新能源應(yīng)用安全風(fēng)險防控戰(zhàn)略研究

鏈條的貫通，充/換電站、儲能站、加氫站、綜合能源站等新興基礎(chǔ)設(shè)施的市上不夠充分和系統(tǒng)；特別是相較于新能源發(fā)電設(shè)施，充/換電站、儲能站、加礎(chǔ)設(shè)施安全關(guān)注點，重點討論充/換電站、儲能站、加氫站、綜合能源站等新(一)我國新能源應(yīng)用概況我國新能源汽車市場的壯大，推動著充/換電基礎(chǔ)設(shè)施的爆發(fā)式增長。中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，2022年我國充電基礎(chǔ)設(shè)施60%。未來，國內(nèi)的車樁比將持續(xù)下降，規(guī)模化充布的充/換電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展規(guī)劃，預(yù)計2025年的車樁比下降至2.17:1。換電是未來的重要補電模式，我國正在引領(lǐng)此領(lǐng)域的國際市場發(fā)展，預(yù)計到2025年主要企業(yè)規(guī)劃建設(shè)換電站超過3×10?座。整體來看，我國充/換電基礎(chǔ)設(shè)施建形成，2022年我國運營公共充電樁超過1×10?臺的充電運營企業(yè)僅有13家，但合計市場份額接近93%。2.儲能站我國正在加快開展儲能項目建設(shè)，2022年有超過20個百兆瓦級項目并網(wǎng)運行，400余個百兆瓦級項目處于規(guī)劃建設(shè)階段；布局新型儲能示范項目216個，總規(guī)預(yù)計到2026年，新型儲能累計規(guī)模為48.5GW,復(fù)合年均增長率為53.3%;“十在營加氫站245座。制氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模、儲氫技術(shù)與關(guān)鍵材料絡(luò)體系建設(shè)，也促成加氫站內(nèi)“制-儲-加”一體的新模式探索。從25個省份4.綜合能源站種能源綜合的集約化補給模式與應(yīng)用場景。2022年，中國石油天然氣集團有限公司、奧動新能源汽車科技有限公司合作建設(shè)了可極速補能的“加油站-換電站”綜合能源站；張家口市建成了“油-氫-電”綜合能源站，用于北京冬奧會服務(wù)加快建設(shè)綜合能源站，如重慶市加快“油-氣-電-氫”綜合能源站建設(shè)，四加氣、充(換)電、加氫的綜合能源站。綜合能源站又是數(shù)字化的基礎(chǔ)設(shè)施，可(二)我國新能源應(yīng)用安全形勢1.新能源應(yīng)用安全事故頻發(fā)氫能、儲能、智能電網(wǎng)與綜合能源服務(wù)關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)鏈條較長，充/換電、氫能應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)涉及環(huán)節(jié)較多，加氫站、充電樁/換電站、綜合能源服電力朝著跨領(lǐng)域融合方向發(fā)展，“油-氣-氫-電”綜合供給服務(wù)集成特征凸(一)現(xiàn)有安全事故成因復(fù)雜足、人員操作不當(dāng)、安全監(jiān)管缺失等。分析國內(nèi)外90例車用氫能產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)鹿拾l(fā)現(xiàn)，加氫站與合建站環(huán)節(jié)的事故有48例，其中密封失效是主要原因(占比為45%),設(shè)計欠妥、設(shè)備失效、人員操作失誤等是次要原因。充/換電站、儲能站、加潛在安全風(fēng)險要素也更顯多場景、多維度、全流程(見圖1)。激M氧運M秋圖1新能源基礎(chǔ)設(shè)施潛在安全風(fēng)險要素(二)安全風(fēng)險認(rèn)知不顯充分(三)安全防控技術(shù)體系不夠完備(四)安全監(jiān)管制度建設(shè)滯后充/換電站的審批流程存在差異，主管部門不統(tǒng)一、執(zhí)行尺度不統(tǒng)一。在我國高壓涉氫小直徑管道(一般為25mm左右)存在監(jiān)管真空；對于充/換電站在(一)發(fā)達國家的新能源應(yīng)用安全風(fēng)險防控情況主流的充電樁安全標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。此外，面向大功為趨勢，如美國、歐洲建立了350kW功率充電的標(biāo)準(zhǔn)體系，支持解決大功率充制定機構(gòu)涉及內(nèi)容交流充電樁標(biāo)準(zhǔn)SAEJ1772直流充電樁標(biāo)準(zhǔn)SAEJ1772Combo歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會交流充電樁標(biāo)準(zhǔn)EN61851-1歐洲電氣工程師協(xié)會直流充電樁標(biāo)準(zhǔn)EN61851-23日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會交流充電樁標(biāo)準(zhǔn)JISC9711直流充電樁標(biāo)準(zhǔn)JISC97122019年之前沒有統(tǒng)一的儲能電站安全標(biāo)準(zhǔn)，2020年發(fā)布的IEC62933-5-2國(AS5139);韓國頒布了《儲能電站安全強化對策》,涉及“產(chǎn)品-安裝-運美國能源部成立了儲能安全工作組(包含標(biāo)準(zhǔn)工作組、安全宣傳與事故響應(yīng)組、安全驗證與風(fēng)險評估組),從多個層面著手，確保儲能系統(tǒng)的安全性能，提高行發(fā)達國家和地區(qū)關(guān)注并重視氫能基礎(chǔ)設(shè)施安2)。