大规模储能技术路线选择的思考
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2024-12-03
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非技术因素安全风险对大规模储能技术路线选择的思考
吴炎喜
大规模储能是建立起以太阳能、风能为主体的能源体系的关键支撑，是实现
碳中和体系的核心技术。巨大储能规模在选择技术方向和技术路线时，从安全
风险的角度需要有什么考虑呢？
通常人们非常注重技术因数的安全风险的防范，从设计、制造开始，以标准
从严控制防范技术因数的安全风险，力求杜绝技术因数的安全事故发生。但是
对于地震、军事冲突、恐怖袭击等等非技术因数的安全风险，列入不可抗力，
较少考虑。
但是 2022 年，我国多个省份发生非常严重的干旱，导致水电站枯水停机；俄
乌的军事冲突，能源设施也成为对方的攻击目标。这些非技术性的安全风险给
储能技术提出了警示，使得在选择储能技术方向和技术路线时，要充分考虑非
技术因数的安全风险，力求尽量避免非技术性的安全风险，及即使发生此类非
技术性的安全事故后，所造成的危害损失尽量小。
1. 大旱对抽水蓄能的安全威胁
2022 年，我国大部分地区发生非常严重的干旱，由于降雨异常减少，水电最
丰富的四川省在汛期也缺电。尤其是江西及邻近的几个省，干旱特别严重。人
们可以在长江的河道里从武汉漫步至九江；碧波荡漾的鄱阳湖水位见底，湖区
成立大草原，可见鄱阳湖多条水系上游的水电站也枯水停机，无下泄水量。以
此也可以推断出：如果是抽水蓄能电站，也会是因干旱缺水而失能。这就给选
择抽水蓄能作为储能技术路线带来了警示。如果遇到严重干旱导致抽水蓄能电
站怎么办？
抽水蓄能是当前主流的储能技术路线，抽水蓄能占了我国储能全部总装机的
90%，目前我国的抽水储能总装机约 1.1 亿kw 左右。由于抽水蓄能相对其它新
型的储能技术，经济性较好，对环境友好，抽水蓄能是我国今后储能继续发展
的技术方向。按我国《抽水蓄能中长期发展规划》中长期规划建设容量3.05 亿
kw，包括已建的共计容量约为 4.2 亿kw。因此，抽水蓄能继续将是以太阳能、
风能为主体的新型能源体系的主力储能支撑。
但值得警示的是：如果以抽水蓄能作为今后新型电力系统的储能支撑，再遇
到鄱阳湖见底的干旱年份，抽水蓄能电站的上、下水库也一定干涸，无水可蓄，
无水可抽，造成抽水蓄能电站近乎于“零”出力。这就将导致新型电力系统瘫痪。
而这样的瘫痪不是几个小时，也不是几天，而是几个月。电力系统瘫痪也就意
味着经济活动的窒息，一个国家大部分地区几个月的时间经济活动窒息意味着
什么？因此，抽水蓄能绝对不可以成为新型电力系统主力的储能支撑。
2. 俄乌军事冲突的警示
2022 年2月24 日，俄罗斯对乌克兰展开了军事行动，俄乌军事冲突由此开始。
9月26 日北溪天然气管道被炸。这些看是与储能无关，实际却给储能技术方向
和技术路线选择带来重要的警示。在选择储能技术方向和技术路线时，必须重
视军事冲突、恐怖袭击这些非技术因数的安全风险。
2.1 锂电储能的非技术因数安全风险
锂电是新型储能的主力，约占据了各种新型储能 90%以上的份额。由于锂电
池充电后是一个能量物体，而且采用了脂类有机电解液和六氟磷酸锂电解质，
锂电池正常状态其实是未引爆的炸弹。因此锂电储能电站非常重视技术因数安
全风险的防范，从设计制造开始，以标准从严的要求，控制防范技术因数的安
全风险，力求杜绝因质量问题导致的起火，爆炸等常规事故的发生。尽管锂电
储能电站以高标准从严把控技术因数的安全风险，但是，技术因数导致的安全
事故还时有发生，造成的损失很大。
储能储能技术路线选择把军事冲突、恐怖袭击等等非技术因数的风险，列入
不可抗力，未予重点考虑。虽然军事冲突、恐怖袭击此类风险发生的概率极小，
但是一旦发生，所造成的损失十分巨大。一棵炮弹或几颗子弹命中电池集装箱，
就可能引爆、引燃整个储能电站，成为一片火海，造成储能电站数亿至数十亿
元的损失和严重的环境污染。
由于锂电储能电站投资巨大，而破坏成本极低。如果以锂电储能电站构成大
比例支撑能源转型所需的储能规模，锂电储能电站将星罗棋布遍布在全国各地。
一旦发生军事冲突、恐怖袭击等非技术因数的安全风险发生，攻击我方的锂电
储能电站就是敌方成本最低，我方损失巨大，造成的不对称代价的一种战术方
式。此类战术在北约轰炸南联盟时，用石墨炸弹瘫痪南联盟的电网系统就使用
过。
2.2 液流电池电储能的非技术因数安全风险
液流电池电储能是电化学储能的重要分支，也重点发展的新型储能技术。钒
液流电池，铁—铬液流电池是水性电解液，液流电池不存在起火爆炸的技术因
数安全风险，液流电池已经成为一种很具有竞争力的新型储能方式。
但是面对军事冲突、恐怖袭击这类的非技术因数的安全风险，也存在非常大
的安全隐患。液流电池的储能物质是可变价的重金属化合物，重金属化合物溶
解在电解液中。由于液流电池的能量密度低，电解液量极大；以全钒液流电池
为例，全钒液流电池的能量密度仅为12～40wh/kg，每立方米电解液的储能电
量仅有12～40 kwh。一个1000Mwh 的储能电站，需要 25000～80000m3的电解
液。当发生军事冲突或恐怖袭击，一旦电解液储罐或管道被炮弹击中损坏，数
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非技术因素安全风险对大规模储能技术路线选择的思考吴炎喜大规模储能是建立起以太阳能、风能为主体的能源体系的关键支撑，是实现碳中和体系的核心技术。巨大储能规模在选择技术方向和技术路线时，从安全风险的角度需要有什么考虑呢？通常人们非常注重技术因数的安全风险的防范，从设计、制造开始，以标准从严控制防范技术因数的安全风险，力求杜绝技术因数的安全事故发生。但是对于地震、军事冲突、恐怖袭击等等非技术因数的安全风险，列入不可抗力，较少考虑。但是2022年，我国多个省份发生非常严重的干旱，导致水电站枯水停机；俄乌的军事冲突，能源设施也成为对方的攻击目标。这些非技术性的安全风险给储能技术提出了警示，使得在选择储能...
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