新能源應(yīng)用安全風(fēng)險(xiǎn)防控戰(zhàn)略研究

鏈條的貫通，充/換電站、儲(chǔ)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(chǔ)能站、加礎(chǔ)設(shè)施安全關(guān)注點(diǎn)，重點(diǎn)討論充/換電站、儲(chǔ)能站、加氫站、綜合能源站等新(一)我國(guó)新能源應(yīng)用概況我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)的壯大，推動(dòng)著充/換電基礎(chǔ)設(shè)施的爆發(fā)式增長(zhǎng)。中國(guó)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2022年我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施60%。未來(lái)，國(guó)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(jì)2025年的車樁比下降至2.17:1。換電是未來(lái)的重要補(bǔ)電模式，我國(guó)正在引領(lǐng)此領(lǐng)域的國(guó)際市場(chǎng)發(fā)展，預(yù)計(jì)到2025年主要企業(yè)規(guī)劃建設(shè)換電站超過(guò)3×10?座。整體來(lái)看，我國(guó)充/換電基礎(chǔ)設(shè)施建形成，2022年我國(guó)運(yùn)營(yíng)公共充電樁超過(guò)1×10?臺(tái)的充電運(yùn)營(yíng)企業(yè)僅有13家，但合計(jì)市場(chǎng)份額接近93%。2.儲(chǔ)能站我國(guó)正在加快開展儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)，2022年有超過(guò)20個(gè)百兆瓦級(jí)項(xiàng)目并網(wǎng)運(yùn)行，400余個(gè)百兆瓦級(jí)項(xiàng)目處于規(guī)劃建設(shè)階段；布局新型儲(chǔ)能示范項(xiàng)目216個(gè)，總規(guī)預(yù)計(jì)到2026年，新型儲(chǔ)能累計(jì)規(guī)模為48.5GW,復(fù)合年均增長(zhǎng)率為53.3%;“十在營(yíng)加氫站245座。制氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模、儲(chǔ)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(chǔ)-加”一體的新模式探索。從25個(gè)省份4.綜合能源站種能源綜合的集約化補(bǔ)給模式與應(yīng)用場(chǎng)景。2022年，中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司、奧動(dòng)新能源汽車科技有限公司合作建設(shè)了可極速補(bǔ)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(huì)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(guó)新能源應(yīng)用安全形勢(shì)1.新能源應(yīng)用安全事故頻發(fā)氫能、儲(chǔ)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(zhǎng)，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(guó)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(jì)欠妥、設(shè)備失效、人員操作失誤等是次要原因。充/換電站、儲(chǔ)能站、加潛在安全風(fēng)險(xiǎn)要素也更顯多場(chǎng)景、多維度、全流程(見圖1)。激M氧運(yùn)M秋圖1新能源基礎(chǔ)設(shè)施潛在安全風(fēng)險(xiǎn)要素(二)安全風(fēng)險(xiǎn)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(guó)高壓涉氫小直徑管道(一般為25mm左右)存在監(jiān)管真空；對(duì)于充/換電站在(一)發(fā)達(dá)國(guó)家的新能源應(yīng)用安全風(fēng)險(xiǎn)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(shì)，如美國(guó)、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(jī)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(huì)交流充電樁標(biāo)準(zhǔn)EN61851-1歐洲電氣工程師協(xié)會(huì)直流充電樁標(biāo)準(zhǔn)EN61851-23日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)交流充電樁標(biāo)準(zhǔn)JISC9711直流充電樁標(biāo)準(zhǔn)JISC97122019年之前沒(méi)有統(tǒng)一的儲(chǔ)能電站安全標(biāo)準(zhǔn)，2020年發(fā)布的IEC62933-5-2國(guó)(AS5139);韓國(guó)頒布了《儲(chǔ)能電站安全強(qiáng)化對(duì)策》,涉及“產(chǎn)品-安裝-運(yùn)美國(guó)能源部成立了儲(chǔ)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(yàn)證與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估組),從多個(gè)層面著手，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性能，提高行發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)關(guān)注并重視氫能基礎(chǔ)設(shè)施安2)。①美國(guó)通過(guò)法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)來(lái)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(jì)產(chǎn)業(yè)省節(jié)能與新國(guó)家/地區(qū)國(guó)家規(guī)范在工作場(chǎng)所安全儲(chǔ)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(chǔ)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(jì)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(jì)要?dú)渫L(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(jì)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(duì)我國(guó)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(duì)產(chǎn)業(yè)全鏈條上企業(yè)的安全引導(dǎo)以增強(qiáng)防范意識(shí)案例分析看，韓國(guó)的儲(chǔ)能火災(zāi)事故最多(概率為1%~2%),儲(chǔ)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(yùn)行。(一)總體架構(gòu)全健康發(fā)展水平(見圖2)。以“事故全過(guò)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(guò)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(xiǎn)防控與大2.儲(chǔ)能站到2025年，建立儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、新型儲(chǔ)能的全流程檢測(cè)與認(rèn)高至95%。到2025年，建立“制-存-運(yùn)-加”全流程氫能應(yīng)用安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管體系和強(qiáng)“制-存-運(yùn)-加”全流程氫能應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)與運(yùn)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(guò)95%。到2030年，建立加氫站安全監(jiān)控與風(fēng)險(xiǎn)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(guò)95%。4.綜合能源站到2025年，實(shí)現(xiàn)綜合能源站設(shè)備制造、安全設(shè)計(jì)、運(yùn)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(xiǎn)大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，增強(qiáng)智能(三)重點(diǎn)任務(wù)2.儲(chǔ)能站4.綜合能源站(四)中長(zhǎng)期工程科技支撐項(xiàng)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(wú)機(jī)隔膜復(fù)合材料等高安全儲(chǔ)能絕緣與安全防控研究高效熱設(shè)計(jì)及管理黃略，百兆瓦級(jí)以提升電網(wǎng)安全的規(guī)?；瘍?chǔ)能集成及示范儲(chǔ)能系統(tǒng)精準(zhǔn)狀態(tài)估計(jì)應(yīng)用技術(shù)研究大容量、電壓源化儲(chǔ)能機(jī)組集成儲(chǔ)能電站主動(dòng)安全防控體系構(gòu)建及驗(yàn)證電網(wǎng)故障/擾動(dòng)、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(hù)、消防一體化的主動(dòng)安全防控體系儲(chǔ)能核心部件性能與系統(tǒng)運(yùn)行性能全耦合的評(píng)能全鏈條一體化。互聯(lián)可我的試驗(yàn)平臺(tái)大容量，全尺寸電池系統(tǒng)的火災(zāi)試驗(yàn)平臺(tái)，儲(chǔ)能儲(chǔ)能數(shù)據(jù)集中管控云平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)協(xié)同的應(yīng)急處風(fēng)險(xiǎn)量化計(jì)算與評(píng)價(jià)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(xiǎn)評(píng)價(jià)及安全防控加氫站的量化裝置，具有安全聯(lián)鎖、過(guò)壓保護(hù)功能的加注模塊)