2025年构网型储能安全白皮书-华为

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构网型储能安全 白皮书 华为数字能源技术有限公司 欧阳明高院士工作站（国家市场监督管理总局储能与动 力电池安全重点实验室） 应急管理部天津消防研究所 西藏开发投资集团有限公司 华电海外投资有限公司 三峡国际能源投资集团有限公司 山东电力工程咨询院有限公司 陈 伟 李卫春 叶万祥 华剑锋 祁腾武 郑 越 董景林 孟元东 张顾篷 郝应涛 徐汇智 卓 萍 李石头 卫冰原 代增丽 刘加进 张光青 郭富民 宋礼伟 钟明明 李华锋 王海云 蔡 洪 彭 勇 张 岩 贾英峰 谭志谋 李斯胜 尹立坤 编制单位（排名不分先后）： 编制人员（排名不分先后）： 山东电力建设第三工程有限公司 中国电建集团国际工程有限公司 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 四川赛科检测技术有限公司 德国莱茵 TÜV 集团 北京鉴衡认证中心有限公司 韦莱保险经纪有限公司 中国人民财产保险股份有限公司深圳分公司 在全球携手推进可持续发展、能源转型向纵深突破的今天，储能已成为衔接 风光等绿电与全球电网的核心纽带，更是守护人类能源安全、助力气候治理的战 略基石。 当前储能产业正向规模化、高压化、构网型趋势加速发展，但电芯到电网的 全链条风险、全生命周期的动态隐患也愈发突出，传统被动防护模式已无法应对。 为此，本白皮书锚定不起火、不爆炸、不扩散、不伤人目标，系统提出 “全 架构安全设计、全链路数字化防护、全场景主动攻防、全维度安全量化、全周期 安全管理体系” 五大核心理念，构建系统性安全解决方案。期望凝聚全球行业共识， 推动储能产业从 “规模扩张” 转向 “安全提质”，为清洁低碳的全球能源新秩序 筑牢根基。 前言 储能安全成为行业关注重点 储能系统全生命周期安全风险 特征 2.1 储能系统热失控触发因素 2.2 储能产品安全风险源 2.3 储能全链路风险源 2.4 储能行业痛点与风险管控困境 4.1 储能产品全架构安全设计 4.2 储能全链路数字化防护 02 03 04 05 07 09 储能产品安全理念 储能全架构安全设计与全链路 数字化防护 01 02 06 07 01 02 03 04 CONTENTS 目录 6.1 研发领域安全管理体系 6.2 采购领域安全管理体系 6.3 制造领域安全管理体系 6.4 供应领域安全管理体系 6.5 营销和服务领域安全管理体系 6.6 安全治理 5.1 储能安全攻防测试理念 5.2 储能安全攻防测试 7.1 储能系统安全风险地图 7.2 储能安全量化评估模型 7.3 储能安全量化评估模型应用 13 13 15 15 16 16 10 11 18 18 19 20 储能全周期安全管理体系 储能安全攻防测试体系 储能安全量化评估体系 12 10 17 05 06 07 倡议与展望 ........................... 01 储能安全成为行业关注重点 01 全球能源变革深入推进，构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系已成共识，储能系统作为核心组成部分，兼具稳定 电网与优化能源结构的战略价值。全球储能产业正高速增长，未来五年年复合增长率预计 25%-30%，到 2030 年新增装 机有望超 500GWh。但装机规模扩张的同时，安全隐忧凸显，截至 2025 年 11 月全球储能安全事故累计超 200 起，不仅 造成人身财产损失，也制约了行业大规模应用；如表 1 事故列举所示： 备注 1：数据来源综合行业报告及权威媒体等，经济损失和原因可能存在预估差异。 