IEC 62933-4-42023 电能存储（EES）系统.第4-4部分带重复使用电池的电池储能系统（BESS）的环境要求标准立项发展报告

电能存储（EES）系统第4-4部分：带重复使用电池的电池储能系统（BESS）的环境要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricalEnergyStorage(EES)Systems-Part4-4:EnvironmentalRequirementsforBattery-basedEnergyStorageSystems(BESS)withReusedBatteries摘要随着全球能源结构向清洁低碳方向加速转型，电能存储（ElectricalEnergyStorage,EES）技术已成为支撑可再生能源大规模并网和新型电力系统建设的关键技术环节。在动力电池退役量持续攀升的背景下，退役电池的梯次利用——即电池的重复使用（ReusedBatteries）——不仅是降低储能系统建设成本的有效途径，更是实现资源循环利用和减少环境负担的重要举措。然而，将退役动力电池应用于储能系统时，其性能衰减特性、安全风险及环境适应性均不同于全新电池，亟需专门的环境技术要求予以规范。国际电工委员会（IEC）于2023年11月8日正式发布了IEC62933-4-4:2023标准，这是全球首个专门针对带重复使用电池的电池储能系统（BESS）环境要求的国际标准。本报告从标准立项背景、国际标准化工作动态、标准主要内容解析、预期经济社会效益等方面对该标准进行系统分析。报告指出，该标准的发布填补了退役电池储能系统环境要求国际标准空白，为退役电池梯次利用提供了统一的技术依据和评价准则，对推动全球储能产业绿色可持续发展具有重要意义。报告的发布将有助于行业内的推广应用，也对后续相关标准制定、修订提供了参考。关键词：电能存储系统；电池储能系统；重复使用电池；环境要求；梯次利用；国际电工委员会；标准化一、引言1.1立项背景与研究意义随着全球应对气候变化的共识不断深化，能源体系的绿色低碳转型已成为不可逆转的时代潮流。根据国际能源署（IEA）的预测，到2030年全球可再生能源发电占比将进一步提升，而储能系统作为解决可再生能源间歇性和波动性问题的重要技术手段，其市场规模正呈现爆发式增长态势。在储能技术多元化发展的进程中，锂离子电池储能系统凭借能量密度高、响应速度快、循环寿命长等技术优势，已成为当前电化学储能的主流技术路线。与此同时，随着新能源汽车产业的蓬勃发展，动力电池的退役高峰正在来临。据中国汽车技术研究中心预测，到2025年，中国累计退役动力电池将超过80万吨。大量退役动力电池若直接进行报废处理，不仅造成资源浪费，还会带来严重的环境污染问题。退役动力电池经过检测评估、重组集成后应用于储能场景，即"梯次利用"（EchelonUtilization），已成为行业普遍认可的资源化利用路径。梯次利用能够将退役电池剩余寿命价值最大化，同时显著降低储能系统的初始投资成本。然而，退役电池在容量衰减、内阻增加、热稳定性下降等方面的性能变化，使其在储能应用中的环境适应性和安全性面临更大的不确定性。温度范围的适应性、湿度和腐蚀性环境耐受能力、海拔高度影响等环境因素，都将对带重复使用电池的BESS的运行性能和安全性产生直接影响。在此背景下，制定专门的环境要求标准，对带重复使用电池的BESS的设计、安装、运行和维护提出规范性的环境适应性要求，具有重要而紧迫的现实意义。1.2国内外标准现状分析在国际标准层面，IECTC120（电能存储系统技术委员会）负责制定电力储能系统领域的国际标准。IEC62933系列标准是电能存储系统领域的核心标准体系，涵盖了术语定义、系统架构、安全要求和环境要求等多个方面。在IEC62933-4-4:2023发布之前，IEC62933系列标准中尚缺乏专门针对带重复使用电池的BESS的环境要求标准，这在一定程度上制约了退役电池储能系统在全球范围内的规范化推广应用。