科创中国

储能是促进能源转型升级的重要支撑技术，以磷酸铁锂电池为代表的电化学储能技术已迈入规模化应用阶段。近年来，韩、美等国电化学储能电站火灾事故频发，安全已成为制约其发展的最大瓶颈。目前，世界范围内尚无有效的电化学储能火灾防控技术，主要原因是：①热失控机理复杂、演变过程不清，传统探测反应滞后、精准度低。②电池老化呈非线性时变特征，难以预判电芯缺陷。③电池复燃抑制困难，缺乏有效的灭火技术。④现有消防标准体系不健全，安全设防等级低、风险大。 国网江苏公司联合清华大学、应急管理部天消所等储能消防领域一流团队，依托国际、国网科技项目等，产学研用攻关，突破理论机理、缺陷辨识、灭火抑制等关键技术，发布首个储能消防标准和典型设计，研制的安全防消成套装置实现了广泛应用。

（1）首创考虑梯度时程的电池热失控气体预警技术。提出电池模组电化学-热平衡迭代理论，建立磷酸铁锂电池热失控“电-热-力-气”耦合演变模型，揭示了热反应诱发机理，实现梯度时程下特征参量定量映射；首创计及空间气流扰动的H2、CO等特征气体预警技术，预警时间较传统烟感提前10分钟，显著降低火灾风险，填补国内外空白。 （2）发明基于衰老规律的电池缺陷动态感知及诊断技术。提出表征衰老特性和恒虚警概率模型的电池缺陷预判方法，预测电芯典型故障概率；研发自迭代、自调整、自适应的预诊断分析决策系统，动态优化运行策略参数，有效延长电池使用寿命。 （3）研发电池热失控-火灾阶段式精准控制及高效灭火技术。提出考虑时序分级、协同联动的火灾精准分级控制技术，实现储能电站火灾精准响应、有限损伤；首创模组级细水雾高效灭火技术，研制储能用细水雾灭火成套装置，灭火不复燃，降温抑制能力较七氟丙烷提升1.6倍，攻克了电池火灾难扑灭、易复燃的难题。

储能是促进能源转型升级的重要支撑技术，以磷酸铁锂电池为代表的电化学储能技术已迈入规模化应用阶段。近年来，韩、美等国电化学储能电站火灾事故频发，安全已成为制约其发展的最大瓶颈。目前，世界范围内尚无有效的电化学储能火灾防控技术，主要原因是：①热失控机理复杂、演变过程不清，传统探测反应滞后、精准度低。②电池老化呈非线性时变特征，难以预判电芯缺陷。③电池复燃抑制困难，缺乏有效的灭火技术。④现有消防标准体系不健全，安全设防等级低、风险大。

项目授权发明专利21件，发表论文42篇（SCI检索18篇），软件著作权10项，发布团标8项，出版专著2部。刘吉臻院士领衔的鉴定委员会认为“整体居于国际领先水平”。美中绿色能源促进会高度评价：“为储能电站的稳定运行建立了安全屏障”。 成果用于江苏、青海等10省储能项目，建成了世界规模最大的110.88MW/193.6MWh苏州昆山储能电站，入选国家能源局首批科技创新示范项目。成果还在英、美等国应用，可推广至交通、通信等行业。项目推动了我国储能产业发展，对落实国家“双碳”战略目标具有重要价值。

有效维护社会稳定。项目通过储能电站安全防控关键技术与成套装备的开发与应用，有效降低储能电站火灾事故风险，减少储能电站火灾事故对社会稳定、国民经济造成的损害。

有力促进产业发展。推动规模化储能安全防护模式变革，促进储能设计、装备、软件的优化升级，助推储能安全标准体系构建，有利于储能产业健康发展。

可靠保障能源安全。项目保障了储能电站的安全运行，有效提升了电网在新能源全额消纳、极端天气应对、特高压故障处理等方面的可靠性，有利于碳中和目标实现。

减少储能系统事故损失。项目提高了储能电站整体运行水平，大幅减少火灾事故带来的巨额损失。以江苏镇江储能电站为例，2019年以来项目成果预警探测热失控3起，可避免由电池热失控引发的电网停电及火灾事故损失。

降低电池运行维护成本。项目有助于提高运维决策效率，减少运维人员事故排查、检修决策等工作负荷，运维成本占投资0.5%测算，储能系统全寿命周期成本年值将减少约59.22元/kWh。

自行投资实施转化