中國儲能網(wǎng)訊：據(jù)不完全統(tǒng)計，9月下半月，全球發(fā)生儲能系統(tǒng)起火及爆炸事故8起，包括美國Valley Center儲能項目電池儲能單元起火、澳大利亞Bouldercombe電池儲能項目起火、法國養(yǎng)雞場光伏儲能裝置爆炸等。
8起儲能事故，戶儲項目過半
事故匯總后發(fā)現(xiàn)，8起儲能火災事故中，戶用儲能項目發(fā)生儲能系統(tǒng)起火及爆炸事故占比過半（5/8）。同時，大型儲能電站、工商業(yè)儲能系統(tǒng)亦有涉及。
對9月8大儲能事故進行分析，我們得到了兩個結論：其一是，戶儲火災事故頻繁，原因與戶儲系統(tǒng)數(shù)量多、規(guī)模小、技術規(guī)范等不齊全有關；其二是，儲能電池熱失控過程中釋放的有害氣體及毒物，已經成為了儲能火災二次傷害重災區(qū)。
9月29日，由于技術故障，德國克萊因卡爾一個戶用光伏系統(tǒng)配套部署的電池儲能系統(tǒng)發(fā)生儲能系統(tǒng)爆炸，并冒出濃煙。該事故未造成人員受傷，但由于遭到煙熏，該住宅目前無法居住。
9月29日，由于光伏儲能設施的鋰電池發(fā)生爆炸，法國Saint-Esprit的Peter Maillet區(qū)一養(yǎng)雞場發(fā)生火災。該事故無人員傷亡，但附近的房屋窗戶被炸毀，經濟損失達百萬歐元。
9月27日，德國埃倫弗里德斯多夫一戶儲系統(tǒng)起火，有兩人受傷入院，附近的一條高速公路不得不關閉，但并沒有有關電池儲能系統(tǒng)來源的任何細節(jié)。
9月26日晚，澳大利亞昆士蘭州羅克漢普頓以南的Bouldercombe電池儲能項目起火，現(xiàn)場無人員傷亡。據(jù)悉，Bouldercombe電池儲能項目由40個Megapack 2.0單元組成，初始容量為50MW/100MWh，預計10月投入運營。投運后將成為昆士蘭州首批獨立大型電池儲能系統(tǒng) (BESS) 之一。
9月24日，由于大篷車后部的光伏電池儲能裝置有缺陷，奧地利阿爾塔赫的一個花園定居點發(fā)生了一起事件。避難所和一棟附屬建筑完全被火焰吞沒。
9月24日，奧地利克恩頓州費爾德基興消防局對一起地窖火災做出了反應。從應急部門拍攝的照片來看，此次事件涉及的儲能系統(tǒng)尚不清楚。據(jù)當?shù)孛襟w報道，午夜前，該房屋的居民被一聲巨響驚醒，房屋的地下室起火。
9月19日，德國科切爾發(fā)生了一起地下室火災，相關部門在地下室的技術室中發(fā)現(xiàn)了一塊冒煙的電池。該事故無人員傷亡。
9月18日下午，美國加利福尼亞州圣地亞哥縣北部的Valley Center儲能項目發(fā)生電池儲能單元起火事件。緊鄰事故現(xiàn)場四分之一英里范圍內的住戶和企業(yè)已進行了疏散，同時，距離現(xiàn)場半英里內的人們被要求就地避難。
戶儲火災事故高發(fā)原因及對策
從上文可以看到，9月下半月全球至少發(fā)生了8起儲能系統(tǒng)起火及爆炸事故，其中5起（超過一半的事故）是由戶用儲能項目引起的。包括德國克萊因卡爾、法國Saint-Esprit的養(yǎng)雞場、德國埃倫弗里德斯多夫的戶儲系統(tǒng)等。
戶儲火災事故頻繁的原因可能與多方面因素有關。首先，戶用儲能系統(tǒng)的數(shù)量多，意味著更大的概率和頻率暴露于火災風險中。其次，由于規(guī)模小，它們可能在制造、安裝和維護時缺乏相應的標準和監(jiān)管，導致安全隱患。此外，與大型儲能系統(tǒng)相比，戶用系統(tǒng)可能缺少專業(yè)的運維團隊，進一步增加了安全風險。