在中国国内，近年来也相继出台了多项与退役动力电池梯次利用相关的标准和政策文件。国家标准GB/T34015《车用动力电池回收利用余能检测》和GB/T34015.2《车用动力电池回收利用梯次利用》分别对退役动力电池的余能检测方法和梯次利用要求进行了规定。2021年发布的GB/T40098-2021《电动汽车更换用动力蓄电池箱》也对梯次利用电池的相关性能提出了要求。2021年国家发展改革委、国家能源局联合印发的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》明确提出要"探索开展退役动力电池梯次利用储能应用示范"。然而，国内外现有标准主要集中在退役电池的检测评估和梯次利用技术本身，对于梯次利用电池储能系统在各类应用场景中的环境适应性要求涉及较少，系统层面的环境条件规定仍存在标准空白。IEC62933-4-4:2023的发布恰好弥补了这一空白。1.3标准立项的必要性与紧迫性本标准的立项必要性主要体现在以下三个方面：第一，安全运行的需要。退役电池的性能衰减特点决定了其对环境条件更为敏感。高温环境可能加速电池内部副反应，增加热失控风险；低温环境则可能显著降低电池的可用容量和功率输出能力；高湿度环境可能导致电池管理系统（BMS）电气绝缘性能下降。因此，明确的环境要求是保障带重复使用电池的BESS安全运行的前提条件。第二，产业规范发展的需要。退役电池梯次利用产业尚处于发展初期，缺乏统一的系统环境要求标准将导致企业各自为战，产品质量参差不齐，不利于产业健康发展。制定统一的环境要求标准，有助于建立公平有序的市场竞争环境。第三，国际贸易与互认的需要。作为一项国际标准，IEC62933-4-4:2023将为各国开展退役电池储能系统贸易提供统一的技术依据，减少因技术标准差异导致的贸易壁垒，促进全球储能产业的国际交流与合作。二、国际电工委员会及TC120标准化工作概况2.1IEC及其电能存储系统标准化体系国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）成立于1906年，是制定和发布国际电工电子标准的权威组织，也是世界上成立最早的国际性电工标准化机构。IEC的成员包括全球170多个国家和地区，其标准被世界各国广泛采用，对全球电工电子领域的技术发展和贸易往来产生着深远影响。IEC下设多个技术委员会（TechnicalCommittee，TC），其中专门负责电能存储系统标准化的技术委员会为IECTC120。TC120成立于2012年，其工作范围涵盖电能存储系统的术语、规划与安装、环境影响评价、安全要求、试验方法等多个方面。TC120制定的标准体系以IEC62933系列为核心，包括：-IEC62933-1：电能存储系统术语定义-IEC62933-2：电能存储系统单元和系统设计-IEC62933-3：电能存储系统的规划和安装-IEC62933-4：电能存储系统的环境要求（含多个子部分）-IEC62933-5：电能存储系统的安全要求TC120的工作与中国密切相关，中国专家积极参与了多个标准的制定工作。IEC62933-4-4:2023标准正是在TC120的组织框架下，由各成员国专家共同参与制定的成果。2.2IEC62933-4-4:2023制定历程IEC62933-4-4:2023标准的制定过程经历了多个阶段。根据IEC标准化工作程序，标准的制定通常需要经过NP（NewworkitemProposal，新工作项目提案）、WD（WorkingDraft，工作组草案）、CD（CommitteeDraft，委员会草案）、DIS（DraftInternationalStandard，国际标准草案）、FDIS（FinalDraftInternationalStandard，最终国际标准草案）等多个阶段。