隨著儲能系統(tǒng)不斷增多,安裝規(guī)模不斷增長,儲能安全問題短板日益突出。
德國時間2022年5月8日,在德國卡爾夫區(qū)的Althengstett,一用戶側光伏儲能系統(tǒng)爆炸,預計損失財產(chǎn)達40-50萬歐元。
當?shù)叵挛?點30分左右,消防隊接到綜合控制中心發(fā)出的警報。居民回家后發(fā)現(xiàn)家里正冒出白煙,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)地下室由光伏系統(tǒng)供電的6.5kW儲能系統(tǒng)出于技術原因冒出大量煙霧,房主曾嘗試撲滅但并未成功。
消防人員仍在路上時,儲能設備發(fā)生爆炸。由于爆炸的壓力波,公寓地下室的門窗、地窖門以及公寓和前門所有玻璃都破碎了。
門窗因爆炸損壞
公寓暫時不適合居住,居民們已搬離,幸運的是爆炸中沒有人受傷?;馂臎]有在晚上開始,爆炸發(fā)生在消防攻擊小隊進入房子之前,這些都避免了更大災難的發(fā)生。
此次事故,消防隊派出了43名消防人員和5輛消防車,救援服務隊和地方協(xié)會也派出了12名隊員和4輛救援車,經(jīng)過約一個小時的撲救、火災被成功撲滅。儲能系統(tǒng)的殘骸被回收并放置在裝滿水的槽中進行冷卻。
消防隊找回燒毀的電池殘骸
對于爆炸項目所用儲能產(chǎn)品,官方暫未透露。但有網(wǎng)友經(jīng)過全網(wǎng)對比,找到了外觀相似度極高的韓國某G家產(chǎn)品。最終結果將以官方通報為準。
有數(shù)據(jù)顯示,截至2020年底,德國家庭電池儲能總容量已達到2.3GWh,家庭安裝電池系統(tǒng)的平均規(guī)模也從2019年的8kWh增加到2020年的8.5kWh。
儲能事故頻發(fā)安全不容小視
據(jù)不完全統(tǒng)計,2017年至今全球儲能電站項目至少發(fā)生了41起事故,其中,韓國34起、美國3起、中國2起、比利時和澳大利亞各1起。
2022年行將過半,近半年來,已發(fā)生多起因電池儲能技術、電池儲能系統(tǒng)引發(fā)的火災爆炸事故。電池安全防護與儲能運維管理已成為儲能行業(yè)的重中之重。
美國加州Moss Landing儲能電站項目事故
2022年2月13日晚,美國加州MossLanding儲能電站項目發(fā)生事故,大約有10個電池架被熔化。這是繼該項目于2021年9月4日發(fā)生過電池過熱事故后,在不足半年的時間里發(fā)生的第二次事故。這兩起事故給各方提供了一個教訓,需要做出必要的調整和改進。
MossLanding儲能電站項目的業(yè)主和運營商是VistraEnergy,電池設備提供商是2022年1月27日剛上市的LG新能源,F(xiàn)luence是系統(tǒng)集成商以及工程承包商。據(jù)LG新能源透露,該電站安裝了4500個最新型號的TR1300電池架。
尼日利亞財政大樓電池逆變器起火爆炸
尼日利亞當?shù)貢r間2022年2月23日,位于尼日利亞首都阿布賈中央商業(yè)區(qū)的聯(lián)邦財政部大樓地下室的電池逆變器發(fā)生火災并引起爆炸。
報道稱事故發(fā)生在早上6:50左右,安保人員發(fā)現(xiàn)財政部電池室內產(chǎn)生煙霧,聯(lián)邦消防局發(fā)言人PaulAbraham表示濃煙是由逆變器電池上的火花引起的。消防部門于7點接到火警后,迅速從三個站點派出人員處置。Abraham表示“情況完全得到控制,沒有影響當天的業(yè)務。”
聯(lián)邦財政、預算和國家規(guī)劃部發(fā)言人OlajideOshundun證實了這一說法,受影響的只是該建筑的電池室。“安防人員發(fā)出了必要的警報并實施了消防設備救援,并在15到20分鐘內、消防人員到達之前將火勢控制住了。”據(jù)他介紹,當電池爆炸時,大約有16個其他電池受到影響,大火開始爆發(fā)并產(chǎn)生濃煙。