备注 2：电芯指电池单体，下文均简称电芯； 某光储充项目发生火灾爆炸，造成 4 人伤亡，预估财产损约 2 千万元。 中国 2021 年 4 月 造成的后果 事故地点 事故时间 某储能电站因电芯过充引发热失控，直接经济损失约 400 万元。 中国 2023 年 4 月 储能系统发生火灾，财产损失约 2500 万韩元，初步调查指向电芯热失控。 韩国 2025 年 1 月 某储能电站起火，燃烧 11 天多次复燃，造成周边电力供应中断和交通拥堵。 美国 2024 年 5 月 某项目在调试期间发生火灾，至少 2 个储能舱烧毁。 澳大利亚 2021 年 7 月 两处储能电站因强降雨漏水短路起火，持续燃烧 3 天，推动纽约强化储能安全审查。 美国 2023 年 6 月 某储能电站发生火灾，电芯热扩散并失控，约 2000 人紧急疏散，公路关闭，70% 设施损 毁；多日后电芯复燃，消防耗时 8 小时扑灭。 美国 2025 年 1 月 储能电站起火，因高温和复燃风险，完全扑灭耗时超 24 小时。这是韩国 2025 年第五次 储能安全事故。 韩国 2025 年 6 月 某储能系统起火，数百名居民疏散，公路部分封闭，部分储能舱完全报废，区域电网调度紧张。 美国 2025 年 8 月 某项目储能火灾导致政府 IT 系统瘫痪，交通和金融服务中断，消防耗时 22 小时扑灭 韩国 2025 年 9 月 储能设施火灾，财产损失约 100 亿韩元，1 人受伤。初步判断因电芯过热引发热失控 韩国 2025 年 3 月 表 1 近年重大储能安全事故举例 02 储能系统全生命周期安全风险特征 02 电化学储能系统作为长周期运行的能源装备，其安全风险源呈现全生命周期覆盖、动态性演变的特征。从设计的缺陷， 到建设安装的过程风险，再到长周期运维的隐患，安全挑战贯穿始终，且随工况、环境、运行时长动态变化，形成持续存 在的安全压力。 储能热失控是能量失衡 - 热蔓延 - 链式反应的递进过程，电化学储能电站的安全问题是系统性问题，事故的发生往往 由多因素交互作用导致。其触发因素可归纳为电气、热、机械滥用三大类型，如图 1 所示： 储能系统热失控触发因素 2.1 电气滥用：电气滥用是指电池在超出正常电气工作参数范围下运行，导致内部电化学反应异常并可能引发安全风 险的状态。如过充放、短路、过电流使用、强制放电、外部高压等。 热滥用：热滥用是指电池暴露在超出正常工作温度范围的环境中，或内部产热速率超过散热能力，导致温度持续 升高并引发安全风险的状态。 机械滥用：机械滥用是指电池受到外部机械力作用导致物理变形、结构损坏或内部短路的状态，是引发电池热失 控的重要诱因之一。如在制造、运输、安装过程中因外部机械力导致结构破坏或内部缺陷。 03 结合储能产品各关键组成部分分析，安全风险源主要如下： 储能产品安全风险源 2.2 图 1 储能系统热失控触发因素 电芯风险源 电芯作为储能系统的核心部件之一，受当前生产制造能力与质量管控水平所限，仍无法完全杜绝热失控风险。其 核心诱因多为设计或工艺缺陷导致的本体异常（如杂质、毛刺、析锂）引发内短路，触发热失控链式反应。随着 电芯能量密度与单体容量的持续攀升，热失控发生后的能量释放强度、可燃气体生成量及跨电芯、跨电池模块的 连锁蔓延风险会进一步增加。 电池模块风险源 电池模块作为电芯集群的最小管理与核心防护单元，其设计冗余与结构完整性直接决定热失控风险的管控能力。 若存在冗余设计不足、隔热设计不足、结构缺陷等问题，不仅可能直接诱发电芯热失控，更会加速热失控从单电 芯向多电芯、单电池模块向多电池模块的链式蔓延，最终升级为系统层级的热失控。 当前，为适配高能量密度与高集成效率需求，行业在向大电池模块演进，使电池模块的防护难度进一步加大；部 分厂家为了追求极致成本，采用无电池模块设计，热隔离难度显著增加，进一步放大了热失控的触发概率与扩散 速度。 