关注新兴能源基础设施，重视大规模无序充电的影响｜底线城市

·针对新能源发电随机性、波动性带来的电力系统安全风险，目前电力行业尤其是电网方面已有高度认知，且对策研究较多，但仍然处于破解难题阶段。对于极端天气下发电不足导致的供电安全风险，各方面认识远远不够，国家体制性、战略性的应对也几乎是空白。

2020年7月，江西鄱阳湖一带，被水淹过的村镇。澎湃新闻记者 伍惠源 图

与新能源的应用相伴，城市基础设施也在向电力化转型，包括储能、充电、加氢、综合能源等。沿海发达地区尤其突出。面对气候变化风险，相应新兴能源基础设施，会在减防灾过程中如何起作用，是否会导致新的次生灾害？对此应当采取何种措施？

对此，澎湃研究所研究员在2024年1月24日专访了中国电力科学院高级工程师罗魁。罗魁从事新能源并网及新兴电力系统分析与控制研究工作，并作为通讯作者，与中国工程院院士郭剑波等人合作撰写了论文《新兴能源基础设施安全风险分析与防控体系》。他认为，纳入气候变化风险的视角，非常有必要。

对极端天气下发电不足导致的供电安全风险，各方认识远远不够

澎湃城市报告：以您的了解，在气候变化的风险下，沿海城市分布的新兴能源系统，会遭遇怎样的挑战？

罗魁：在极端天气频发背景下，沿海城市遭遇极端天气的概率较大，如台风、暴雨、海啸等，对能源系统带来的挑战可分为两方面。

一方面，沿海城市以分布式光伏和海上风电为代表的新能源发电受天气影响，存在发电的随机性、波动性和间歇性，特别是极端天气下，供电可靠性受较大影响。

另一方面，极端天气可能对能源基础设施造成严重破坏。例如，强风可能导致输电线路中断，城市内涝导致供电基础设施失能，导致供能（能源供应）中断，甚至对人身安全造成危害。

澎湃城市报告：新兴能源基础设施，全生命周期、全流程、多形态基础设施的安全防控和动态监管，是否每个环节，都会考虑到上述挑战的存在？

罗魁：针对新能源发电随机性、波动性带来的电力系统安全风险，目前电力行业尤其是电网方面已有高度认知，且对策研究较多，但仍然处于破解难题阶段。而对于极端天气下发电不足导致的供电安全风险，各方面认识远远不够，国家体制性、战略性的应对也几乎是空白。

针对新兴能源基础设施的安全防控，气候变化对基础设施安全风险的影响，是一个新的课题，特别是围绕沿海城市的研究和考虑，当下还有所欠缺。

目前，在规划和建设储能站和氢能站时，需要充分考虑当地的气候条件和历史气象数据，进行风险评估和安全性论证。同时，对于已经建成的储能站和氢能站，需要定期安全检查和维护，及时发现和解决安全隐患。在相关装备设计时，也需针对海上或沿海地区的特殊情况进行研发设计，如海上风机的设计制造能够抵御一定等级的台风，同时抗潮湿、盐碱等恶劣工况。

2020年7月，江西鄱阳湖一带，被水淹过的村镇。澎湃新闻记者 伍惠源 图

澎湃城市报告：新兴能源基础设施与电网的深度交互，会给电网的运作带来怎样的挑战？ 

罗魁：储能站、充电站等新兴能源基础设施的大规模利用和接入电网，对电网的安全运行和调度控制带来系列挑战。

以电动汽车为例，大规模电动汽车无序充电将对最大负荷及负荷峰谷差率产生影响。据测算，电动汽车无序充电将导致2030年国网公司经营区域峰值负荷增加1.53亿千瓦，相当于当年区域峰值负荷的11%左右。在局部配电网中，当私家车电动化比例超过50%，充电同时率超过20%时，多数配电变压器将面临超载风险。此外，新兴能源基础设施的失能失效，将会导致供电/能中断，影响电网的供电可靠性。

随着新兴能源基础设施与电网交互不断深入。一方面，电能占终端能源消费的比重不断提高，电力系统将成为多能源耦合协同的物理信息社会巨系统，电力安全将成为能源安全和公共安全的重要保障和核心要素。另一方面，未来大规模新兴能源基础设施的快速发展及不同行业的交叉融合，导致多种安全风险交织耦合，安全风险挑战更大，风险防控将更加复杂，需以“系统观”和“大安全观”审视和应对安全风险。

充电设施的安装位置应尽可能抬高

澎湃城市报告：倘若发生安全问题，针对新兴能源基础设施，需要进行怎样的应急工作？

罗魁：新兴能源基础设施发生安全问题，要坚持“防蔓延，防扩散，防火烧连营”，保障人员人身安全，降低事故影响，防止发生次生灾害；还要快速恢复供能/供电，电网公司在故障恢复方面已有较为成熟的解决方案。