航運鉛酸電池維護不當爆炸
2022年3月2日,加拿大運輸安全委員會(TSB)發(fā)布了一份航運船上電池爆炸事件的調查報告(M20P0230),報告特別詳細說明了電池維護的重要性。
調查報告顯示,2020年8月7日,當加拿大公司的拖輪RiscoWarrior將駁船WesternCarrier靠在不列顛哥倫比亞省ButeInlet的MellershPoint碼頭時,位于拉薩雷特的拖輪電池艙發(fā)生爆炸。爆炸事故導致該船結構受損,船上兩名船員受輕傷。
該船舶發(fā)生故障電池為鉛酸電池,經(jīng)銷商是加拿大能源公司。調查結果分析,事故原因為鉛酸電池由于連續(xù)無規(guī)律充電導致電解液中的水分解成氫氣和氧氣并蒸發(fā),再加上缺乏維護,造成電池極板過熱和內部損壞,而且電池艙內又沒有通風系統(tǒng),因此積聚了易燃的氫氣,最后未知來源的火花點燃了積聚的氫氣,最終導致爆炸。
德國家庭電池儲能系統(tǒng)突發(fā)爆炸
2022年3月3日,德國消防部門報告了德國南部一起公寓樓爆炸事件,起因是安裝在地下室內的電池儲能系統(tǒng)因技術缺陷而爆炸,隨后在地下室又引發(fā)火災,沖擊波甚至將幾扇門窗向外推開,并掀翻了整個屋頂結構。所幸爆炸時建筑內無人居住,因而也沒有人員受傷。
在事故發(fā)生后的第七天,德國電池儲能系統(tǒng)供應商SENEC承認涉事產(chǎn)品源自該企業(yè),并就此次爆炸事件做了回應。
SENEC在其Facebook頁面上向所有用戶發(fā)布通知稱,已經(jīng)遠程關閉了旗下所有家庭儲能系統(tǒng),其中包含三款產(chǎn)品:Senec.HomeV3hybrid、Senec.HomeV3HybridDuo、和Senec.HomeV2.1。SENEC稱此舉是“純粹的預防措施”。
美國家用鋰電池產(chǎn)品使用不當起火
2022年3月13日上午10:30左右,美國東麥迪遜大道和Depew街拐角處的一戶家庭發(fā)生火災,消防隊員迅速出動并將其撲滅,消息稱火災源自故障鋰電池。
美國職業(yè)安全與健康管理局(OSHA)和美國國家消防協(xié)會(NFPA)曾列出了有助于防止鋰電池起火的預防措施,包括要始終遵循制造商關于鋰離子電池使用、充電和維護的說明,定期檢查設備尋找熱量、腫脹、噪音或氣味異常等,但事故仍偶有發(fā)生,可見電池安全使用等相關知識仍需要進一步普及。
儲能安全標準亟待完善
儲能安全問題不可小視,逐漸完善儲能產(chǎn)業(yè)安全與標準體系已顯得愈發(fā)重要。為解決儲能事故頻發(fā),各國紛紛提出儲能安全標準。
美國
2019年9月12日,美國國家消防局正式發(fā)布NFPA855“固定式儲能系統(tǒng)安裝標準”,該標準定義了儲能系統(tǒng)每組儲能容量最大為50kWh,包含儲能系統(tǒng)的房間應具有至少2小時耐火等級的防火屏障和與建筑物的其他區(qū)域隔開。此外,標準還在列舉了各種電化學儲能技術、并對它們的潛在危險進行列舉分析,最后指出每種電化學儲能技術應符合的相關消防安全要求。
韓國
2022年2月7日,韓國消防部曾發(fā)布《儲能系統(tǒng)火災響應指南》,文件指出儲能系統(tǒng)起火和爆炸的主要原因是電池產(chǎn)生的可燃氣體,而在儲能系統(tǒng)起火時防止產(chǎn)生可燃氣體的最佳方法是冷卻電池,該響應指南針對不同的火災程度給出了處置建議。