储能舱风险源 储能舱是电池模块、功率和温控等部件的集合体，制造焊接、部件安装、箱体运输、现场安装等带来的应力问题， 04 除产品本身的技术设计风险外，物料来料、生产制造、运输存储、场站建设、运维运营等环节中，任一环节的管控疏 漏均可能引入风险并形成连锁传导。各环节核心风险点如下： 储能全链路风险源 2.3 物料来料环节风险源 物料管控作为安全管控的底层根基，物料质量直接决定风险起点，若存在物料生产标准不完善、检测执行不到位、 未充分经验证随意变等问题，不合格物料可能会流入生产环节，从源头埋下安全隐患。 生产制造环节风险源 生产环节的管控缺失会消耗设计阶段预留的安全冗余，产生安全风险，包括不限于来料检验缺失 / 流于形式、制造 工艺不完善、生产工艺波动、质量管控标准宽松或流程执行不到位等。 运输存储环节风险源 该环节易因外部环境冲击造成物理损伤。如运输中的碰撞冲击、挤压变形、搬运坠落，或存储环节的高温高湿、 通风不良等，均可能导致电芯隐性结构损伤、绝缘层破损、电解液泄漏等问题，易触发热失控。 建设环节风险源 场站建设的质量直接影响系统安全。若施工标准不明确、验收流程简化，易出现电缆压接不牢、接地不良、通风 管道布局不合理等问题，为后期运行埋下电气短路、热积聚、火灾蔓延等隐患。 运维运营环节风险源 作为储能全生命周期持续时间最长、变数最多的环节，当前许多项目仍依赖传统人工“看仪表”式巡检，难以精 准捕捉电芯一致性衰减、绝缘老化、触点松动等隐性隐患，小问题累积演变为燃爆、触电等恶性事故。 各类绝缘失效带来的电气问题，散热能力不足带来热累积等问题，均会引发热失控；热失控后可燃气体在舱内堆积， 易触发燃爆事故。 随着储能舱向高密大容量演进，高密度布局使线缆、部件更密集，箱体自重增加让运输安装碰撞冲击更大，部件 承压更高，机电热滥用更容易触发；加上部分厂家为追求极致密度，易出现安全冗余设计不足、防护不到位等问题， 进一步放大风险，最终可能导致整舱燃爆，威胁人身和财产安全。 储能场站风险源 储能场站核心风险聚焦于内部故障与外部冲击两大维度，具体场景可精准对应：外部受电网高电压、大电流冲击， 或内部防护、熔断设计冗余不足，均易直接诱发热失控；内部储能舱防火设计缺陷、电缆沟防火封堵不达标，会 通过相邻舱体热辐射传导引发连锁热扩散；地基不均匀沉降等外部环境因素致舱体变形，破坏内部结构同样触发 热失控。 当前储能系统正朝高压化、构网型等方向加速演进，多重技术特性叠加，不仅提高了上述风险的触发概率，更显著放 大了风险爆发后的危害程度，对安全防控形成更高挑战。 05 储能行业在规模化扩张与技术快速迭代的同时，也面临显著的行业痛点与风险管控困境。当前行业存在精准安全量化 体系缺失、测试机制存在固有局限的情况，难以适配规模化后的复杂安全需求，为行业高质量发展埋下隐性隐患。具体表 现如下： 储能行业痛点与风险管控困境 2.4 测试局限性 当前行业测试验证多采用小规模抽样模式，受限于样本数量、检测项目覆盖范围及测试环境模拟程度，难以全面 排查量产产品中的潜在缺陷。在规模化量产阶段，各种因素导致的产品材料、工艺等变更未充分验证，量产产品 与测试样品存在差异，使检测结果无法真实反映实际产品的安全质量水平。 安全评估体系局限性 当前行业安全评估体系本质为通过性测试，依赖专家经验和样品测试，较难实现全面和准确评估不同危害等级的 安全风险概率，已难以适配精细化风险管控需求。 06 全架构安全设计：以“电芯 - 模块 - 储能舱 - 系统 - 电网”五级架构为核心，搭建纵深防御体系，强化层级协同 与冗余设计，实现从芯到网无断点防护。 全链路数字化防护：数字化贯穿全生命周期，联动五级架构数据，构建 “采集 - 分析 - 预警 - 优化” 管控链， 推动安全管理从事后补救转向事前预判。 