转自：中国水运网
摘要：本文从大型柜式锂电池储能系统海运需求出发，介绍了大型柜式锂电池储能系统定义。基于包装危险货物海上运输相关技术要求，分析了大型柜式锂电池储能系统交付海上运输须满足的条件和存在的问题，并提出了相应的海上安全运输建议。
Abstract: In view of the world marine transportation needs，this paper introduces the definition of large cabinet-type lithium-ion battery energy storage system, analyses the conditions and problems of large cabinet-type lithium-ion battery energy storage system delivered for maritime based on the technical requirements of maritime dangerous goods, and puts forward the corresponding suggestions.
关键词：大型柜式锂电池储能系统 危险货物 海运 安全
Key words: large cabinet-type lithium-ion battery energy storage system, dangerous goods, marine transportation, safety
随着全球“碳达峰、碳中和”战略引向深入，光电、风电、热电等低碳清洁能源形式和相关技术空前发展。作为电能存储介质，锂电池储能系统随着清洁能源储电需求应运而生，并随着储电需求的不断提升向着大型化发展。中国是世界上最大的锂电池生产制造基地，第二大锂电池生产国和出口国，柜式锂电池储能系统国外订单也逐年攀升。由于疫情以及欧美地区人工费用高昂等因素影响，国外客户对于柜式锂电池储能系统的订单从部件进口后再组装的方式到需求整机进口方式的转变，造成了大型柜式锂电池储能系统交付海运需要面临的诸多问题。本文就大型柜式锂电池储能系统整体交付海运所需具备的安全技术要求进行探讨分析。
柜式锂电池储能系统也被称为锂电池储能柜，通常以磷酸铁锂电池为能量载体，电量大于6200Wh，通过PCS进行充放电，仅作为外部储电和供电使用。常规产品外观为箱型柜体，箱体外壳采用坚固的金属材料，体积一般超过3m³、重量超过400kg。箱内主要由多个锂电池组/模组、1个主控箱和1个制冷机组构成，每个电池组/模组由多个锂电池/电池组串联组成（见图1）。
图1 大型柜式锂电池储能系统
《国际海运危险货物规则》第3部分危险货物一览表中明确规定，以常规包装形式运输的锂电池类危险货物包装导则为P903和LP903。其中P903对于危险货物包件的尺寸无明确限制。LP903适用于大宗包装形式运输的单个电池组，包括装在设备中的电池组，而且LP903对包件的体积有明确的限制，即不大于3m³。
对于净含量不超过400kg或容积不超过450L的锂电池储能系统可按照包装导则P903执行。而净含量超过400kg或容积超过450L，但容积不大于3m3的锂电池储能系统也可参考“大宗包装”的定义应用包装导则LP903。但目前拟交付海运的部分锂电池储能系统体积已超过3m3，则不适用LP903导则。若锂电池储能系统达到货物运输组件大小，可应用UN3536的要求进行海上运输。因此本文要探讨的“大型柜式锂电池储能系统”是指体积大于3m3但又未达到标准货物运输组件尺寸的柜式锂电池储能系统。
目前，宁波舟山港有出运需求的大型柜式锂电池储能系统主要有两类。
