10年全球32起着火爆破事端！国内外储能电站火灾或爆破事端计

本文对全球储能项目首要火灾或爆破事端的揭露信息进行收拾，汇总了近10年间产生事端的储能电站的根本信息，总结了起火爆破事端的根本特征。依据文献“韩国锂离子电池储能电站安全事端的剖析及考虑”，给出了储能电站产生安全事端的根本原因以及经验总结；并依据网络揭露信息，搜集了美国产生人身伤亡事端的储能电站爆破事情的原因及整改办法。

一、储能电站首要安全事端核算

经过对作业揭露信息进行搜集收拾，汇总了2011-2021年间，全球储能项目首要火灾或爆破事端。因为较多安全事端原因杂乱，相关事情许多都未揭露发表，据不完全核算，近10年间，全球共产生32起储能电站起火爆破事端。其间，日本1起、美国2起、比利时1起、我国3起、韩国24起。

32起储能电站起火爆破事端共有以下几个特征：一是25起事端选用三元锂离子电池；二是韩国储能电站起火爆破事端占24起，这与韩国各大电池企业以三元锂电池为主流产品有关；三是2017年今后的储能项目占30起；四是储能电站起火爆破大多产生在充电中或充电后休止中，占21起。

表1全球电化学储能电站起火或爆破事端核算

现在揭露的储能电站事端构成人员伤亡的首要有两起：一同是美国亚利桑那州的公共服务公用事业公司（APS）产生大规模电池储能项目（三元锂电池）爆破，构成8名消防队员受伤。别的一同便是4月16日北京国轩福威斯光储充技能有限公司储能电站（磷酸铁锂电池）产生事端，事端构成2名消防员献身，1名消防员受伤，电站内1名职工失联。

从电池类型来看，三元锂电池事端最多，磷酸铁锂现在已知首要就两起，其间一同是江苏的电网侧项目，详细原因并未发表。别的一同便是4月16日北京国轩福威斯光储充技能有限公司储能电站（磷酸铁锂电池）产生事端。现在详细原因都仍在查询中。

二、揭露事端原因剖析搜集

现在揭露发表原因的事端，首要是韩国储能电站起火事端和美国亚利桑那州的公共服务公用事业公司产生大规模电池储能项目（三元锂电池）爆破，尽管没有磷酸铁锂电池的事端原因剖析，但仍是具有必定的学习含义，首要是2点：一是储能电站火灾事端大都产生在充电中或充电后休止中，此刻电池电压较高，电池活性较大，并联电池簇间构成环流，导致电芯处于过充状况，电压升高构成内短路，易构成火灾事端；二是储能电站起火后，选用七氟丙烷等气体救活设备，是经过阻隔氧气来完成救活，但无法使电池降温，一旦有外部氧气进入，就易引起电池复燃，且电池焚烧进程中会产生一氧化碳、甲烷等易燃易爆气体，电池复燃后乃至或许引发气体爆破。

三、韩国储能电站事端原因剖析及启示

3.1事端原因

韩国储能电站首要选用三星和LG的三元锂电池，该电池体系熔点为200℃，储能体系规划单簇为400kW/1600kWh，4簇并联。储能电站火灾事端大都产生在充电中或充电后休止中，此刻电池电压较高，电池活性较大。充电完毕休止进程中，并联电池簇间构成环流，导致电芯处于过充状况，电压升高构成内短路，构成火灾事端。

文献“韩国锂离子电池储能电站安全事端的剖析及考虑”结合韩国储能事端查询，将储能电站事端致因总结为以下四个方面：电池体系缺点、应对电气毛病的维护体系不周、运营环境办理缺少、储能体系归纳办理体系短缺。

（1）电池本体要素。由电池本体诱发安全事端的来历首要包含电池制作进程的瑕疵以及电池老化带来的储能体系安全性退化两方面。

（2）外部激源要素。外部激源包含绝缘失效构成的电流冲击及外部短路等问题，也包含除电池外部件高温产热构成的热冲击，以及某电池热失控后触发的热失控延伸进程。

（3）运转环境要素。锂电池需求作业于各参数的安全窗口规模，需求经过初始电热办理规划、BMS/PCS/EMS以及空调体系等管控来坚持合理的运转环境。运转环境办理不善将逐步影响电池及体系的牢靠性，然后演化为事端。