全场景主动攻防：紧扣多元应用场景，引入 TTF/WST 攻防逻辑，模拟极端工况测试，以攻促防、优化设计，锻 造场景适配韧性。 全周期安全管理体系：构建端到端体系，贯通需求到价值与战略到执行双闭环，覆盖全业务环节，为安全落地提 供体系化支撑。 全维度安全量化：构建全工况、全生命周期量化评估体系，将安全指标转化为“严重等级 + 发生概率”数据，形 成风险矩阵，实现安全管理有数可依。 储能产品安全理念 03 在全球能源转型与新型电力系统建设背景下，储能安全已从单点防护升级为执行 + 评估双轮驱动的系统工程。面对全 链条、全周期动态风险，需以不起火、不爆炸、不扩散、不伤人为核心，构建多维度防护体系，五大理念是从被动合规迈 向主动防控的关键： 07 储能全架构安全设计与全链路数字化防护 04 储能产品是一个多部件协同的复杂系统产品，为实现储能安全的目标，需构建“电芯→电池模块→储能舱→储能系统 →电网”的五级纵深防御体系，要做好层层防御，确保每一道防线有效阻隔风险。 电芯安全的目标是实现可控安全。为了达成该目标，需从两个方面进行展开：提升电芯本身鲁棒性，提升全链路生产 管控的一致性。 储能产品全架构安全设计 一、电芯安全 4.1 进行场景化应用研究，识别不同工况下的潜在风险；同步迭代升级测试标准，让测试更贴合实际应用需求， 提升产品准出门槛。 开展 SOA（安全运行区域）边界研究，厘清全场景下的系统安全应用边界，为电池模块及系统侧实施精细化 防护设计提供科学依据，确保防护措施与实际工况适配。 应基于 IATF16949 质量体系中 APQP 和 PPAP 的理念，白盒化管理电芯规格定义、产品设计、产品测试验 证、工艺制定、小批量试制、量产爬坡等全过程，确保产品生的好、产的优。 强化生产过程工艺执行与变更管控，严格按标准落地生产流程；对于材料、工艺变更需充分验证；为识别过 程波动对一致性的影响；实施生产大数据记录，做到全流程可追溯。 提升电芯鲁棒性 1. 2. 提升电芯一致性 08 电池模块安全以在电芯热失控时，只冒烟、不起火、不扩散为安全目标，需做好主被动安全冗余设计。 储能舱体设计以电池模块发生热失控为假设前提，确立舱体不起火、可燃气体不堆积、不燃爆，起火不扩散的安全目标。 聚焦机械、电、热三维防护设计与故障预测能力，兼顾极端情况下的风险与范围管控，构建全场景安全兜底体系。 储能场站安全目标核心为：避免场站级火灾等恶性事故，全面保障人员与设备安全，具体落地关键设计如下： 二、电池模块安全 三、储能舱安全设计 四、储能场站安全设计 1. 2. 1. 2. 3. 1. 2. 被动安全：提升电池模块抗冲击能力，增强鲁棒性，通过热管理、绝缘防护、压力泄放等设计，构建“电芯隔离 - 热蔓延阻断 - 能量泄放”三重防护体系。 主动安全：依托多维传感器实时探测，准确捕捉热失控前兆信号，实现风险提前预警与主动切断，从源头遏制热 失控扩散。 热防护设计：箱体采用耐火冗余设计，确保单箱热失控时，不向相邻箱体扩散；储能箱应具备精准温度控制能力， 实时调控箱内环境温度，防止热量聚集超出电池包安全工作阈值。 电防护设计：采用水电隔离布局，避免冷却液泄露引发电气短路；箱体需具备电池包的热失控后烟气及时排出的 能力，并将电气部件与电池包隔离布置，防止可燃气体在箱内引起电气短路及拉弧导致烟气爆燃的风险； 机械防护设计：箱体应配置专用泄爆结构，在热失控极端工况下实现压力与能量安全泄放；结构强度需按海 / 陆运 极限工况设计，具备优异的防撞击性能与防积水能力，抵御全生命周期机械风险。 