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UL 于电池科技峰会提出国际电池储能系统标準三大发展方向


2020-06-09


UL 于电池科技峰会提出国际电池储能系统标準三大发展方向

台湾具高度权威与前瞻性的电池科技趋势年度大会「2018 电池科技峰会」,今日于台北华南银行国际会议中心盛大举行,吸引超过 300 名企业人士参与。全球安全科学机构 UL(Underwriters Laboratories)以「电池储能」为主题,邀请产业专家一起探索电池应用与安全的发展趋势,提出国际电池安全标準的发展走向,包括电池与系统安全兼顾、功能性安全评估建立,以及反向思考安全考量,从失效防护着手。

UL 全球研发技术总监王凯鲁博士在会中指出,「绿能当道,储能系统是现今产业与政府解决电力问题的重点发展项目。观察目前产业实务上的应用,以及各种最新市场调查数据,都说明了储能市场与电池技术的紧密关联性,这也为电池产业的各方带来新商机和新挑战的省思。」

根据市场研究机构 HIS 报告,全球储能系统的年安装规模,近年呈现巨幅成长,在 2012 和 2013 年的初始安装数仅有 0.34GW,到 2017 年已达 6GW,至 2022 年更可望超过 40GW(注 1)。

进一步分析,随着併网型储能系统的需求增加、再生能源产业对锂离子技术的高需求、以及锂离子电池持续降价,MarketsandMarkets在最新发布的预测报告就指出,上述因素将使得全球电池储能市场从 2018 年的 19.8 亿美元,以 33.9% 的年複合成长率,至 2023 年增加到 85.4 亿美元,而亚太区国家的成长率最高(注 2)。

从更大的市场来看,蓬勃发展的电动车、不断增加的智慧型装置需求,和各产业电池採用率的增加,种种利多因素的推波助澜下,锂离子电池已是目前的主流电池技术。根据 ResearchAndMarkets.com 的 2018 年最新报告,全球锂离子电池市场在 2017 年达 298.6 亿美元,预期到 2026 年,将以 18.7% 的年複合成长率增长到 1,393.6 亿美元(注 3)。

电池与系统安全兼顾

「从这些广泛且快速发展的锂电池应用技术,我们可以观察到一个重要的趋势,那就是因应多元应用的发展,安全仍是最大关键。因此,除了电池安全技术持续改进,电池的安全标準也持续更新。UL 即对特定应用锂电池的产品提出新的安全标準,像是针对电动滑板车、电动自行车、无人机等。」王博士指出。

另,即使是设计良好的电池,放在有缺陷的系统或充电器中也会发生故障。因此2015 年推出的 UL Subject 9540 储能系统标準,就涵盖了电子、电气化学、机械和其他类型的储能技术,以及电网/输电线系统等,是从整体系统来看各个关键性零件和电池之间运作协调的安全。

功能性安全列入评估

儘管设计、开发和测试锂电池系统有其价值,但其安全性也会面临使用者不易预知的行为和误用的挑战。过去多年来,标準组织已从系统层次将功能性安全(functional safety)列入标準中。功能性安全常被视为一个系统或产品整体安全最关键的环节,是在产品的前端设计和测试中将终端使用者的因素考虑进来,强调使用者的安全保障。

反向思考预测失效完封潜在危险

此外,标準另一个发展趋势,就是反向思考,除了基本的安全要求,也须加入考量最坏状况,提出失效后的应对防护措施。由于,未来储能系统将安装在混合式住宅或高楼层建筑中,规範须更周延。美国即针对此,提出新的消防草案 NFPA 855,要求进行大规模的火灾测试,以评估电池失效的火灾风险。

王博士强调,「预测失效相当重要,电池开发人员可从电池失效造成的最坏情况来思考,进而设计完善的失效模式,以降低伤害的严重性。」UL 提出的新测试方法标準 UL 9540A,就藉由评估电池热失控时储能系统的火灾特性,进而提供规划防护措施的依据,以确保符合如国际消防法规(IFC)及美国国家防火协会(NFPA)对电池储能系统的安装要求。

此次峰会以「电池、新创、能源」为主轴,会中亦邀集台湾电池协会、工研院产业科技国际策略发展所(IEK Consulting)、有量科技、台达电子等资深专家共同探讨趋势、技术、安全、管理、应用与供应链等商机,以及 UL 保护和加速电池创新的相关标準。

注 1:《事实与数据》,美国 Energy Storage Association。注 2:《电池储能系统市场到 2023 年将达 85.4 亿美元》,MarketsandMarkets,2018 年 3 月 29 日。注 3:《锂离子电池──全球市场展望(2017-2026)》,ResearchAndMarkets.com,2018 年 6 月 19 日。



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