（4）办理体系要素。办理体系要素不只包含BMS、PCS、EMS以及对应的联动管控逻辑，也包含办理规章制度等人的要素。前者是体系的中心操控和决议方案单元，首要效果是对电池体系的作业状况进行监测和办理，对保证电池安全、安稳、牢靠运转有重要含义。

3.2经验总结

结合韩国储能事端数据，以及四类引致安全事端要素的剖析，能够对锂电池储能体系安全性办理做出以下经验总结。

（1）电池本体要素仍然是储能体系安全的中心，受现阶段办理体系的监测管控牢靠性约束，对电池本体的充放电SOC区间有必要恰当收紧。

（2）电池老化要素及运转环境要素的长时间演化将或许构成腐蚀性的绝缘部件损坏，需求强化绝缘检测并进行定时维护查看，一同需求强化漏电断路设备、过电压维护设备、过电流维护设备等电气冲击维护设备的牢靠性。

（3）储能体系配置满足强度和灵活性的自动热办理体系是十分必要的。

（4）电池储能体系的标准体系有待进一步完善，特别是触及PCS、BMS、EMS之间和谐、操控与办理的相关标准。

（5）现在业界要点重视和大力展开的热失控提早预警和消防安全技能，不能从根本上避免锂电储能体系的安全事端。欲达到锂电储能电站“零事端”肯定安全的方针，需求改动思路，从电池安全状况的实时点评和猜测着手，针对电池本体及运转条件等多要素耦合效果的长时间演化特性，研制电池安全风险的前期预警体系，从源头下降电池体系热失控风险。

四、美国APS储能电站事端原因剖析报导及整改主张和办法

2019年4月19日，美国亚利桑那州的公共服务公用事业公司（APS）产生大规模电池储能项目，因为2.16兆瓦时锂离子电池储能体系内产生接连热失控，一名作业消防队长，一名作业消防工程师和两名作业消防员在爆燃事情中遭到重伤。

4.1事端进程描绘

储能体系烟雾勘探宣布警报，并排放救活剂。

储能体系中的烟雾勘探器在大约16:55时宣布警报信号，并排放了全淹式救活剂（Novec1230）。

消防员是风险资料处置小组成员（HAZMAT），HAZMAT团队对储能体系附近界说了应急风险区，并进入该区进行风险气体监测和火情确诊。

受伤的消防员是一支风险资料处置小组（HAZMAT）的成员，该小组于大约在18:28时抵达现场。留意到从建筑物和附近的组件中散宣布来并在沙漠中漂移的低层白云。该团队界说了一个热区（应急风险区），并屡次进入该热区，以运用多通道气体浓度测量表、比色管（colorimetrictubes）和热像仪（TIC）在储能体系周围进行360度的火情确诊评价（size-up）。该小组在每次进入进程中都检测到风险的氰化氢（HCN）和一氧化碳（CO）升高。该团队继续监督储能体系，并留意到大约在19:50时白色气体/蒸汽混合物中止从容器中流出。

HAZMAT领导层拟定了事端呼应举动方案，HAZMAT小组监测储能体系附近的HCN和CO浓度低于可接受的阈值，翻开储能体系大门，随后产生爆燃事情。

HAZMAT领导层拟定了事端呼应举动方案，其间包含一群高档消防指挥官的定见，以及具有和规划和维护储能公司代表所供给的关于储能体系的信息。HAZMAT小组终究进入了热区，发现储能体系附近的HCN和CO浓度低于可接受的阈值。在遵从事情举动方案后，团队在大约20:01小时翻开了储能体系的大门。消防员在大约20:04时在热区外观察到爆燃事情。一切HAZMAT团队成员在爆破中均遭到重伤，并被敏捷送往附近的医院。留意：此事情中触及的锂离子电池储能体系已在依照之前发布的《有关储能体系装置的当时一致标准NFPA855》的榜首稿进行了调试；储能体系在规划契合调试时契合有用的相关法规和标准。

