鉅大LARGE | 點擊量：787次 | 2021年10月16日
APS公司闡明電池儲能起火爆炸的原因并提出安全修復(fù)措施
據(jù)外媒報道，美國公用事業(yè)廠商亞利桑那州公共服務(wù)公司(APS)日前宣布，已經(jīng)完成該公司對發(fā)生在McMicken變電站的電池儲能系統(tǒng)起火爆炸事件的調(diào)查和研究。而發(fā)生在去年四月的這一令人關(guān)注的事件讓用戶有關(guān)電池儲能系統(tǒng)安全性感到擔(dān)憂。
APS公司日前向該州監(jiān)管機構(gòu)亞利桑那公司委員會提交了一份調(diào)查報告。該公司與DNVGL合作開展調(diào)查并撰寫的這份報告有關(guān)儲能部署提出了新的安全要求，以防止在當前和將來部署和運營的電池儲能系統(tǒng)可能發(fā)生的故障和火災(zāi)風(fēng)險。
APS公司致力于大規(guī)模部署電池儲能系統(tǒng)，以存儲其太陽能發(fā)電設(shè)施的電力。但該公司在亞利桑那州的一個電池儲能系統(tǒng)于去年四月發(fā)生火災(zāi)爆炸，為此中斷了其儲能部署工作。這個電池儲能系統(tǒng)在發(fā)生火災(zāi)之后，消防人員當時趕到現(xiàn)場滅火，當他們打開集裝箱式儲能設(shè)施的大門之后發(fā)生爆炸，幾位消防人員因此受傷住院。
APS公司建議對集裝箱式儲能系統(tǒng)新增通風(fēng)和消防措施，并為應(yīng)急人員供應(yīng)培訓(xùn)
根據(jù)行業(yè)媒體的報道，APS公司的這個電池儲能系統(tǒng)部署了27個電池機架，其中一個機架的電池由于短路而發(fā)生火災(zāi)，但并沒有蔓延其他電池機架。這表明電池機架的布局可以有效地彼此隔離。但是氣溶膠滅火劑無法阻止爆炸性氣體的積聚，因此在消防人員打開大門并讓大量氧氣進入集裝箱式儲能系統(tǒng)之后發(fā)生爆炸。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
調(diào)查表明，即使在公用事業(yè)廠商APS公司、儲能供應(yīng)商Fluence公司和電池生產(chǎn)商LGChem公司等相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員手中，電池儲能系統(tǒng)也會面對風(fēng)險。APS公司技術(shù)整合與創(chuàng)新總監(jiān)ScottBordenkircher表示，這份調(diào)查報告供應(yīng)了可以找出問題所在的機會，并確保電池儲能系統(tǒng)在未來的部署和建設(shè)中消除故障路徑。
他在接受行業(yè)媒體的采訪中說：“圍繞這一事件進行的對話和相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗教訓(xùn)都是非常關(guān)鍵的，因為這是建設(shè)和部署下一代儲能系統(tǒng)要考慮的因素?！?/p>
進行改造
這份調(diào)查報告提出了兩個重要建議：一是對電池儲能系統(tǒng)設(shè)計進行改造，以消除爆炸性氣體的積聚；二是更改運營人員處理電池故障的方式。
這份調(diào)查報告將這一事件分為五個關(guān)鍵步驟：
（1）電池儲能系統(tǒng)在運營中，某塊鋰離子電池出現(xiàn)了枝狀結(jié)晶，從而引發(fā)短路，導(dǎo)致電池?zé)崾Э夭⑵鸹稹?/p>
（2）隨著火勢的蔓延，氣溶膠滅火劑無法阻止強烈的火勢。
（3）大呈電池在機架中緊密放置意味著火勢在電池之間迅速蔓延。盡管其布局可以防止火災(zāi)蔓延其他電池機架，但電池機架之間并沒有安裝阻止火災(zāi)蔓延的物理屏障。
（4）而燃燒的數(shù)十塊電池釋放出大量爆炸性氣體，這些氣體積聚在部署集裝箱式電池儲能設(shè)施中無法逸出。這個集裝箱并沒有安裝傳感器來計算和感知這些氣體的積聚。
（5）由于沒有安裝傳感器或者無法遠程觀察，影響APS公司應(yīng)急操作人員的判斷和操作，他們應(yīng)對這種情況下的知識和相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗也很有限。
