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  • 叶均
  • 2023-09-12
  • 来源:ag老虎机魅惑魔女

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纵观储能行业发展历程,事故却始终如影随形。爆燃何故频发,又应当如何防范?

近日,珠海市香洲区屏北二路广通物流园内储能柜突发起火,珠海消防在抵达现场后30分钟内扑灭明火,然而在后续冷却降温过程中梦幻城娱乐注册柜再度爆燃。

经消防救援人员持续出水压制并启用大功率隧道排烟机降温,在将有爆燃风险的梦幻城娱乐注册柜逐一转移至空地进行长达9小时的冷却降温后最终解除危险,现场无人员伤亡。

据悉,该起火储能柜由5组梦幻城娱乐注册柜串联为一体,着火梦幻城娱乐注册柜为1、2号柜,现场过火面积约5平方米,起火原因正在进一步调查中。

储能安全向来为业内关注的焦点。就在本月,有关“比亚迪储能供货的宁夏银川锦洋绿储储能电站于2023年8月2日起火爆炸,造成多人伤亡”的消息才在网上传得沸沸扬扬,比亚迪储能官方不得不亲自发文辟谣。

纵观储能行业发展历程,尽管技术水平突飞猛进,各类政策、规范标准都已取得了长足的进步,起火爆燃事故却始终如影随形。

我们不妨以史为鉴,从往年储能安全事故,看爆燃何故频发,又应当如何防范?

爆燃为何频发?

提及国内教训深刻的储能行业重大安全事故,总绕不开“4·16”北京大红门储能电站起火爆炸事故。

2021年4月16日,北京“大红门”储能电站发生起火爆炸,造成1名值班电工遇难、2名消防员牺牲、1名消防员受伤,火灾直接财产损失为1660.81万元。

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 “4·16” 北京大红门储能电站起火爆炸事故

事故调查结果显示,当时南楼起火直接原因系西梦幻城娱乐注册间内的磷酸铁锂梦幻城娱乐注册发生内短路故障,引发梦幻城娱乐注册热失控起火。而北楼的爆炸直接原因则为南楼事故产生的易燃易爆混合物通过电缆沟进入北楼储能室并扩散,与空气混合形成爆炸性气体,后遇电气火花发生爆炸,并产生相当于26公斤TNT的爆炸威力。

无独有偶,美国储能行业最大规模安全事故之一,2019年4月19日美国亚利桑那州APS电力公司储能电站火情中,在救火人员勘察现场时发生意外爆炸并造成多名人员受伤,其中一名消防主管与一名工程师在爆燃事件中受到重伤。

根据APS官网发布的公告显示,当时预先布置的自动灭火系统已经启动,然而热失控的梦幻城娱乐注册释放出易爆气体,并在集装箱内部累积,最终因不明因素引燃导致爆炸发生。

这一事件影响极为深远,甚至直接影响到后续事故中的火灾处理策略。

2022年4月18日美国亚利桑那州盐河变电站内储能设施发生火灾,在内部自动喷水灭火系统持续运行与消防人员排出建筑物内易燃气体的谨慎解决之下,该项目火势最终连续燃烧超过五天才得以结束。

而无论是此次珠海储能柜灭火途中爆燃,抑或是前段时间网传的储能电站事故,都出现了起火后发生爆燃的情况,其原因何在?

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 来源:《面对应用的固态梦幻城娱乐注册研究》李泓

事实上,梦幻城娱乐注册热失控并非自身发热起火这样一个简单的概念,电化学储能自身特性决定其在发生热失控的过程当中难免因化学反应而产生大量易燃易爆气体。

此前有研究认为,三元锂本身便具有严重的安全隐患,而磷酸铁锂路线为储能安全的更优解。

一般而言,三元锂梦幻城娱乐注册的材料在200度左右的环境下就会发生分解,化学反应也更加剧烈;而磷酸铁锂的分解则发生在800度左右的环境中,显然具备更佳的高温稳定性。

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图表:全球储能事故中各梦幻城娱乐注册类型占比

 来源:星球储能所

据不完全统计,过去十年发生的约57起梦幻城娱乐注册类型相对明确的电化学储能事故中,三元锂梦幻城娱乐注册共占36起,占事故总数的63.23%,在韩国这一事故高发地更是主流的储能产品。

然而随着研究及实践的不断深入,磷酸铁锂梦幻城娱乐注册被证明或存在更高的气体爆炸风险。

如果说三元锂梦幻城娱乐注册的热失控更倾向于自燃,磷酸铁锂梦幻城娱乐注册在热失控过程中产生氢气的现象则更具爆炸风险,这使得对热失控的处理解决又增添了非常多的复杂性。

“三元梦幻城娱乐注册是自己容易热失控,自己把自己点着;磷酸铁锂梦幻城娱乐注册自己点不着,但是它的气体爆炸的风险比三元梦幻城娱乐注册要高,一旦在外面遇到火花它更危险。”中国科学院院士欧阳明高表示,大容量梦幻城娱乐注册中磷酸铁锂的燃爆指数是三元锂的两倍。

诚如前文所述,在不少储能事故当中,优先排出易燃易爆气体、避免爆炸性气体积聚,或尽可能将燃烧中的储能系统转移至空旷处、切断连锁热失控及扩大火势的可能,已是应对此类事故的常见流程。

面对依旧高发的储能安全事故,究竟应当如何提前防范?