4.2事端陈述将该事情分为五个关键步骤

（1）事端原因或许是是一个锂离子电池产生了树突或枝晶，然后导致锂离子电池短路，致使电芯升温并着火。

（2）当火势延伸到附近的电芯时，气溶胶救活剂无法阻挠如此强烈的大火。

（3）在模组内放置的电芯离得很近，导致火势从一个电芯敏捷延伸到另一个电芯，没有任何物理屏障来避免火势延伸。

（4）跟着数百个电芯焚烧殆尽，开释出爆破性气体，并集合在密闭容器内，而且容器内没有传感器来核算气体的堆集。

（5）因为缺少气体监测遥感体系，而且消防员对这类状况的训练短缺，导致榜首批消防员人员并未采纳正确的举动。

（6）爆破性气体不断积累，当榜首批急救人员翻开舱门，氧气进入舱内时，爆破性气体开端焚烧。

4.3整改办法及主张

研讨结果包含两大类主张:对电池体系规划进行物理改动以消除气体积累的状况，以及改动对安全人员处理储能站紧迫状况的训练。①APS将在储能体系中添加遥感和通风体系。当毛病导致风险气体开释时，操作人员能够经过气体辨认和通风将其冲刷出去，而避免风险。②其他晋级包含冷却体系或电芯之间的屏障，以避免火灾延伸，并包含更密布的救活办法，以防气体救活剂无法阻挠火灾。③在安全训练方面，在装有电池的城市，APS对当地的安全人员进行了训练。

为保证运用锂离子电池储能体系的消防和修理人员安全，以下主张和办法应被归入标准、标准、研讨方案的要求中。

（1）根本的消防员、指挥官和HAZMAT成员的训练应着重储能体系的安全性；锂离子电池热失控，蒸气云构成和分散进程中开释的气体和蒸气的潜在爆破性；爆燃和爆破波传达的动力学；应该进行包含全面测验的研讨，以了解呼应锂离子电池储能体系火灾事情而采纳的最有用，最安全的消防战略。

（2）在经过全面的试验能够确认终究的战略和辅导之前，主张消防人员在将锂离子储能体系视为外壳中的气体混合物浓度高于LEL，除非另行证明，否则应待在保存的潜在爆破半径之外，并停留在风险区的外部。

（3）应开发一种在线教育东西，以分散有关锂离子电池储能体系损害和消防战术考虑要素的恰当基础知识。

（4）锂离子电池储能体系应包含可长途拜访的气体监测；应该进行包含多标准测验在内的研讨，以评价用于锂离子电池储能体系的固定式气体监测体系的有用性和局限性。

（5）锂离子电池储能体系应包含强壮的通讯体系，以保证从BMS从整个储能体系中的传感器长途拜访数据，而且让火灾操控面板坚持不间断。

（6）储能体系的一切者和经营者应与当地消防人员和业主授权单位（AHJ）一同拟定应急举动方案，并全面了解与锂离子电池技能相关的损害。

（7）在一切储能体系装置中均应运用标识储能体系内容的标牌，以正告榜首呼应者与装置相关的潜在风险。

（8）锂离子电池储能体系应与紧迫操作方案合作，依照NFPA855或世界消防法规第12章的要求，装备恰当的防爆维护。

（9）应该进行包含全面测验的研讨，以确认最有用的锂离子电池储能体系救活和防爆体系。

（10）应展开着眼于储能体系紧迫退役的最佳做法和消防在紧迫状况下效果的研讨。

五、结语

跟着国内外储能项目建造的快速增加，安全问题也日益突出，特别是起火事情遭到社会各界高度重视。储能还处于工业开展前期阶段，关于新事物的认知，群众遍及会有扩大例如认识，韩国一时在方针鼓励之下，储能项目建造爆发式增加，随之在体系集成、施工运维等方面产生严重安全隐患，2019年美国APS公司在亚利桑那州皮奥里亚布置的电池储能电站产生火灾，四名消防员受伤。因而需求客观理性地看待已露出出来的事端隐患，触类旁通，仔细做好储能项目的安全保证作业。