枝狀結(jié)晶是眾所周知的電池故障模式，但出乎意料的是會出現(xiàn)在只使用了大約兩年的電池中。
Bordenkircher說：“假如電池使用的時間很長，發(fā)生這種情況可能在意料之中，但遠不及在這個電池儲能系統(tǒng)上看到的嚴重程度?！?/p>
正如這起事件所表明的那樣，即使是從優(yōu)秀電池供應(yīng)商那里購買的電池，也可能會出現(xiàn)缺陷。Bordenkircher說：“我們的研究重點是了解電池將在何時失效，如何預(yù)防這種情況。”
他表示，APS公司為此要部署遙感設(shè)備和通風(fēng)設(shè)施，因此，假如電池發(fā)生火災(zāi)導(dǎo)致釋放出危險氣體，則操作人員可以識別并將這些氣體從設(shè)施中清除，并降低爆炸危險。盡管紐約市的監(jiān)管部門已經(jīng)這樣要求，但這在儲能行業(yè)中并不是一種標準做法。
其他升級改造措施還包括在冷卻系統(tǒng)或電池之間安裝物理屏障，以防止火勢蔓延，這樣可以在氣溶膠滅火劑未能阻止火勢蔓延的情況下提高滅火的能力。
Bordenkircher表示，雖然采取這些步驟和措施將會新增電池儲能項目的材料和人工成本，但是沒有其他的辦法。
他指出：“無論其成本如何，都要保證設(shè)備和人身安全，否則難以出售或部署。監(jiān)管機構(gòu)要求強制執(zhí)行安全標準是正確的做法?！?/p>
Bordenkircher表示，在培訓(xùn)方面，APS公司將在其事故現(xiàn)場圍繞火災(zāi)響應(yīng)對操作人員進行更廣泛的教育，并對當?shù)氐南廊藛T進行了培訓(xùn)。有關(guān)可能涉及的相關(guān)人員應(yīng)該定期進行訓(xùn)練。
但是早期的應(yīng)急計劃并沒有考慮到電池爆炸的情況，這使消防人員有關(guān)他們打開儲能設(shè)施大門時可能發(fā)生的事情并沒有做好準備。
重新構(gòu)建電池儲能系統(tǒng)的安全標準
APS公司關(guān)閉了該公司其他的電池儲能設(shè)施，其中之一是在PunkinCenter社區(qū)部署的FestivalRanch儲能系統(tǒng)，其配置與McMicken電池儲能系統(tǒng)完全相同。在重新開通運營之前，該公司要對該儲能設(shè)施進行通風(fēng)系統(tǒng)的改造。
有關(guān)計劃部署的電池儲能系統(tǒng)也必須滿足這些要求。當McMicken發(fā)電站的這個電池儲能系統(tǒng)發(fā)生起火爆炸事故時，APS公司正在考慮簽署一些合同，計劃為該公司大型太陽能發(fā)電設(shè)施配套總裝機容量為850MW的電池儲能系統(tǒng)。
而發(fā)生這個事件之后，這些部署計劃一直擱置，但是APS公司一直認為仍然應(yīng)該致力于更多部署電池儲能系統(tǒng)。該公司已經(jīng)在與中標者開展合作，以了解他們是否可以改造其儲能項目，以滿足調(diào)查報告中提出的安全標準。這些標準將被納入對提案的新要求中。
雖然APS公司只能在自己的服務(wù)區(qū)域中上強制執(zhí)行這些標準，但是Bordenkircher希望其他廠商在部署電池儲能系統(tǒng)采用這樣的解決方法。
他說：“全球各地還部署了許多集裝箱式電池儲能系統(tǒng)，我希望每個擁有和運營的電池儲能系統(tǒng)的廠商都能對此進行檢查，并根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)進行風(fēng)險評估。”
APS公司計劃將其研究報告的調(diào)查結(jié)果推廣到更多的行業(yè)組織。該公司在今年一月承諾消除電力生產(chǎn)中的碳排放。而隨著脫碳工作的進行，電池儲能系統(tǒng)將在滿足峰值電力需求方面發(fā)揮至關(guān)重要的用途。
Bordenkircher還指出，雖然電池儲能系統(tǒng)著火爆炸事件推遲了一些儲能系統(tǒng)的部署，但并不能改變部署更多電池儲能系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。
