原創(chuàng)儲能電站火災(zāi)頻發(fā)，儲能行業(yè)何時(shí)為“浸沒式液冷”買單？

儲能電站火災(zāi)事件促使行業(yè)關(guān)注安全技術(shù)，浸沒式液冷因其高效散熱和安全性備受矚目。已有實(shí)際運(yùn)營案例證明其效果，但高成本限制了廣泛應(yīng)用。隨著儲能行業(yè)對安全的重視和政策對消防的要求提高，浸沒式液冷技術(shù)的價(jià)值可能得到更多認(rèn)可。然而，如何平衡成本與安全仍是當(dāng)前挑戰(zhàn)。

美國一儲能電站失火，六天不滅，再次掀開了儲能安全問題之“痛”。

華夏能源網(wǎng)獲悉，幾日前，昔日全球最大鋰電儲能電站——250兆瓦的蓋特韋（Gateway）儲能電站起火，引發(fā)儲能行業(yè)關(guān)注。

毫無疑問，隨著儲能行業(yè)發(fā)展越來越以“安全至上”為導(dǎo)向，除了把目光投向更安全的固態(tài)電池、液流電池的同時(shí)，也推高了集溫控與消防與一體的“浸沒式液冷”技術(shù)的討論熱度。

早在去年3月，全球首個(gè)浸沒式液冷儲能電站，南方電網(wǎng)梅州寶湖儲能電站正式投運(yùn)。彼時(shí)，南方電網(wǎng)曾表示，梅州寶湖儲能電站的每個(gè)浸沒式液冷電池艙容量為5.2兆瓦時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)電池運(yùn)行溫升不超過5攝氏度，不同電池溫差不超過2攝氏度。

如今，該電站已經(jīng)運(yùn)行一年有余，據(jù)項(xiàng)目方反饋，“項(xiàng)目區(qū)域電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力提升顯著”。

關(guān)于浸沒式液冷技術(shù)從技術(shù)到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的新進(jìn)展，近日，華夏能源網(wǎng)與專注于浸沒式液冷技術(shù)研發(fā)的華清高科聊了聊。

冷卻液發(fā)展的三大方向

浸沒式液冷技術(shù)，是儲能系統(tǒng)溫控技術(shù)中較為前沿的技術(shù)方向之一。

華清高科銷售總監(jiān)陸升全告訴華夏能源網(wǎng)：“浸沒式液冷就是將系統(tǒng)發(fā)熱零部件全部浸泡在冷卻介質(zhì)里，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量被充分吸收并隨著系統(tǒng)的循環(huán)，熱量被帶走，大大降低了系統(tǒng)能耗。另外，因浸沒液是近乎絕緣的冷卻介質(zhì)，擊穿電壓可達(dá)40KV以上，大大提高了系統(tǒng)的安全性?！?/p>

正是憑借這些優(yōu)勢，自浸沒式液冷技術(shù)一經(jīng)問世，便受到人們的熱捧，多家儲能企業(yè)也均有相關(guān)產(chǎn)品推出。

例如，湖北楚能新能源發(fā)布的“浸默”電池安全系統(tǒng)，南瑞繼保推出的浸沒式液冷儲能一體柜PCS8812IB，易事特集團(tuán)與佛山久安儲能科技合作的流動浸沒液冷箱式儲能系統(tǒng)等，這些產(chǎn)品都曾一度在行業(yè)內(nèi)引發(fā)關(guān)注。

行業(yè)也對浸沒式液冷技術(shù)寄予厚望，未來有望成為溫控環(huán)節(jié)的技術(shù)主流。

浸沒式液冷的核心是冷卻液，技術(shù)創(chuàng)新也集中在冷卻液環(huán)節(jié)。

作為一家合肥市高新區(qū)的高科技企業(yè)，華清高科長期專注于表面處理和液冷等新技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，是安徽省“861”項(xiàng)目和合肥市“121”重大工業(yè)項(xiàng)目，也是合肥市政府唯一批準(zhǔn)的表面處理及新型液冷產(chǎn)業(yè)配套基地，先后承擔(dān)了國家火炬項(xiàng)目等科技攻關(guān)項(xiàng)目20余項(xiàng)。

基于在專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力，華清高科已經(jīng)研發(fā)了多種浸沒式冷卻液，主要包括三大方向——油類、有碳?xì)浠衔镱惣胺旱?/strong>，其液冷產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)頗具代表性。

陸升全表示，目前，冷卻液技術(shù)正朝著更安全、更環(huán)保、更具性價(jià)比的方向發(fā)展。華清的產(chǎn)品的研發(fā)也遵循了這三個(gè)發(fā)展趨勢。

冷卻液的技術(shù)原理圖

以其研發(fā)的HO-ES0系列產(chǎn)品為例，該系列冷卻液由聚酯級乙二醇緩蝕劑及消泡劑等精制而成，冰點(diǎn)范圍在-60℃~-20℃之間，如果電池因外力破損，溫控液內(nèi)流至電池也不會發(fā)生燃爆；同時(shí)還具有優(yōu)異的防凍性能，防止波體凍結(jié)膨脹導(dǎo)致的設(shè)備損壞。