第一种大型柜式锂电池储能系统以S储能有限公司研发并生产的一款A型锂电池储能系统为代表（图2），尺寸为1.38m×1.48m×2.33m（L×W×H），重3800Kg。该企业原先根据国外客户需求，采用“化整为零”法托运该锂电池储能系统，即拆出其中的锂电池组按照危险货物进行运输，其余非危险货物部分按照普通货物运输。但锂电池储能系统内部是电池芯-电池组-电池簇-多个电池簇并联形式的“套娃”结构电池系统（见图3），并在箱体内安装了电池管理、功率转换、监控等其它辅助系统，后期组装比较复杂，需要花费大量的人工和时间成本。国外客户从成本控制、便利运输及便利应用等方面综合考虑，希望能够采用锂电池储能系统整体运输方案。
图2 A型锂电池储能系统
图3 A型锂电池储能系统组成示意图例
另一种大型柜式锂电池储能系统以江苏J公司生产的B型锂电池储能系统为代表（图4），尺寸为3.17m×2.08m×2.46m（L×W×H），重8000-14000Kg，也采用一体化运输方式。
锂电池产品一般作为第9类危险货物交付海上运输，根据锂电池产品的尺寸、重量、成分、工作原理和用途等具体情况，适用《国际海运危险货物规则》中的运输名称、包装安全、标志标记等相关规定。但大型柜式锂电池储能系统作为新业态下的新产品，相比于常规的锂电池类危险货物，其正确运输名称及UN编号的适用、包装检验要求以及运输形式等在实际应用中尚存在争议。
图4 B型锂电池储能系统
4.1对适用的正确运输名称理解不一
危险货物正确运输名称的精准确定直接关系到主管机关采取监管措施的正确与否，更关系到货物的海上运输安全，是承运人精准实施《国际海运危险货物规则》各项安全措施要求、采取有效防护措施的重要保障。目前，业内对大型柜式锂电池储能系统是“整体作为电池”，还是属于“包含锂电池的设备”观点不一，导致该种货物是按照“UN3480锂离子蓄电池（包括锂离子聚合物电池组）”还是“UN3481装在设备中的锂离子蓄电池或同设备包装在一起的锂离子蓄电池（包括锂离子聚合物电池组）”进行识别的意见未达成共识，因此行业内有分别定性为UN3480和UN3481的运输案例。
“装在设备中的锂离子电池”中的“设备”是指由安装在设备中的“锂离子电池”进行内部供电或作为驱动，具有特定使用功能的装置；而由“电池芯”、“电池组”、“电池组件”等构成的大型柜式锂电池储能系统，其设计用于储能并向货物单元外部提供电力，外壳作为储能系统的构成部分之一，实质上仅对储能系统起到固定和保护作用，并非由锂电池组供电或驱动而具有特定使用功能，因此大型柜式锂电池储能系统不属于具有特定功能的设备。鉴于上述分析，从大型柜式锂电池储能系统的实际用途出发，笔者认为该产品适用“UN3480锂离子电池组（包括锂离子聚合物电池组）”更科学。若难以识别货物运输名称的，大型柜式锂电池储能系统的托运人应委托专业运输条件评估机构进行运输条件评估，以满足货物适运要求。
4.2对适用的包装导则理解不一
大型柜式锂电池储能系统体积和重量远远超过传统产品,如本文案例中的A型、B型锂电池储能系统，行业内对其是否适用包装导则P903、具体适用包装导则P903（2）、（3）或（4）都存在分歧，导致货物正常出运受阻，给水上运输带来极大的安全隐患。
包装导则P903（3）、（4）分别适用于与设备包装在一起的电池和电池组、装在设备中的电池和电池组。根据本文4.1中分析，大型柜式锂电池储能系统实质是属于储能兼对外供电装置，不是作为一台包含锂电池组的设备，适用“UN3480锂离子蓄电池（包括锂离子聚合物电池组）”，因此其包装导则应适用P903（2）更科学。
4.3 包装检验要求无明确标准
一般情况下，锂电池产品的包装应符合包装导则规定，包装检验应符合《国际海运危险货物规则》第6部分关于包装构造和试验规定，能经受海上运输的一般风险。作为国内生产出口的危险货物，还需符合国内关于包装检验的相关规范、标准。
根据包装导则P903（2），大型柜式锂电池储能系统应采取坚固的外包装、保护外罩（如完全封闭的或木制的板条箱）或使用托盘或其他搬运设备，且电池或电池组须紧固以防止意外移动，电极不得承受其他物品堆放的重量，容器无须符合《国际海运危险货物规则》4.1.1.3（关于6.1.5包装试验规定）的要求，即只要大型柜式锂电池储能系统的外壳能符合全封闭且“坚固”要求，电池组牢固固定在外壳内，整个产品就免除了包装试验规定。但如何确定外壳的“坚固”性能在国内外相关规则、规范或标准中都没有相应的文字解释或说明。