這些頻繁的事故不僅直接威脅到戶儲產品用戶的生命財產安全，還可能對儲能行業(yè)的長期發(fā)展和公眾的接受度產生不良影響。
因此，對于戶用儲能系統(tǒng)，提高安全標準、加強技術研發(fā)和規(guī)范管理尤為重要。建議制定更加嚴格的生產和安裝標準，鼓勵制造商進行更深入的技術研究，以增強電池的安全性和穩(wěn)定性。同時，對使用者提供必要的培訓和指導，確保他們在日常使用和維護中能夠遵循正確的操作程序。
有害氣體及毒霧，已成儲能火災二次傷害重災區(qū)
鋰電池熱失控是一個連續(xù)性過程，分為早期熱失控、電池鼓包以及起火爆炸三個階段。在這些階段中，電池因內部的化學反應與溫度上升釋放出大量氣體，例如二氧化碳、氟化氫和氫氣。這些氣體除了具有爆炸風險，還具有強烈的毒性和刺激性。
以德國克萊因卡爾的事故為例，電池在爆炸后釋放出濃煙，導致住宅被煙熏而不宜居住。再如2019年4月19日美國亞利桑那州APS電力公司儲能電站火情中，由于熱失控儲能電池釋放出易爆氣體，并在集裝箱內部累積，最終因不明因素引燃導致爆炸發(fā)生。造成多名人員受傷，其中一名消防主管與一名工程師在爆燃事件中受到重傷。
換言之，除了火災和爆炸的直接危害，儲能電池熱失控過程中釋放的有毒和刺激性氣體會對附近居民和環(huán)境造成二次傷害。這些氣體在被吸入后可能導致呼吸困難、眼部、皮膚刺激甚至中毒。長時間的暴露還可能引發(fā)慢性健康問題。
因此，設計和運營儲能電池時，除了預防電池熱失控外，還需有策略地預防和處理這些有害氣體的泄露?？赡艿拇胧┌ǎ杭訌婋姵氐耐獠棵芊?、安裝有害氣體檢測器以及設置專門的排氣系統(tǒng)等。
儲能鋰電池熱失控三階段
儲能鋰離子電池熱失控主要原因有兩個：一個是外部原因，儲能電站空間密閉，內部存儲大量能量，充放電時電化學反應會釋放熱能，本身具有潛在熱失控危險；另一個是內部原因，鋰離子電池電解液電化學反應引發(fā)的副反應容易引發(fā)熱失控。
鋰電池一旦發(fā)生熱失控，將經歷三個階段：熱失控早期（100℃左右）、電池鼓包階段（300℃左右）和起火爆炸階段（超過300℃）。
第一階段，熱失控早期，電池內部溫度升高至100℃左右，SEI分解，隔膜融化，產生氣體。
這一階段，電池內部溫度迅速升高至接近100℃，電池負極表面的固體電解質界面膜鈍化層分解，電池SEI膜失去保護。超過100℃，化學反應產生二氧化碳等氣體。150℃左右，電池內聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜先后融化，電池電解液與正極發(fā)生反應。
同時，電池溫度上升過程中，電池正負極接觸引發(fā)短路。電解液與其他有機溶劑發(fā)生分解、放熱化學反應，釋放二氧化碳、氟化氫、氫氣等氣體。
第二階段，電池鼓包階段，電池內部溫度升高至300℃左右，產生大量可燃氣體，產生鼓包現(xiàn)象。
這一階段，鋰離子電池內溫度上升至300℃左右時，其內部鋰與電解液、有機溶劑發(fā)生化學反應，產生大量甲烷、丙烷等碳氫可燃氣體。電池內部空間密閉，氣體無法迅速擴散，在電池內部大量累計，導致電池發(fā)生鼓包現(xiàn)象。
第三階段，起火、爆炸階段，電池內部溫度超過300℃，電池內發(fā)生強烈氧化還原反應，出現(xiàn)明火。
這一階段，電池仍處于充電狀態(tài)，正極與電解液仍在進行強烈的氧化還原反應，電池迅速升至高溫并釋放大量有毒氣體。
目前，儲能電站多采用儲能艙形式，艙內電池模組排列緊密成簇，處于熱失控高溫狀態(tài)的電池模組極易影響其他電池模組發(fā)生熱失控，引發(fā)連鎖反應，最終導致電池出現(xiàn)明火，最終爆炸。
