調查指出儲能廠商應吸取電池儲能系統(tǒng)火災教訓并加強安全防范

據外媒報道，美國公用事業(yè)廠商APS公司日前發(fā)布了一份電池儲能系統(tǒng)事故調查報告，該報告公布了去年4月該公司在亞利桑那州McMicken變電站運營的一個電池儲能系統(tǒng)起火爆炸的原因，引起了行業(yè)人士的廣泛關注。

APS公司表示，在發(fā)生此次事件三天之后，該公司著手進行調查。技術專家對電池儲能設施和事故現場進行了環(huán)境評估、法醫(yī)分析以及數據證據方面的調查，以確定其發(fā)生火災和爆炸的起因，并審查消防設備的適用性。據報道，參與項目開發(fā)的合作伙伴AES公司、提供儲能系統(tǒng)的Fluence公司，以及提供電池產品的LG Chem公司的技術專家也參與了調查。

DNV GL調查人員表示，APS公司為了保護事故現場以便檢查，為此在嚴重受損的電池儲能設施周圍搭建帳篷

調查發(fā)現，該電池儲能系統(tǒng)發(fā)生的火災以及隨后發(fā)生的爆炸導致幾名消防員受傷，并導致這個2MW/2MWh的電池存儲系統(tǒng)嚴重損壞。其原因很可能是由內部電池缺陷引發(fā)的，這其實是一個可以預防的事件。

在進一步調查之后，APS公司委托全球認證機構挪威船級社(DNV GL)的一個調查團隊對這個電池儲能系統(tǒng)的起火爆炸原因進行技術分析，其主要原因是電池熱失控并導致爆炸。 DNV GL在進行分析之后為此提出了一些建議，希望其他儲能設施減少或避免再次發(fā)生此類事。

調查報告指出，在美國當地時間2019年4月19日17時48分，該儲能設施的工作人員得到報告發(fā)生火災，而電池儲能系統(tǒng)設施到20時04分左右發(fā)生爆炸，這一過程持續(xù)了兩個多小時。該電池儲能系統(tǒng)基本被毀，此次事件造成數名消防員受傷。而這一事件讓電池儲能系統(tǒng)的安全問題再次成為儲能行業(yè)的首要議題。

電池發(fā)生故障之后導致一系列事件

DNV GL的儲能團隊負責人Davion Hill在其提交的調查報告中指出，“廣泛的級聯(lián)熱失控事件始于這個電池儲能系統(tǒng)中LG Chem公司提供的一塊電池，這塊0.24kWh鎳錳鈷(NMC)袋式鋰電池發(fā)生熱失控故障，據分析是其內部缺陷造成的，該缺陷可能是電池內部枝晶生長而導致端子之間發(fā)生短路。

該報告發(fā)現，現場的消防系統(tǒng)按其設計及時響應并開始滅火，但不足以阻止其級聯(lián)電池組的熱失控。電池機架中的電池之間的熱傳遞導致起火，而電池之間由于缺少阻止或減緩擴散的屏障保護最終導致火熱蔓延。

調查人員認為，熱失控其實已經持續(xù)了大約三個小時，當消防人員打開集裝箱式電池儲能設施的大門時，內部殘留大量可燃氣體與氧氣相結合在接觸到火源之后發(fā)生爆炸。

DNV GL表示，現在實施的消防標準使消防人員更加了解如何處理此類事件。但該機構還建議在電池儲能系統(tǒng)調試之前和調試期間進行危害評估，并對運營和應急響應人員進行相應的培訓。在今年舉辦的“儲能數字系列”一次在線會議上，與會代表和行業(yè)廠商代表呼吁，儲能利益相關者應與部署儲能系統(tǒng)的運營商密切合作，培訓儲能系統(tǒng)的運營人員和應急響應人員。

部署在McMicken變電站的這個電池儲能系統(tǒng)是APS公司與EPC承包商和安裝商AES公司合作部署的兩個2MW/2MWh電池儲能項目之一。開展這個調查目的是分析電池儲能系統(tǒng)使用情況，以及電池儲能系統(tǒng)如何幫助公用事業(yè)公司整合其服務區(qū)域日益增長的住宅太陽能發(fā)電設施的能力。

根據調查，在事故發(fā)生當天，這個電池儲能系統(tǒng)正常運行，也就是說在白天獲取太陽能發(fā)電設施的電力進行充電，并在夜晚電力需求峰值期間向電網放電。APS公司收集的數據發(fā)現，在4月19日下午5點之前，電池組電壓在這個電池儲能系統(tǒng)的一個充電周期內突然下降。隨后不久，電池就開始出現熱失控現象。

DNV GL在發(fā)布的報告指出，該電池儲能系統(tǒng)的煙霧探測系統(tǒng)此時開始運行，但由于火熱蔓延到相鄰電池而使更多的電池釋放可燃性氣體，導致電池儲能設施內部積聚大量可燃性氣體。而當消防人員在發(fā)生熱失控三個小時之后打開集裝箱的側門之后的2～3分鐘內發(fā)生爆炸，爆炸導致這個電池儲能設施的側門和后門以及其他碎屑被爆炸的沖擊波沖出。

對于韓國部署的電池儲能系統(tǒng)項目從2017年8月開始發(fā)生數十起火災，DNV GL此前曾經表示，電池的微小缺陷或其他問題并不會導致更嚴重的故障。而DNV GL日前在其關于APS公司電池儲能系統(tǒng)發(fā)生火災爆炸的報告中指出，韓國電池儲能系統(tǒng)發(fā)生火災現在看來不僅與鎳鈷錳三元鋰離子電池有關，在某些情況下也與磷酸鐵鋰(LFP)電池有關。這些火災最初被認為主要是由于不適當的系統(tǒng)集成所引起的，但后來也發(fā)現在許多情況下是由電池故障造成的。

DNV GL在這份報告中聲稱：“行業(yè)廠商從這些事件中吸取的教訓是，鋰離子電池本身就很脆弱，任何電力、熱能或機械的操作失誤或濫用，以及內部缺陷都可能引發(fā)電池故障和熱失控。”

DNV GL為此得出結論，儲能行業(yè)可以利用的一些最佳實踐可能會避免類似事件的發(fā)生，首先需要解決電池質量問題。除此之外，電池之間和電池機架之間需要設置物理屏障或防止級聯(lián)的屏障。報告指出，采用更好的通風系統(tǒng)可以讓在消防人員進入之前就將可燃氣體排放出來，而撲滅電池儲能系統(tǒng)內部火災的措施還需要加強滅火、通風和冷卻等措施。DNV GL還指出，現在已經有一些尚未啟用的電池儲能系統(tǒng)安全標準，其中包括美國消防協(xié)會(NFPA)的相關標準。