国内外储能产业消防安全标准对比分析

随着储能行业的迅猛发展，电化学储能产业日益成熟，全球范围内装机呈倍数增长态势。最新数据显示，截至2024年上半年，我国已建成投运新型储能项目累计装机规模达4444万千瓦/9906万千瓦时，较2023年底增长超过40%，然而随着产业规模的扩大，储能安全问题也日益凸显，成为行业发展的关键挑战。

仅在9月，全球发生了多起在锂电领域的火灾事故，国内外储能安全事故频发，暴露出储能安全的严峻性。为了确保储能产业的健康持续发展，迫切需要确立明确的安全标准和提高行业准入门槛，以预防和减少严重事故的发生，已成为储能行业发展的核心需求。

本文将从国内外方面概述下储能安全的标准化现状：

国际上相关的标准化组织主要有国际电工委员会(IEC)、美国电器和电子工程师协会(IEEE)和国际大电网会议(CIGRE)，在标准方面以IEC最具代表性。

IEC储能安全标准：

■ IEC TC120成立于2012年，主要关注所有能够储存、释放电能的储能技术，以及储能系统与电力系统之间的互联。TC120下设5个工作组分别负责术语、性能参数、规划建设、环境和安全相关标准。

除TC120外，IEC碱性和非酸性蓄电池分技术委员会TC21/SC21A是制定锂离子电池相关国际标准最主要的组织。

美国储能安全标准：

■ 为解决储能安全问题，美国能源部(DOE)2014年发布储能安全战略规划，并于2015年成立储能安全工作组。标准工作组是储能安全工作组下设的三个工作组之一，主要推动和协调相关的标准制定机构(SDO)制修订储能安全相关的标准。DOE通过项目支持储能相关研发，并与SDO合作，填补储能标准空白。

美国储能标准主要覆盖储能项目建设、储能系统、储能技术本体和关键设备等层级，与储能安全相关的标准主要有下列标准。美国消防协会(NFPA)制定的NFPA 855“Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems”2019年正式发布，规定了电池储能系统部署要求，列出了各种储能项目设计和安装注意事项，包括不同场所中的间距、消防装置、通风以及相关的防火等要求。

美国保险商试验所(Underwriter Laboratories Inc，UL)是一家在安全标准方面具有广泛影响力的私营公司，该公司在2014年发布了世界上第一个用于固定储能的安全标准，即UL9540。UL9540是其他组织如美国消防协会(national fire protection association，NFPA)为制定消防安全或为建筑行业部署储能标准而制定的具体规范。

热失控是安全专家和消防人员最关心的问题之一。当电池系统中的火灾级联失控时，可能会发生这种情况，同时还存在火灾中电池释放爆炸性气体的问题，因为电池火灾即使在扑灭后也能重新点燃。所以，UL最近发布了UL 9540A，UL 9540A在2015年被批准为美国国家标准，在2016年被批准为加拿大国家标准。UL 9540A涵盖电化学储能系统、机械储能系统和储热系统，是评估电池储能系统热失控的测试方法。

UL 9540A“Test Method for Evaluating Thermal Runaway Fire Propagation in Battery Energy Storage Systems”是评估电池热失控特性的测试方法，通过测试热失控下产生的各种气体的浓度以及燃烧速率、爆炸压力等来评估火灾、爆炸的危害。NFPA 855等标准中要求电池容量、距离等超出限制时，需要向监管部门提供UL 9540A的测试结果。

在制定标准这方面，国际电工委员会IEC涉及储能标准制定工作的工作组有TC8、TC21、SC21A、T120等。电子电气工程师协会IEEE自2003年起陆续发布了一系列储能电站相关标准，其中IEEE1547在全球得到实际应用与广泛执行，是推动储能在智能电网应用的关键基石标准。美国保险商试验所(UL)、NFPA、德国电气工程师协会标会(VDE)、日本电气规格协会(JEA)、南德意志集团(TUV)、欧盟CEN-CENELEC联合工作组(CEN)等标准制订组织也陆续发布了关于电化学储能的系列标准。

国内储能安全标准：

■ 全国电力储能标准化技术委员会(SAC TC550)2014年正式成立，负责电力储能领域国家标准的管理，已形成覆盖规划设计、设备及试验、施工及验收、并网及检测、运行与维护、评价等方面的储能标准体系。目前与储能安全相关的标准主要有：① GB 51048—2014《电化学储能电站设计规范》;② GB/T 34120—2017《电化学储能系统储能变流器技术规范》;③ GB/T 34131—2017《电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范》;④ GB/T 36276—2018《电力储能用锂离子电池》;⑤ GB/T 36558—2018《电力系统电化学储能系统通用技术条件》;⑥ GB/T 40090—2021《储能电站运行维护规程》;⑦ DB11/T 1893—2021《电力储能系统建设运行规范》;⑧ 《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》。

电池安全标准方面，GB/T 36276—2018规定了储能用锂离子电池的技术要求，其中包括电池过充、过放、绝缘、耐压、短路、挤压、跌落以及热失控和热失控扩散等安全要求。2021年底强制性国家标准《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》正式立项，由中国电子技术标准化研究院组织起草中。

储能设备标准方面，GB/T 36558—2018规定了储能系统的能量转换效率、充放电时间等性能要求以及保护、监控、通信、计量等要求，GB/T 34120—2017规定了储能变流器的功能和性能要求，GB/T 34131—2017规定了电池管理系统的功能和性能要求。

储能建设标准方面，最早的标准GB 51048—2014于2014年发布，规定了储能电站的站址选择、规划布置、电气、土建、通风、给排水、消防等要求。

储能电站运维方面，GB/T 40090—2021规定了储能电站的正常运行、异常运行及故障处理、维护等过程的技术要求。为满足北京市储能项目安全建设需求，2021年12月28日北京市地方标准DB11/T 1893—2021《电力储能系统建设运行规范》正式发布，以“事前预防为主、安全监控为辅”为原则，明确了储能系统设计、施工、验收、运行维护及退役和应急处置要求。

与IEC、美国等储能安全标准对比，国内针对储能应用的电池安全标准仍在制定中，储能系统相关的电气安全、功能安全、电池热失控蔓延、火灾试验等相关要求有待进一步明确。

随着储能行业的进一步成熟和市场的扩大，有理由相信，储能安全标准将会继续发挥其重要作用，为行业的可持续发展提供坚实的保障，同时，也需要行业内外的共同努力，不断探索和创新，以实现储能技术的更安全、更高效、更经济的应用。