该标准由IECTC120下设的工作组WG5（环境要求）负责起草，经过多轮国际范围内的技术讨论和意见征集，最终于2023年11月8日正式发布。标准的发布标志着IEC在退役电池储能系统环境要求领域取得了里程碑式的突破。三、标准主要内容解析3.1标准适用范围IEC62933-4-4:2023适用于带重复使用电池的电池储能系统（BESS），系统类型涵盖固定式储能系统，应用场景包括电力系统调峰调频、可再生能源并网、用户侧削峰填谷、微电网等。本标准的"重复使用电池"（reusedbatteries）指的是已在一个应用场景中完成首次使用寿命，但经过检测评估满足一定剩余容量和性能要求后，被重新应用于储能系统的电池。需要说明的是，本标准的环境要求重点关注的是环境条件对BESS系统的影响以及BESS系统在不同环境条件下的适用性，包括温度、湿度、海拔、盐雾、沙尘、振动等多个环境因素对系统性能、安全性和使用寿命的影响。3.2主要技术内容标准的主要技术内容包括以下几个层面：在湿度与防护等级方面，标准规定了BESS在不同湿度环境下的适应性要求，以及相应的防护等级（IP等级）要求。高湿度环境下电气绝缘性能的保证是储能系统安全运行的重要前提，尤其是对于退役电池系统，绝缘性能的保持更为关键。在海拔高度与环境适应性方面，标准对BESS在高海拔地区的运行适应性提出了要求，涵盖散热能力变化、空气绝缘距离修正等因素。此外，标准还涵盖了沙尘、盐雾、腐蚀性气体、霉菌等特殊环境条件的要求。在振动与机械环境方面，标准规定了运输和运行过程中的振动和冲击耐受要求，以及地震多发地区BESS的结构安全性要求。在电磁兼容性方面，标准对BESS的电磁发射和电磁抗扰度提出了要求，确保其在复杂的电磁环境中能够正常运行，同时不对周边设备产生有害电磁干扰。此外，标准还涉及环境管理体系要求、环境监测方案、退役电池的追溯与管理、环境标志与声明等方面的内容，体现了全生命周期环境管理理念。3.3与其他标准的协调关系IEC62933-4-4:2023是IEC62933-4系列标准的重要组成部分，与IEC62933-4-1（电能存储系统的环境要求——通用要求）等系列内标准相衔接。同时，本标准与IEC62933-5（电能存储系统的安全要求）、IEC62933-3（电能存储系统的规划和安装）等组成完整的标准化体系，从环境、安全、规划等多个维度共同保障储能系统的可靠运行。在与其他标准化组织的协调方面，本标准与ISO14000系列环境管理体系标准、UNECER100（电动汽车安全要求）等标准在术语和适用范围内保持了一致性，为国际范围内的标准衔接奠定了基础。四、主要参与单位介绍4.1国际电工委员会技术委员会TC120IECTC120是制定本标准的归口技术委员会，其工作范围覆盖电能存储系统的全生命周期标准化需求。TC120的主席和秘书处分别由不同国家的专家担任，各成员国通过国家委员会派遣专家参与标准制定工作。TC120下设多个工作组和项目组，分别负责不同子领域的标准制定。其中，负责环境要求标准制定的工作组为WG5，本标准的编写工作主要由WG5承担。TC120通过定期召开全体会议和工作组会议，组织各成员国专家对标准草案进行充分讨论和修改，确保标准的科学性、先进性和适用性。在中国方面，中国电力企业联合会作为IEC中国国家委员会在TC120领域的国内技术对口单位，组织中国电力科学研究院有限公司（以下简称"中国电科院"）等单位的专家深度参与TC120的相关标准化工作。中国电科院是IECTC120国内技术对口单位的主要支撑机构，长期跟踪并参与IEC62933系列标准的制定和修订工作。4.2中国电力科学研究院有限公司中国电力科学研究院有限公司（以下简称"中国电科院"）成立于1951年，是中国电力行业多学科、综合性的科研机构，是国家电网有限公司直属科研单位。中国电科院主要从事电力系统及其自动化、高电压技术、新能源与储能技术、电力电子技术等领域的科学研究、技术开发、标准制定和试验检测工作。