據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)公用事業(yè)廠商APS公司日前發(fā)布了一份電池儲(chǔ)能系統(tǒng)事故調(diào)查報(bào)告，該報(bào)告公布了去年4月該公司在亞利桑那州McMicken變電站運(yùn)營(yíng)的一個(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)起火爆炸的原因，引起了行業(yè)人士的廣泛關(guān)注。

APS公司表示，在發(fā)生此次事件三天之后，該公司著手進(jìn)行調(diào)查。技術(shù)專家對(duì)電池儲(chǔ)能設(shè)施和事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了環(huán)境評(píng)估、法醫(yī)分析以及數(shù)據(jù)證據(jù)方面的調(diào)查，以確定其發(fā)生火災(zāi)和爆炸的起因，并審查消防設(shè)備的適用性。據(jù)報(bào)道，參與項(xiàng)目開發(fā)的合作伙伴AES公司、提供儲(chǔ)能系統(tǒng)的Fluence公司，以及提供電池產(chǎn)品的LG Chem公司的技術(shù)專家也參與了調(diào)查。

DNV GL調(diào)查人員表示，APS公司為了保護(hù)事故現(xiàn)場(chǎng)以便檢查，為此在嚴(yán)重受損的電池儲(chǔ)能設(shè)施周圍搭建帳篷

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該電池儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)生的火災(zāi)以及隨后發(fā)生的爆炸導(dǎo)致幾名消防員受傷，并導(dǎo)致這個(gè)2MW/2MWh的電池存儲(chǔ)系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞。其原因很可能是由內(nèi)部電池缺陷引發(fā)的，這其實(shí)是一個(gè)可以預(yù)防的事件。

在進(jìn)一步調(diào)查之后，APS公司委托全球認(rèn)證機(jī)構(gòu)挪威船級(jí)社（DNV GL）的一個(gè)調(diào)查團(tuán)隊(duì)對(duì)這個(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的起火爆炸原因進(jìn)行技術(shù)分析，其主要原因是電池?zé)崾Э夭?dǎo)致爆炸。 DNV GL在進(jìn)行分析之后為此提出了一些建議，希望其他儲(chǔ)能設(shè)施減少或避免再次發(fā)生此類事。

調(diào)查報(bào)告指出，在美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間2019年4月19日17時(shí)48分，該儲(chǔ)能設(shè)施的工作人員得到報(bào)告發(fā)生火災(zāi)，而電池儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)施到20時(shí)04分左右發(fā)生爆炸，這一過程持續(xù)了兩個(gè)多小時(shí)。該電池儲(chǔ)能系統(tǒng)基本被毀，此次事件造成數(shù)名消防員受傷。而這一事件讓電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全問題再次成為儲(chǔ)能行業(yè)的首要議題。

電池發(fā)生故障之后導(dǎo)致一系列事件

DNV GL的儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Davion Hill在其提交的調(diào)查報(bào)告中指出，“廣泛的級(jí)聯(lián)熱失控事件始于這個(gè)電池儲(chǔ)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(jù)分析是其內(nèi)部缺陷造成的，該缺陷可能是電池內(nèi)部枝晶生長(zhǎng)而導(dǎo)致端子之間發(fā)生短路。

該報(bào)告發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)的消防系統(tǒng)按其設(shè)計(jì)及時(shí)響應(yīng)并開始滅火，但不足以阻止其級(jí)聯(lián)電池組的熱失控。電池機(jī)架中的電池之間的熱傳遞導(dǎo)致起火，而電池之間由于缺少阻止或減緩擴(kuò)散的屏障保護(hù)最終導(dǎo)致火熱蔓延。

調(diào)查人員認(rèn)為，熱失控其實(shí)已經(jīng)持續(xù)了大約三個(gè)小時(shí)，當(dāng)消防人員打開集裝箱式電池儲(chǔ)能設(shè)施的大門時(shí)，內(nèi)部殘留大量可燃?xì)怏w與氧氣相結(jié)合在接觸到火源之后發(fā)生爆炸。

