美國儲能電站大火為何數天不滅？安全警鐘再次敲響

界面新聞

2024-05-24 20:24釋出于上海界面新聞官方賬号

界面新聞記者｜馬悅然

儲能安全問題再次引起業内讨論。

當地時間5月15日下午，昔日全球最大锂電儲能電站——250兆瓦的蓋特韋(Gateway)儲能電站被發現起火，大火被撲滅後幾經複燃，并持續了六天之久。

此次火災也引發國内行業高度關注。為何此次儲能電站失火持續數天不滅？5月23日，遠景集團進階副總裁、遠景儲能總裁田慶軍在接受界面新聞等媒體采訪時透露了三大原因。

首先，該儲能系統采用的是三元锂電芯。

此次失火的美國儲能電站由LS Power營運、日本NEC ES系統內建、南韓LG Chem提供三元锂電池。

據田慶軍介紹，上述儲能系統于2020年并網，彼時技術相對滞後，且三元锂電池比較容易熱失控，溫度适用範圍與磷酸鐵锂相比，差距較大。

三元锂電池熱失控的溫度一般在120-140℃之間，磷酸鐵锂熱失控的溫度在250-300℃。

熱失控是指電池放熱連鎖反應引起電池自溫升速率急劇變化的過熱、起火、爆炸現象。

三元锂電池熱失控後，會産生大量氫氣、氧氣等可瓦斯體，一旦燃燒會較為劇烈。磷酸鐵锂電池熱失控後不會産生氧氣，可以通過隔離的方式，對空氣進行隔絕，阻止失火。

《聖地亞哥聯合論壇報》的報道也表示，該電站火災難以撲滅的原因之一是锂離子電池使用的材料會自己産生氧氣，盡管水基滅火劑可以冷卻過熱的電池，但并不總是能完全撲滅火災。

“磷酸鐵锂電池的熱失控管理比三元锂更簡單、更易于操作。”田慶軍稱。

公開資訊披露，2011-2021年間，全球共發生32起儲能電站起火爆炸事故，其中25起事故采用了三元锂電池。

三元锂電池的優點是能量密度比較大，壽命長，多用于長續航的新能源車型。車載的總容量較大型儲能小。

但三元锂電池也常被視作是新能源汽車自燃的元兇，其性能不穩定,受到撞擊或者氣溫過高容易産生短路。

上述儲能系統用到的LG化學電池，近年來頻頻被曝出安全隐患問題。2020-2022年，LG均發生過曾因電池缺陷問題大規模召回相關車型。

據電池百人會報道，截至2023年9月，LG能源在全球報告了73起電池熱失控事件。今年2月5日，澳洲競争與消費者委員會還釋出檔案，建議強制召回存在安全風險的LG儲能電池。

田慶軍稱，相較之下，國内的磷酸鐵锂電池熱失控臨界點比三元锂電池高很多。

除電芯外，田慶軍表示，美國發生事故的儲能系統安全設計、熱失控管理不到位，疊層式建築設計不合理，與行業目前的多重防護、箱式結構差距較大。

“采用建築式疊層布局，大容量電池集中在密閉空間裡，一旦消防藥劑用盡，隻能向内部加水，或從外部噴水，導緻整個監控系統也處于失效狀态，裡面環境不可見、不可控，導緻整個系統複燃、甚至擴散，使得火災持續數天。”田慶軍稱。

第三，上述系統運作維護的手段較單一，且有很多盲點。據田慶軍介紹，發生事故的儲能電站并網時智能化程度不高，設計方面不到位，預警沒有做好。

“除了企業，國内各地方政府等對此次事件也非常關心。”田慶軍稱，近兩年中國大規模的新型電化學儲能投運，給安全管理帶來了不小挑戰。

近兩年，中國儲能行業處于飛速發展的階段，尤其是以锂電為主的新型儲能。2023年，中國新增投運新型儲能裝機規模21.5 GW/46.6 GWh，功率和能量規模同比增長均超150%，中國已經提前完成了“十四五”新型儲能投運裝機目标。

儲能系統價格的快速下行，為行業的繁榮帶來了諸多貢獻，但也給行業帶來很多隐患。業内頻繁呼籲，儲能需要堅守“安全”的底線。

田慶軍稱，近兩年行業技術進步較快，先前上馬的部分産品在電芯品質、消防設計等方面做得不夠好，且行業爆發期，太多“跨界者” 在資本的推動下進入，導緻産品、技術品質良莠不齊。過去幾年，很多電站實際上未被調用，風險還未顯現，新技術尚未得到全生命周期的驗證，對國内市場來說是較大隐患。