《国际海运危险货物规则》6.6.5和《GB 19432-2009 危险货物大包装检验安全规范》明确了大宗包装的试验规定，包括顶部提升、底部提升、堆码、跌落试验。结合大型柜式锂电池储能系统设计、重量、不在集装箱内堆码的实际情况，可以通过以下两种途径对大型柜式锂电池储能系统的外壳是否符合P903（2）的规定进行验证：
1）委托具备相应资质的专业检验机构对外壳的“坚固”进行等效包装试验；
2）对单件重量超过检验机构相关力学试验设备承载能力的储能系统，由外壳制造企业提供真实客观的外壳数据分析报告，实施外壳“坚固”性能数据验证。
4.4个性化的尺寸设计导致运输形式不统一
集装箱运输组件尺寸有统一的标准，40英尺高箱是常见最大的通用集装箱，其内部尺寸为12.032m×2.352m×2.698m(D×W×H)，如果大型柜式锂电池储能系统长宽高尺寸过大，如江苏J公司生产的B型锂电池储能系统，其宽度和高度接近通用集装箱相应尺寸，再加上外包装和叉车板的高度，以及预留叉车作业高度，无法使用通用集装箱作为运输组件，只能采用托盘集装箱。
相比于通用集装箱，托盘箱使用在货物绑扎系固、遮盖保护等方面需采取强化措施。同时，托盘集装箱除底部托盘外，无完整框架，因此船舶在实际配载这类运输组件应采取单层堆码或在其他通用集装箱上层堆码，并确保能及时发现和处置意外情况。
5.1 锂电池要求
大型柜式锂电池储能系统的锂离子电池和电池组应满足《国际海运危险货物规则》2.9.4的规定：
1）电池、电池组/模组、电柜应符合联合国《试验和标准手册》第三部分第38.3节的试验要求。电池和电池组的制造商和随后的经销商应提供《试验和标准手册》第三部分第38.3节第38.3.5段中规定的试验简介。
2）电池和电池组都装有安全排气装置、防止外部短路有效装置、防止反向电流危险有效装置。
3）具备保证锂电池和电池组制造的高质量管理方案。
同时，为了保障运输安全，电池组/模组应保障不激活，且相互独立不导通。
5.2标志和标记要求
大型柜式锂电池储能系统包件上应粘贴No.9A标志（图5）、冠以“UN”的联合国编号3480和正确运输名称“锂离子电池组”，标记瓦特-小时功率。集装箱箱体的两侧和两端应分别粘贴No.9类标牌（图6）和联合国编号。
图5 No.9A标志 图6 No.9标牌
5.3装箱要求
大型柜式锂电池储能系统的装箱应严格按照《海运危险货物集装箱装箱安全技术要求》（GB40163-2021）的规定进行箱内积载，不管是装入通用集装箱还是托盘集装箱，都应采取妥当的绑扎、固定、衬垫等安全措施。集装箱内装载量不得使集装箱总重量超过最大营运总质量，大型柜式锂电池储能系统在箱内不得堆码，若不能装满箱，则应根据箱内货物的重量进行合理分布，半箱范围内的货重不得超过箱内总货重的60%。因尺寸原因只能装在托盘集装箱上的大型柜式锂电池储能系统，应严格限制单个集装箱上装载的货件数。
5.4申报要求
托运人按规定向主管机关报告相关材料，以证明拟交付运输的大型柜式锂电池储能系统满足《国际海运危险货物规则》2.9.4的规定，主要提供的材料有货物安全技术说明书、包装检验合格证明即大型柜式锂电池储能系统外壳“坚固”性能试验合格报告、防短路及防反向电流有效措施说明、《试验和标准手册》第38.3节试验通过证明、集装箱装箱证明书、申报委托材料等。
近年来，随着大型柜式锂电池储能系统产品在全球的深入应用，其海上运输的需求也日益提升。大型柜式锂电池储能系统各项安全条件的落实是确保其安全运输的重要影响因素，生产商、托运人、承运人应落实包括但不仅限于本文中提出的大型柜式锂电池储能系统安全运输条件要求，确保其能够安全运输并应用于全球储能产业。
作者简介：俞红燕（1983-），女，浙江宁波人，硕士研究生，从事海事危防管理工作。