DNV GL表示，現(xiàn)在實(shí)施的消防標(biāo)準(zhǔn)使消防人員更加了解如何處理此類事件。但該機(jī)構(gòu)還建議在電池儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)試之前和調(diào)試期間進(jìn)行危害評(píng)估，并對(duì)運(yùn)營(yíng)和應(yīng)急響應(yīng)人員進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)。在今年舉辦的“儲(chǔ)能數(shù)字系列”一次在線會(huì)議上，與會(huì)代表和行業(yè)廠商代表呼吁，儲(chǔ)能利益相關(guān)者應(yīng)與部署儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)商密切合作，培訓(xùn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)人員和應(yīng)急響應(yīng)人員。

部署在McMicken變電站的這個(gè)電池儲(chǔ)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(gè)2MW/2MWh電池儲(chǔ)能項(xiàng)目之一。開展這個(gè)調(diào)查目的是分析電池儲(chǔ)能系統(tǒng)使用情況，以及電池儲(chǔ)能系統(tǒng)如何幫助公用事業(yè)公司整合其服務(wù)區(qū)域日益增長(zhǎng)的住宅太陽能發(fā)電設(shè)施的能力。

根據(jù)調(diào)查，在事故發(fā)生當(dāng)天，這個(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)正常運(yùn)行，也就是說在白天獲取太陽能發(fā)電設(shè)施的電力進(jìn)行充電，并在夜晚電力需求峰值期間向電網(wǎng)放電。APS公司收集的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在4月19日下午5點(diǎn)之前，電池組電壓在這個(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的一個(gè)充電周期內(nèi)突然下降。隨后不久，電池就開始出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象。

DNV GL在發(fā)布的報(bào)告指出，該電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的煙霧探測(cè)系統(tǒng)此時(shí)開始運(yùn)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(dǎo)致電池儲(chǔ)能設(shè)施內(nèi)部積聚大量可燃性氣體。而當(dāng)消防人員在發(fā)生熱失控三個(gè)小時(shí)之后打開集裝箱的側(cè)門之后的2～3分鐘內(nèi)發(fā)生爆炸，爆炸導(dǎo)致這個(gè)電池儲(chǔ)能設(shè)施的側(cè)門和后門以及其他碎屑被爆炸的沖擊波沖出。


對(duì)于韓國(guó)部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目從2017年8月開始發(fā)生數(shù)十起火災(zāi)，DNV GL此前曾經(jīng)表示，電池的微小缺陷或其他問題并不會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的故障。而DNV GL日前在其關(guān)于APS公司電池儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)爆炸的報(bào)告中指出，韓國(guó)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)現(xiàn)在看來不僅與鎳鈷錳三元鋰離子電池有關(guān)，在某些情況下也與磷酸鐵鋰（LFP）電池有關(guān)。這些火災(zāi)最初被認(rèn)為主要是由于不適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)集成所引起的，但后來也發(fā)現(xiàn)在許多情況下是由電池故障造成的。

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

DNV GL為此得出結(jié)論，儲(chǔ)能行業(yè)可以利用的一些最佳實(shí)踐可能會(huì)避免類似事件的發(fā)生，首先需要解決電池質(zhì)量問題。除此之外，電池之間和電池機(jī)架之間需要設(shè)置物理屏障或防止級(jí)聯(lián)的屏障。報(bào)告指出，采用更好的通風(fēng)系統(tǒng)可以讓在消防人員進(jìn)入之前就將可燃?xì)怏w排放出來，而撲滅電池儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部火災(zāi)的措施還需要加強(qiáng)滅火、通風(fēng)和冷卻等措施。DNV GL還指出，現(xiàn)在已經(jīng)有一些尚未啟用的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)，其中包括美國(guó)消防協(xié)會(huì)（NFPA）的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。