田慶軍同時提到行業存在的不當競争問題。部分不知名企業隻因手中握有風光資源，就提出必須配備其儲能産品，有投資方為了擷取更多的風光資源、資産，犧牲了儲能安全的要求。其次，地方保護主義也有一定影響。

中國在2021年曾發生過轟動一時的北京大紅門儲能電站起火爆炸事故。

當年4月16日，北京市豐台區南四環永外的集美家居大紅門商場内的儲能電站南區起火。在對電站南區進行處置的過程中，北區在毫無征兆的情況下突發爆炸，造成1人遇難、2名消防員犧牲、1名消防員受傷，火災直接财産損失1660.81萬元。

上述電站采用的是國軒高科(002074.SZ)磷酸鐵锂電池。最終報告顯示，事故因磷酸鐵锂電池發生内短路故障，引發電池熱失控起火。

田慶軍稱，大紅門儲能電站相當于使用者側儲能，一旦發生事故，社會反響非常強烈，對儲能行業也造成了很大的傷害和較為惡劣的影響。這是行業在成長和發展過程中必然要付出的代價和需要交的學費。從企業角度上來說，一旦行業發生這樣的惡性事件，都需要做認真的分析和研究，反思自身。

為避免未來發生更多儲能安全事故，田慶軍建議，業内需要對過去的老舊電站做自查自糾，尤其是運作時間超過三年以上、早些年非磷酸鐵锂的電站。

對于此前“強配儲”下還沒有被調用的的電站，建議各個投資方或資産擁有方做全面的檢查，防患于未然。

此外，田慶軍也提出需要特别關注工商業儲能安全。

“工商業儲能的安全性，普遍不如大儲。”他建議，工商業儲能在建設時要合法合規，且儲能電站系統的設計要多引入一些安全的視角，包括監控系統、安全監控預警等。

按照應用場景，儲能可大緻分為大儲(發電側、電網側)、中儲(工商業)和小儲(戶儲、便攜儲)。大儲主要用于比對大型電站使用。

目前，國内工商業電儲能标準還不夠清晰。但這部分電站大部分在商業區，或人口密集區。出于減少占地的目的，大多布置得較為緊密，不利于安全。田慶軍呼籲，應盡快出台下相關政策，約定工商業儲能布置間距的要求和标準。

在産品自身的安全設計方面，田慶軍表示，儲能裝置産品的形制、布局、整個線纜的布放等均需要綜合考量，不建議疊層建築式的儲能。

儲能安全核心本質是電芯問題。企業可以在電芯之間增加安全隔離墊，加氣溶膠等，如果單顆電芯發生熱失控，可確定後續不蔓延，可以阻隔空氣。

若熱失控延續至Pack級，自動消防即啟動，不會影響整體系統安全。更新到整個系統層面，另外的消防系統也将保證不會影響周邊失火或對電網造成沖擊。

另外，在産品設計中，還可以通過人工智能等方式，提前感覺、精準滅火等。

田慶軍認為，電化學儲能的安全是可管可控的。锂電池電站完全可以從設計的角度進行控制和管理。成本和安全在本質上并不沖突。未來儲能有信心做到和風光資産同壽，儲能行業能夠提出更多解決方案、妥善處理安全問題，希望給予行業更多耐心。

他同時提出，儲能電站一旦失火，形成公共事件，需要從嚴管理。但不要“一刀切”， 不能因為一個電站的問題，就全部否定整個業态或産品的安全性。

除了國内儲能市場，田慶軍也提到海外市場。

差別于國内，海外大部分儲能項目需要為全生命周期提供服務。國内質保期一般在3-5年，多的達到7年。一旦超過周期，資産交予購買方，裝置提供方不再承擔産品品質帶來的經濟損失和風險。

田慶軍稱，不排除中國未來儲能的運作維護也會出現全部交給裝置提供方的這種模式，隻有真正在儲能技術和研發上持續投入、在行業裡深耕的企業，才能和其合作夥伴長期共存。

此前，海外電池商選擇較少，即使LG電池頻出問題也依舊有市場。中國儲能企業近幾年剛剛開始出海，還沒有得到長時間的合作驗證，海外很多客戶抱着嘗試的态度來合作。

田慶軍稱，今年遠景能源将在海外全面擴張，一方面通過在全球的電芯工廠來擷取當地的支援和認同，另一方面通過區域的市場營銷拓展客戶。

按照遠景規劃，歐洲、北美等發達地區将成為其未來最重要的市場。考慮到這些地區有更為合理的毛利率，遠景将把大規模戰略資源投放在此。