2022年5月3日,韓國提出提高儲能系統(tǒng)安全標準以防止韓國儲能系統(tǒng)著火。措施集中在強化電池安全標準,改進制造工藝、補足電池安裝和運行管理方面的不足、確?;馂氖鹿收{查結果可靠性和確保實施能力的措施等。其中包括安裝電池時,必須以5MWh或更低的單位安裝防火隔板,在所有儲能系統(tǒng)所在地建立實時安全管理系統(tǒng)等。
2022年5月10日,韓國能源部提出一套新的收緊措施,以防止安裝在韓國儲能系統(tǒng)上的鋰離子電池著火。
韓國政府將尋求修改法律,迫使韓國的電池供應商確保儲能項目具有接地故障檢測器、滅火系統(tǒng)和減輕電池的內部壓力設備,以防止電池熱失控事件。
韓國能源部表示,未來將在外部研究機構分析后確定修訂計劃。
中國
2021年7月,國家發(fā)展改革委和國家能源局發(fā)布的《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》,提出建立安全技術標準及管理體系,強化消防安全管理,嚴守安全底線為基本原則;在高安全、低成本、高可靠、長壽命等方面取得長足進步;強化電化學儲能安全技術研究等。
2022年1月18日,儲能用鋰電池安全強標啟動會在北京召開,標志著該強標編制工作正式啟動。
2022年4月29日,《電化學儲能電站應急演練規(guī)程》、《電化學儲能電站危險源辨識技術導則》、《電化學儲能電站生產(chǎn)安全應急預案編制導則》三項國家標準開始征求意見。
文件適用于鋰離子電池、鈉離子電池、鉛酸/鉛碳電池、液流電池、燃料電池等類型的電化學儲能電站。
其中電化學儲能電站應急演練規(guī)程中規(guī)定了電化學儲能電站生產(chǎn)安全事故應急演練的計劃、準備、實施、評估總結和持續(xù)改進的內容和要求。
電化學儲能電站危險源辨識技術導則中規(guī)定了電化學儲能電站危險源的辨識方法、辨識內容和危險等級劃分。
電化學儲能電站生產(chǎn)安全應急預案編制導則中規(guī)定了電化學儲能電站生產(chǎn)安全應急預案編制工作程序和綜合應急預案、專項應急預案與現(xiàn)場處置方案編制的技術要求。
結語
截至2021年底,全國已有21個省級行政區(qū)在全省或部分地區(qū)明確了新增新能源發(fā)電項目規(guī)制性配儲能比例以及配儲時長。3個省份出臺鼓勵配儲政策。儲能市場規(guī)模不斷擴大,儲能新藍海蓄勢待發(fā)。隨著儲能產(chǎn)業(yè)的崛起,儲能安全問題需要完善得以解決。
2022年3月21日,國家能源局官網(wǎng)發(fā)布《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》。
該方案明確了新型儲能發(fā)展目標,2025年做到規(guī)?;l(fā)展、具備大規(guī)模商業(yè)化應用條件;2030年做到全面市場化發(fā)展。本次文件明確了“十四五”、“十五五”期間國內新型儲能發(fā)展的基礎目標,計劃到2025年實現(xiàn)新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?;l(fā)展階段、具備大規(guī)模商業(yè)化應用條件,電化學儲能系統(tǒng)成本降低30%以上。到2030年,要實現(xiàn)新型儲能的全面市場化發(fā)展,與電力系統(tǒng)深度融合,滿足構建新型電力系統(tǒng)需求,全面支撐能源領域碳達峰目標。
方案提出“十四五”新型儲能標準體系重點方向,其中包括安全相關重點標準:儲能電站安全設計、安全監(jiān)測及管理、消防處理、安全應急、系統(tǒng)并網(wǎng)、設備試驗檢測、電化學儲能循環(huán)壽命評價、退役電池梯次利用等。
顯而易見,國家已將儲能安全問題提上日程。
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