电安全防护：以外部电网异常不反灌、系统内部异常不扩散为核心，构建多层级电气安全防护体系，实现故障的 源头遏制与隔离；强化短路故障快速响应能力，任意位置发生短路时，快速熔断切断故障源，阻断故障扩散路径； 提升系统抗电网冲击韧性，抵御电网高压等外部电气扰动，保障极端电网工况下的运行安全； 场站选址防护：立足风险前置规避原则，从选址、布局、环境适配三方面，全面排查安全隐患，规避先天安全风险， 夯实系统安全基础。 09 数字化与 AI 技术的深度融合及全链路数字化体系的构建，已成为储能安全的关键补充，具体要求如下： 储能全链路数字化防护 4.2 储能生产商需对供应商严格管控，需搭建来料大数据记录与质量闭环平台，数据全量记录，覆盖物料生产关键指标。 需通过 AI 技术实现物料风险自动识别、主动预警，从源头保障物料来料一致性。 储能生产商需具备全流程生产大数据监控记录平台，基于大数据、机理模型与 AI 技术，耦合各工序测试数据开展分析 / 预警，提升生产质量。结合现网运行数据，实现电芯、电池模块、储能舱等产品潜在问题提前发现与拦截。 储能系统应具备全链路数据采集能力，结合数字技术、AI 技术与大数据分析，实现从电芯级、电池模块级、储能舱级、 系统级到电网级的分层分级极致防护。需具备实时诊断各类故障的能力，达到准确识别、全面覆盖、快速响应的目标，实 现诊断、预警、故障定位一体化，打造无死角的储能安全保护网。 建立完善的运输、安装标准并严格落地，形成全量运输、安装交付履历，确保过程数据可追溯、风险可管控。 一、来料阶段数字化 二、生产阶段数字化 四、运维运营阶段数字化 三、运输 / 建设阶段数字化 10 储能安全攻防测试体系 05 当前，储能领域已构建起较为完备的安全标准体系，涵盖电芯、电池模块、储能舱 / 系统、并网运行等环节，为行业 高质量发展起到了关键作用。面对储能全链路、全生命周期中多维度系统性挑战， 传统安全测试理念（SST）并不能充分 识别产品的安全薄弱点，将无法满足要求。 引入 TTF 和 WST 两级安全攻防理念，从 SST 到 TTF 和 WST 的理念升级，实现从被动满足标准到主动攻击验证 的思维革命，推动储能安全从符合标准向本征安全跃迁，最终构建抵御未知风险的安全体系。如图 2 所示： 储能安全攻防测试理念 5.1 图 2 储能攻防测试理念 11 基于 TTF 和 WST 理念，构建新型储能安全攻防测试规则，总体要基于不信任原则，模拟最严酷场景，沿着储能事故 演化路径，去除层层防护，对产品进行攻防，保障每一层防护手段失效后，依然有兜底拦截措施，确保恶性事故不发生。 相关示意如图 3： 储能安全攻防测试 5.2 基于攻防测试原则，部分典型攻防测试示例如下： 电芯析锂测试：析锂是电芯常见的安全隐患之一，与设计及制程均相关，少量的抽样无法准确评估制程波动带来 的影响。为此参考中国质量协会 AQL 取值要求，在量产前、产线切换等各类变更时，需对前 10 批按照 AQL=0.1 的数量进行拆解，后续逐步降低抽检比例，并持续监控。抽检比例如图 4 所示： 电池模块外短路安全测试：在长期运行的过程当中，可能出现各种类型的短路，阻抗值差异性较大。为此需在当 前单点测试基础上，进行低阻抗到中高阻抗的全量测试，以验证电池模块的保护功能。 模拟冷却液泄露测试：储能系统遇到机械冲击等异常情况，可能造成冷却液泄露，导致产品绝缘失效。该场景的 模拟测试，在储能相关安全测试规范中尚未引入，故参考动力电池相关测试规范，验证冷却液泄露的安全风险。 储能舱热失控 + 点火测试：储能舱内的电池模块 / 电芯热失控后，会释放 H2、CO、烷类等可燃气体，若未及时排出， 可能出现起火、燃爆的风险。需增加热失控点火测试，主动触发电芯热失控后，在舱内点火，储能舱不能燃爆。 图 4 AQL 抽检参照表 图 3 储能安全攻防测试示意图 12 图 5 安全架构图（参考） 储能全周期安全管理体系 06 储能系统作为典型强电系统，其安全风险贯穿全生命周期。除