在储能技术标准化领域，中国电科院是国内最早开展储能标准研究的机构之一，牵头制定了多项储能领域的国家标准和行业标准，包括GB/T36558-2018《电力系统电化学储能系统通用技术条件》、GB/T36547-2018《电化学储能系统接入电网技术规定》等。在国际标准化工作中，中国电科院持续向IECTC120派遣专家参与标准制定，在IEC62933系列的多个标准项目中发挥了重要作用。在IEC62933-4-4:2023的制定过程中，中国电科院的专家代表中国积极参与了标准的讨论和意见反馈，在标准框架设计、环境条件和试验方法等方面提出了多项建议和意见，为标准的完善和发布作出了积极贡献。中国电科院建有完善的储能系统检测实验室和试验环境，具备开展储能系统环境适应性试验的能力，为标准的验证和落地实施提供了技术支撑。五、标准实施的意义与展望5.1预期应用前景IEC62933-4-4:2023作为首个专门针对带重复使用电池的BESS环境要求的国际标准，具有较强的行业指导价值和广泛的应用前景。预计该标准将在以下领域得到推广应用：一是储能系统设计制造环节。电池储能系统集成商和制造商可以依据本标准开展系统环境适应性设计，明确产品的适用环境条件范围，确保产品能够满足目标应用场景的环境要求。二是储能项目规划建设环节。项目投资方和设计单位可以在项目规划阶段根据当地环境条件，对照本标准要求确定合理的技术方案和设备选型。三是检测认证与质量监督环节。第三方检测机构和认证机构可以依据本标准制定试验方案和合格评定准则，为行业监管和市场准入提供技术依据。四是退役电池梯次利用产业链。动力电池回收利用企业和梯次利用储能产品生产企业可以依据本标准规范退役电池在储能系统中的使用条件，保障产品质量和安全性。5.2实施中需关注的问题在标准的实施过程中，需要重点关注以下问题：一是退役电池的性能离散性问题。不同品牌、不同批次退役电池的性能差异较大，标准实施需要结合有效的电池筛选和配组技术；二是环境要求与储能系统经济性的平衡问题。满足更严格的环境要求可能需要增加防护措施和系统成本，需要在安全性和经济性之间寻求平衡；三是标准的适用范围界定问题。不同应用场景的环境条件差异较大，需要结合具体场景合理确定适用的环境要求等级。5.3未来发展趋势与展望展望未来，随着全球储能产业的持续快速发展和退役电池梯次利用技术的不断进步，IEC62933-4-4:2023标准体系也将面临持续完善和更新的需求。预计未来将在以下方向实现进一步发展：一是在标准体系层面，IECTC120将继续完善电能存储系统环境要求的标准体系框架，针对不同储能技术类型和应用场景制定更加精细化的分标准或技术规范。二是在技术内容层面，随着固态电池、钠离子电池等新型储能技术的成熟和商业化应用，标准的环境要求条款将需要适时修订和补充。三是在国际合作层面，随着全球范围内退役电池跨境流动的日益频繁，IEC62933-4-4:2023有望成为各国制定相关国家标准和法规的重要参考依据，促进全球储能市场的互联互通。六、结论IEC62933-4-4:2023《电能存储（EES）系统第4-4部分：带重复使用电池的电池储能系统（BESS）的环境要求》的发布是国际储能标准化领域的一项重要成果。该标准填补了退役电池储能系统环境要求方面的国际标准空白，为退役电池的梯次利用提供了统一的技术依据和规范指引，对于推动全球储能产业的绿色低碳发展具有深远意义。从技术层面来看，标准围绕温度、湿度、海拔、沙尘、盐雾、振动、电磁兼容等关键环境因素对带重复使用电池的BESS提出了系统性的环境适应性要求，充分考虑了退役电池在性能衰减和环境敏感性方面的特点，体现了科学性、针对性和前瞻性的有机统一。从产业层面来看，该标准的实施将有助于提升退役电池储能系统的安全运行水平，推动梯次利用产业规范化发展，促进储能系统全生命周期的资源节约和环境保护，为全球能源转型和碳中和目标的实现提供有力的标准化支撑。参考文献[1]