近年来，随着能源紧缺和家庭储能需求加速增长，储能项目成为市场热点，装机容量快速增长。今年上半年，我国公布的大中型储能项目已接近60GWh。美国2021年储能总装机量约为6.8GWh，预计到2022年底将达到12GWh。到2021年底，欧洲电化学储能装机量将达到3.3GWh ，今年有望达到4.7WGh。
随着储能项目装机容量的快速增加，发展趋势是增加单个项目的容量。正是由于这种发展趋势，储能项目的安全性显得尤为重要。那么从技术角度来说，如何保障大型储能项目的安全呢？一般来说，我们可以从三个方面入手，即电芯本身的安全性、逆变器的性能和消防系统。
1、电芯本身的安全性
安全主要来自电芯本身。电芯质量和一致性好，故障概率小或耐用性强。因此，在选择大中型储能项目的关键设备时，一定要选用一线品牌电芯。从电芯类型来看，有三元锂电池和磷酸铁锂电池，但磷酸铁锂电池的占比更高，占比超过90%。据业内人士透露，未来会有更多厂商使用磷酸铁锂电池，因为磷酸铁锂电池的安全性相对更高。
此外，锂电池的产能扩张非常迅速。未来磷酸铁锂电池可能会继续增长到95%，剩下的5%会留给其他类型的电池，比如液流电池、钠离子电池等等。从储能电芯厂商来看，第一梯队包括宁德时代等厂商；第二梯队包括REPT、CALB等。当然，国轩高科、比亚迪等全球锂电池厂商也有相关产品。
2、逆变器性能对储能项目安全的影响
一般来说，逆变器会串联能量管理系统（EMS）和电池管理系统（BMS）来保护电池。其中，EMS是决策环节，逆变器是执行环节，BMS是监控环节。逆变器以储能系统为中心，向上与EMS沟通，向下管理BMS，起到更好的保护作用。例如，当储能电站接入外部大电网时，如果大电网出现不利于储能电站的频率或电压波动，逆变器将起到保护直流侧的作用电池组。
因此，逆变器也是安全中尤为关键的一个环节。从难度上来说，逆变器是最难的。因为电芯生产过程中需要管理的物料只有30、40种，而逆变器生产过程中需要调配的配件有数千种，逆变器生产的复杂度更高。此外，逆变器的生产涉及电力电子、高压电气、控制、芯片等领域，技术壁垒更高。
目前，在大型集中式储能逆变器市场，上能市占率最高，阳光电源第二，科龙第三。这3家企业基本占据了100MWh以上储能项目逆变器市场，合计市场份额高达80%。其中，上能的市场份额在40%左右，优势明显。主要原因可能是上能不做系统集成业务，而阳光电源做集成业务。第二个难点是BMS。BMS涵盖硬件和软件，未来面向硬件的层次会越来越多。
随着储能市场的兴起，近两年国内多家芯片厂商开始研发BMS相关芯片，未来几年BMS IC市场或将出现激烈竞争。相对来说，EMS难度要小一些。因为EMS可以认为是一个纯软件系统，门槛不是很高，只需要熟悉并网标准和运行特点即可。有专家认为，有能力在市场上做工控软件的企业，可以在几个月内取得突破。
3、确保储能安全的消防措施
一般来说，生产锂离子电池所需的材料主要包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜和封装材料。电池组主要包括电池模组、盖板、保护层、冷却系统和电池托盘。由于锂离子电池结构的特点，如果发生热失控，随着温度的升高，隔膜最早分解，随后电解液、EC等发生分解反应，分解产物为电解质也会与正极和负极发生反应。
电池隔膜会熔化分解，各种反应导致产生大量热量。隔膜熔化导致内部短路，电能的释放增加了热量的产生。这种累积的、相互加强的破坏作用，导致电芯防爆膜破裂，电解液喷出，发生燃烧起火，甚至爆炸。为了防止储能项目发生火灾或爆炸事故，可启动PACK级防火和先进的气体检测技术。
结合稀有气体（如一氧化碳、甲烷等）监测，发现隐患，提前预警。还有一些技术可以监测固定空间内的粒子数量。例如，当PACK中的部分连接电缆受热时，颗粒数量会急剧上升。这种监测颗粒数量的方案比监测从电解液中加热蒸发的稀有气体的方案更早地了解电池内部的情况，可以提前45分钟发出预警。
如果该技术与PACK级喷水灭火技术相结合，可以解决整个大型储能电站发生严重事故或火灾的问题。因为如果所有的消防喷头都达到PACK级别，那么PACK可以单独喷洒降温，可以在爆炸发生前完全冷却，防止事故的蔓延。不过，目前技术虽然可以实现，但成本相对较高，未来的成本将是技术落地的难点。如果能够廉价高效地做好消防工作，就可以保障大型储能项目的安全，有利于GWh级项目的推广。