空間很少。其中上能電氣市占率約40%，優勢較大，主要原因可能在于上能電氣不開展系統集成業務而陽光電源開展集成業務。上能電氣專注于公用逆變器及附屬系統，可與市面上所有儲能系統集成，包括海博思創、電工時代、寧德下屬的時代星云、比亞迪在內均會采購上能的逆變器；而陽光電源的集成業務與其他集成商構成競爭關系，其他集成商可能不會首選陽光電源的逆變器。

其次難度的是BMS。BMS涵蓋硬件和軟件，未來偏向硬件的層面會越來越多。隨著儲能市場的興起，這兩年國內很多芯片廠商都開始開發BMS相關芯片，未來幾年BMS芯片市場可能會出現激烈的競爭。

相對來說，EMS的難度更低一些。因為EMS可以認為是純粹的軟件系統，門檻不是很高，僅需熟悉電網并網標準和運行特性即可。有專家認為，市場上有能力做工控軟件的公司幾個月就可以獲得突破。

消防措施保證儲能安全

一般來說，鋰離子電池生產所需要的材料主要包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜及包裝材料等。電池包主要包含電池模組、蓋板、防護層、散熱系統和電池托盤等。

由于鋰離子電池結構的特性，如果發生熱失控的話，隨著溫度的上升，最早是隔膜分解，隨后電解液、EC等會發生分解反應，電解液的分解物還會與正極、負極發生反應，電芯隔膜將融化分解，多種反應導致大量熱量的產生。

隔膜融化導致內部短路，電能量的釋放又增大了熱量的產生，這種累積的互相增強的破壞作用，后果就是導致電芯防爆膜破裂，電解液噴出，發生燃燒起火，甚至爆炸。

為了防止儲能項目發生起火或者爆炸的事故，可以從PACK級別消防和先進的氣體檢測技術出發。結合監控稀有氣體（比如一氧化碳、甲烷等），可以提前發現隱情并預警。

還有一些技術可以監控固定空間的粒子數量，比如部分PACK內連接線纜等被加熱升溫時粒子數量會急劇上升。這種監控粒子數量的方案比監控從電解液中加熱蒸發出來的稀有氣體方案能更早知道電池內部的情況，可提前45分鐘發出預警。如果將這種技術與 PACK級噴淋消防技術結合，即可解決整個大型儲能電站發生嚴重事故或火災的問題。因為若消防噴淋全部做到PACK級別，可針對PACK單獨噴淋降溫，在未發生爆炸前就將其完全冷卻，阻斷事故蔓延。

不過，目前雖然技術可以達到，但成本較高，未來成本將會是技術推行的難點。如果消防可以做到便宜高效，則更可以保障大型儲能項目安全，有利于GWh級別的項目推廣。

結語

現在儲能項目很熱門，但也有很多技術難點需要行業內企業和專家共同努力，一起解決。