①美國通過法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)來保障氫能安全管理，采用了三層結(jié)構(gòu)：依次為法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、指導(dǎo)性技術(shù)文件。③日本設(shè)立了經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省節(jié)能與新國家/地區(qū)國家規(guī)范在工作場所安全儲存、使用和處理氫，氫在商業(yè)應(yīng)不同使用類型建筑的一般施工要求，氫氣站。易燃?xì)怏w，低溫液體儲氨能防火規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)氫技術(shù)綜合規(guī)范，綜合氣體安全規(guī)范，包含氧燃料電池在內(nèi)的商用燃料氫技術(shù)組件、氫管道設(shè)計和安裝規(guī)范(含管道材料選擇要求),合金鋼和復(fù)合材料壓力容器設(shè)計要氫通風(fēng)系統(tǒng)要求，容器安全泄放要求，氫能部件與系統(tǒng)要求，氫傳感器準(zhǔn)，燃料電池汽車的加注協(xié)議與設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，氫質(zhì)量要求日本自主指南氫氣品質(zhì)管理，氫氣計量管理，氫氣充裝性能確認(rèn)，充裝裝置檢查，燃料電池產(chǎn)業(yè)車輛(二)對我國新能源應(yīng)用安全監(jiān)管與應(yīng)急管理體系建設(shè)的啟示2.注重對產(chǎn)業(yè)全鏈條上企業(yè)的安全引導(dǎo)以增強防范意識案例分析看，韓國的儲能火災(zāi)事故最多(概率為1%~2%),儲能熱失控是火災(zāi)適應(yīng)性，更好保障新能源應(yīng)用的平穩(wěn)運行。(一)總體架構(gòu)全健康發(fā)展水平(見圖2)。以“事故全過程、治理全方位”為主線，突破充/換“車-辯-站”安全風(fēng)院(二)能力目標(biāo)1.充/換電站軟件，使充電預(yù)警診斷準(zhǔn)確率超過95%,初步形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、“車企-用戶-監(jiān)98%,建設(shè)和應(yīng)用智慧化、充/換電“車-樁-站”一體化的安全風(fēng)險防控與大2.儲能站到2025年，建立儲能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、新型儲能的全流程檢測與認(rèn)高至95%。到2025年，建立“制-存-運-加”全流程氫能應(yīng)用安全風(fēng)險監(jiān)管體系和強“制-存-運-加”全流程氫能應(yīng)用風(fēng)險辨識與運行監(jiān)控能力，使氫能應(yīng)用系統(tǒng)全流程在線監(jiān)控率超過95%。到2030年，建立加氫站安全監(jiān)控與風(fēng)險預(yù)警體系，明確氫能突發(fā)事件處置預(yù)案、處置技術(shù)、作業(yè)規(guī)程，使氫能應(yīng)用系統(tǒng)全流程預(yù)警率超過95%。4.綜合能源站到2025年，實現(xiàn)綜合能源站設(shè)備制造、安全設(shè)計、運維作業(yè)流程的標(biāo)準(zhǔn)化到2030年，突破和應(yīng)用綜合能源站的安全風(fēng)險大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，增強智能(三)重點任務(wù)2.儲能站4.綜合能源站(四)中長期工程科技支撐項目適用于電力系統(tǒng)特殊應(yīng)用需求的新型電因態(tài)電解質(zhì)/無機隔膜復(fù)合材料等高安全儲能絕緣與安全防控研究高效熱設(shè)計及管理黃略，百兆瓦級以提升電網(wǎng)安全的規(guī)?；瘍δ芗杉笆痉秲δ芟到y(tǒng)精準(zhǔn)狀態(tài)估計應(yīng)用技術(shù)研究大容量、電壓源化儲能機組集成儲能電站主動安全防控體系構(gòu)建及驗證電網(wǎng)故障/擾動、變流器故障在電池系統(tǒng)直流側(cè)的傳障隔離，安全預(yù)警、高效放熱、安全防護、消防一體化的主動安全防控體系儲能核心部件性能與系統(tǒng)運行性能全耦合的評能全鏈條一體化?；ヂ?lián)可我的試驗平臺大容量，全尺寸電池系統(tǒng)的火災(zāi)試驗平臺，儲能儲能數(shù)據(jù)集中管控云平臺，現(xiàn)場協(xié)同的應(yīng)急處風(fēng)險量化計算與評價指標(biāo)體系，高效率的事故緩解方法和應(yīng)加氫站氫系統(tǒng)綜合風(fēng)險評價及安全防控加氫站的量化裝置，具有安全聯(lián)鎖、過壓保護功能的加注模塊)