在前沿技術(shù)方面，兩相浸沒式冷卻液也已經(jīng)相對成熟，氟化液就是其中之一。

據(jù)陸升全介紹，目前服務(wù)器集群（IDC數(shù)據(jù)中心）通常采用兩相液冷形式的浸沒式液態(tài)散熱，冷卻液在循環(huán)散熱過程中發(fā)生了相變，冷卻液帶走電子元件熱量后發(fā)生相變氣化，氣態(tài)冷卻液被其它設(shè)備冷凝重新變成液態(tài)，兩相液冷由于冷卻液發(fā)生了相變，所以傳熱效率很高。

同時(shí)，在低碳發(fā)展的大背景下，國家對冷卻液的環(huán)保要求也越來越高。陸升全介紹，華清高科的冷卻液不含有無磷、胺、亞硝酸鹽、硝酸鹽、鉬酸鹽等無機(jī)鹽成分，能夠滿足歐盟RoHS、REACH等法規(guī)要求。

大規(guī)模應(yīng)用面臨成本挑戰(zhàn)

盡管浸沒式液冷在安全、環(huán)保方面具備多重優(yōu)勢，但目前市場應(yīng)用上還較為小眾，還未到大規(guī)模使用階段。

對于制約其發(fā)展的因素，陸升全表示，“對于浸沒式液冷，業(yè)主和投資人考慮更多的是成本問題；系統(tǒng)集成商則主要考慮其技術(shù)是否成熟、是否已經(jīng)在業(yè)內(nèi)大量應(yīng)用、會不會給系統(tǒng)帶來風(fēng)險(xiǎn)等?！?/p>

目前，儲能的溫控技術(shù)包括風(fēng)冷（自然風(fēng)、空調(diào)）、冷板式液冷、浸沒式液冷等幾種，從溫控效果角度講，三者遞增；從成本角度講，三者也呈遞增的趨勢，浸沒式成本目前最高。

在業(yè)界，溫控系統(tǒng)一直被稱為儲能運(yùn)營收益的“隱形殺手”，不僅會影響儲能系統(tǒng)初始購置成本，還影響后期運(yùn)營成本。

以風(fēng)冷技術(shù)中的空調(diào)系統(tǒng)為例，搭載空調(diào)系統(tǒng)后，會在運(yùn)營中使儲能系統(tǒng)電能轉(zhuǎn)化效率降低5%；如果在高溫或嚴(yán)寒的環(huán)境中，能耗則更為明顯。

浸沒式液冷的成本以及給系統(tǒng)帶來的能耗，高于空調(diào)式的風(fēng)冷系統(tǒng)。

一方面，儲能行業(yè)近年來的發(fā)展仍處于“成本拼殺”階段。隨著競爭的加劇，儲能行業(yè)也掀起了一股降本潮，電芯、集成設(shè)備都在極力壓縮成本，溫控系統(tǒng)也不例外。很明顯，綜合考慮，采用高成本的浸沒式液冷并不劃算。

因此，相比之下浸沒式液冷在行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展比較緩慢。

另一方面，為了平衡成本與安全，許多各系統(tǒng)集成商在溫控方面嘗試應(yīng)用一些“微創(chuàng)新”應(yīng)用，例如，采用風(fēng)冷+液冷組合的方式，并且讓其更加智能化；有的廠商摒棄空調(diào)和液冷系統(tǒng)，溫控硬件只保留了風(fēng)扇，采用自然風(fēng)的方式來進(jìn)行降溫。

有的系統(tǒng)集成商更為大膽，直接提出了“無空調(diào)無液冷”概念，到底哪一種溫控方案，能夠經(jīng)受住電站長期運(yùn)營的考驗(yàn)，還有待時(shí)間的驗(yàn)證。但由于上述多種方案在行業(yè)內(nèi)的推行，讓浸沒式液冷的發(fā)展暫時(shí)充滿了挑戰(zhàn)。

對于集成商重點(diǎn)考慮的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)問題，陸升全告訴華夏能源網(wǎng)，浸沒式液冷技術(shù)已經(jīng)非常成熟，對系統(tǒng)而言完全不存在風(fēng)險(xiǎn)。

盡管目前，浸沒式液冷在儲能行業(yè)的應(yīng)用并不廣泛，但其可靠性已經(jīng)在其他行業(yè)得到了廣泛驗(yàn)證。

目前浸沒式液冷技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用于能耗更高、對安全要求也更高的數(shù)據(jù)中心場景，客戶對于浸沒式液冷的優(yōu)異性得到了認(rèn)可。行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，對數(shù)據(jù)中心提供電力支持的設(shè)備中，服務(wù)器被浸泡在特殊冷卻液里，產(chǎn)生熱量可被冷卻液直接帶走進(jìn)入外循環(huán)，全程用于散熱的能耗比較于風(fēng)冷模式減少90％。

由于受限于成本，浸沒式液冷的價(jià)值是否被低估了？

對此，陸升全認(rèn)為，隨著行業(yè)對儲能電站安全重視程度的提升，以及各地區(qū)對儲能電站消防問題提出新要求，這一前沿技術(shù)的價(jià)值會有望逐漸被行業(yè)接受。

華夏能源網(wǎng)注意到，就在近日，浙江省溫州市相關(guān)部分就針對工商業(yè)電站重點(diǎn)開展了“消防安全整改”，進(jìn)一步提高分布式儲能項(xiàng)目的驗(yàn)收門檻。類似的政策將進(jìn)一步推動儲能溫控、安全系統(tǒng)的升級，為新技術(shù)應(yīng)用贏得空間。

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