事故如何防范?

解决电芯本质安全问题,永远是电化学储能行业的终极追求。

尽管梦幻城娱乐注册材料的特性已然决定,在较长的一段时期内我们都很难将其自身发生危险的概率降低至足够小甚至为零,然而固态梦幻城娱乐注册产业化的未来实现,或有望从根本上解决现有液态锂离子梦幻城娱乐注册的安全性问题。

从梦幻城娱乐注册热失控的整个过程来看,化学活性高、易挥发、易燃、易腐蚀的液态电解质起到了关键的作用,是锂梦幻城娱乐注册自身的最大安全隐患。

而固态梦幻城娱乐注册采用固态电解质,部分或全部替代液态电解质。一方面,固态电解质具有不可燃、无腐蚀、无挥发等特性,分解温度大幅提升;另一方面,由于内部无液体流动,固态梦幻城娱乐注册具有承受穿刺、折弯等物理冲击的高机械强度,从而大幅降低热失控风险。

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固态梦幻城娱乐注册赛道,各大厂商均有自己的时间表

当前,固态梦幻城娱乐注册商业化言之尚早,然而半固态梦幻城娱乐注册量产已被各大新能源车企、锂电龙头企业提上日程。

EVTank预测到2030年全球固态梦幻城娱乐注册(包含准固态梦幻城娱乐注册、半固态梦幻城娱乐注册、全固态梦幻城娱乐注册)渗透率有望达到10%,需求达到276.8GWh。而SNE Research则预计全固态梦幻城娱乐注册将从2025年开始的0.2GWh,增加到2030年的131GWh,市场渗透率达到4%左右。

在以监控和预防为主的主动安全方面,传统、单一的火灾预警方法,已难以满足电化学储能大规模发展形势下日益迫切的安全预警需要。

在监控预警层面,针对磷酸铁锂梦幻城娱乐注册在热失控中存在发热、冒白烟、释放氢气并引发气压变化等物理特性,行业当前已经开始应用基于声、热、力、电、气多物理参数的智能安全预警技术,并且通过综合算法进行判断,识别梦幻城娱乐注册的早期热失控状态。

更高管理精度的BMS,则有望将问题电芯的隐患掐灭在萌芽阶段。新型储能系统的梦幻城娱乐注册容量和功率都在不断扩大,由于系统采用了数目庞大的锂梦幻城娱乐注册,非常容易出现梦幻城娱乐注册间产热不均、功率差异大等问题,BMS在储能梦幻城娱乐注册系统管理方面日益发挥更加重要的作用。

而在火灾事故的应急处置方面,本次珠海储能柜起火爆燃事件中,直接用水进行扑灭的处理方式实则并不非常妥当。

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储能事故中,水消防并非最佳处置方案

以2021年9月美国加利福尼亚州Moss Landing一期项目安全事故为例。在该起事故当中,由于某区域检测到烟雾,抑制火灾的喷水降温系统随之启动。

然而,作为梦幻城娱乐注册降温系统一部分的软管和管道上的少量接头发生故障,导致水喷到梦幻城娱乐注册机架上。进而导致短路和电弧,引发梦幻城娱乐注册损坏并制造更多的烟雾。这些额外的烟雾再次被其他VESDA设备检测到,导致水释放到其他区域,随后软管/管道故障,释放更多的水,造成更多的梦幻城娱乐注册损坏和烟雾。

这样一套恶性循环下来,最终导致该项目大约7%的梦幻城娱乐注册模组和其它设施系统造成损失。

此外,对电化学储能设施采取水消防,需考虑到高压电的影响。由于电化学储能设备自身带电,水消防不仅易在火灾初期加剧系统内部短路,还有可能带电并产生有毒物质对消防人员产生危害。

就正确消防处理来看。一方面,隔离火势避免连锁热失控是“防消结合”的重中之重;另一方面,针对储能系统设计并配备行之有效的消防防护系统,择取灭火效能更高且具有良好电绝缘性能的消防药剂,将储能消防落到实处而非仅作表面文章,亦是保障储能安全的迫切需求。

如在上周二法国Saucats发生的Amarenco储能电站起火事故当中,该起事故所在的储能电站部署了将近50个锂梦幻城娱乐注册集装箱。但由于每个集装箱单元之间设置了一定的安全距离,消防人员并未直接扑灭火灾而是在集装箱周围设置防护,加之集装箱自身配备的消防系统发挥作用,最终火情在未发生火灾蔓延和人员伤亡的情况下得到有效控制。


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