目前在应急消防方面，还存在技术盲点，如灭火使用的介质不正确，可能导致事故扩大；发生火灾的储能集装箱不正确打开，可能造成人员伤亡等，还需进一步进行研究和验证。

澎湃城市报告：城市广泛分布着公共汽车的充电站，有哪些安全事项需注意？比如，遇到城市内涝，要如何防护？

罗魁：其中安全风险包括：充电设施电击风险，主要指充电设备漏电、短路、带电拔枪电弧等带来的人身伤害事故；充电设施劣化失效，是指充电站内线路、充电设备老化带来的缆排熔融、设备冒烟、电缆沟槽着火等安全风险。此外，劣质充电设施运行噪音、电磁辐射将干扰周边人员，着火事故救援产生废烟气、废水等，也带来一系列环保问题。

城市内涝下的充电站安全问题，可从如下几方面应对：

1）规划设计方面，在城市内涝较为严重的地区，充电站的建设应考虑防水、排水措施，确保在暴雨等极端天气下不会发生水浸等问题。同时，充电设施的安装位置应尽可能抬高，避免因积水而导致设备损坏和故障。

2）事故预警方面，充电站可安装监控和警报系统，实时监测设备的工作状态和周围环境的变化。一旦发生异常情况，如积水超过警戒线，可以自动发出警报，通知相关人员处理。

3）安全防护方面，充电站应定期进行安全检查和维护，确保设备处于良好状态，包括检查充电桩是否有损坏、电线是否裸露、以及设备是否受到腐蚀等，特别是雨季来临之际。在充电站附近设置明显的警示标志，当附近有积水时，提醒市民避免使用该充电站，以防触电。

4）应急消防方面，充电站的工作人员应接受相关的安全培训，了解在内涝等紧急情况下如何处理和应对。比如，如何关闭电源和疏散人群，以及如何与消防和急救部门进行沟通等。

2020年7月，江西鄱阳湖一带，被水淹过的村镇。澎湃新闻记者 伍惠源 图

风险防控是一项系统工程

澎湃城市报告：在您看来，储能安全检测检验体系，安全测试和评价，可以用怎样的方式完善？需要怎样的成本？如储能电站、消防技术等方面，可以做哪些优化和完善的工作？

罗魁：储能安全检测检验体系，安全测试和评价可从3个方面进行完善：1）在技术层面，构建全流程闭环储能系统安全评价体系，建立储能系统整机安全测试验证和并网检测平台，提升储能系统整机安全检测试验能力，满足储能安全检测需求；2）在标准层面，健全包括各种储能技术、涵盖不同类型储能设备全寿命链条的标准体系，推动制定储能电站安全强制性国标，以标准推动储能的安全发展；3）在监管方面，加强储能安全管理和监督，比如电网企业加强储能站并网检测，不符合安全要求的不予并网。

消防技术的完善：1）对不同类型的储能事故隐患，制定不同故障应急预案和消防处置措施，保障人员生命安全和财产安全。2）应该以保障公共安全为导向，创新储能的安全防控、应急消防技术，确保事故不扩大、不蔓延，同时减少安全事故的次生灾害。

澎湃城市报告：面对复杂的气候安全风险，需要加强人们对全环节安全风险的认知，完善多维度安全防控技术体系，以及提升安全监管制度建设。在您看来，哪些问题比较关键？

罗魁：暂列出以下几点：

1）安全风险无法消除，只能防范和化解，安全水平是一个相对的概念，因此需要合理定义安全的水平；强化各利益主体对安全风险的认知，包括了解不同类型的安全风险和安全水平，以及如何预防和应对这些风险。

2）安全的能力是规划设计出来的。良好的规划可以帮助组织建立和维持安全能力，规划工作必须加强并走在前面，同时加强安全防控标准的制定，因时而变，因势而变，加快相关标准的调整和布局，规范和引导产业安全发展。

3）安全的结果是运行监管出来的。加强各利益相关方的安全风险管理和监管能力，强化政府的主导作用和监管职能，提升行业企业的管理能力和自律水平，增强公众安全风险防控意识和社会监督能力；创新商业模式，以市场为导向，推动企业与用户合理选择，更大范围内降低安全风险。

风险防控是一项系统工程，需要顶层设计，以及政策体制、市场机制、技术攻关、标准制定的协同协作。

制图 白浪

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由澎湃研究所团队主理，真问题，深研究。用“脚力”做调研，用“脑力”想问题，用“笔力”写报告。