中國儲能網(wǎng)訊：4月24-26日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月24日下午的“國際儲能市場與政策專場”，美國儲能系統(tǒng)技術(shù)委員會主席、TüV 南德意志集團(tuán)全球風(fēng)險顧問公司常務(wù)顧問James Biggins先生在會上分享了主題報告《儲能電站的損失預(yù)防措施》，以下為演講實(shí)錄：
James Biggins：非常榮幸參加這個會議。
看一下幻燈片，這是從2012年的風(fēng)場的火災(zāi)，以及2017年發(fā)生的火災(zāi)。另外，在這里也有一個集裝箱著火的事件，這方面的事故發(fā)生頻率還是很高的，一般來說在所有的裝機(jī)量當(dāng)中2%-4%都有出現(xiàn)這些事故。大多數(shù)事故都有不同的原因，希望可以具體深入研究，但是這些事故中，有些人怪電池、有些人怪濕度、有些人怪裝機(jī)的時候做的不好。但是現(xiàn)在關(guān)于起火的信息量還是不夠，無法讓我們非常精確的判斷背后的原因是什么，我在這里不會具體講或者猜測這些原因是什么，也不需要講你需要很好的電池體系。我講的是如果發(fā)生火災(zāi)事故，可以采取什么措施，以及現(xiàn)有的一些標(biāo)準(zhǔn)。
一些認(rèn)證機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)委員會制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來降低火災(zāi)損失，他們有些時候涵蓋的技術(shù)路徑是非常不同的，在這里介紹一下TüV南德意志集團(tuán)制定的一些措施，我們制定的措施是希望在發(fā)生火災(zāi)的時候降低損失。第一個，就是我們這個項目的選址，也就是你的這個裝置，你的機(jī)組放在哪一邊，是不是有可能受到其他的一些建筑或者其他的一些可能造成火災(zāi)因素的影響。第二個，排煙排氣對于降低損失非常重要。防火本身需要做很多事情，包括火災(zāi)的探測，控制和排煙。
下面具體介紹。首先是隔離。隔離是避免擴(kuò)大損失的非常重要的一種方法，它可以避免火災(zāi)的蔓延。我們當(dāng)然不希望起火，如果發(fā)生起火就不希望它繼續(xù)蔓延。如果發(fā)生熱失控，電池會產(chǎn)生大量的熱，這些熱會導(dǎo)致其它電池繼續(xù)熱失控，對于這樣的熱失控蔓延事件，不同集裝箱必須隔離開，以避免火災(zāi)蔓延。在美國的一所大學(xué)，幾年前做過一個測試，并進(jìn)行了理論計算，計算是根據(jù)集裝箱儲能進(jìn)行的，你需要兩個集裝箱之間保持10英尺的間隔，才可以避免這個火災(zāi)的蔓延。如果一個集裝箱著火的話，這個隔離可以保證火災(zāi)不會有蔓延。另外，在這里有一個集裝箱在了宿舍樓的旁邊，這很危險，如果集裝箱著火的話，火災(zāi)很容易蔓延到宿舍樓或者旁邊的大樓。
接下來講排煙排氣的考慮。主要是考慮排出哪些可燃?xì)怏w。在剛剛發(fā)生在美國的火災(zāi)事件中，一個火災(zāi)大概燒了3個小時后才熄滅，在這3個小時當(dāng)中，消防部門決定采取必要的措施，他們認(rèn)為火燒時間過長，于是打開集裝箱，過多的氧氣進(jìn)入與熱失控所導(dǎo)致的大量的可燃?xì)怏w混合，因此導(dǎo)致了一個小規(guī)模的爆炸，使得8名消防員嚴(yán)重受傷。我們相信在接下來幾個月當(dāng)中會有這個事件的更具體的調(diào)查結(jié)果。對于這點(diǎn)，必須要確保有比較好的排氣措施使你打開集裝箱門的時候不會有爆炸。
另外，你需要確保集裝箱中的氣體濃度不會導(dǎo)致爆炸，一定要把它控制在這個爆炸點(diǎn)以下。建筑的一些原則中要求大樓必須要有排煙排氣的措施。有人說在這個大樓或者集裝箱中安裝一些測試可燃?xì)怏w濃度的傳感器，具體怎么做要看具體的情況。另外，火災(zāi)的探測對于ESS電池系統(tǒng)非常重要。我們探測越快，精度越高，就更有可能有效的救火，并且即使發(fā)生熱失控，你也可以及時轉(zhuǎn)移人員和財產(chǎn)。如果有警報系統(tǒng)，必須安裝在有人值班的地方，比如控制中心、消防中心。這樣警報之后，可以盡快采取行動。如果沒有人聽到報警，這個系統(tǒng)就沒有發(fā)揮作用。對于滅火測試也是很有必要的。美國NFPA 855是關(guān)于這方面的標(biāo)準(zhǔn)。很多電池制造商提供測試樣品，進(jìn)行大規(guī)模的火災(zāi)測試，確定在火災(zāi)情況下他們的樣品的狀況。
同時還有一些相關(guān)的研究項目也開展了大規(guī)模的火災(zāi)測試，使用相當(dāng)多電池包進(jìn)行測試。這是去年中進(jìn)行的測試，目前還沒有結(jié)果。這些結(jié)果被用來制定新的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是針對儲能性電池的標(biāo)準(zhǔn)。與以往的標(biāo)準(zhǔn)不同，我們需要以往兩倍的水量才能有效滅火。傳統(tǒng)的滅火系統(tǒng)可能沒有效果，同時我們發(fā)現(xiàn)如果把我們的電池裝在這樣的集裝箱中，里面有相當(dāng)多的塑料材料，大大增加了滅火的難度。如果有可燃性氣體泄露出來，這樣的滅火方式就不起作用。如果滅火方式只熄滅明火，但是不能抑制熱失控和可燃性氣體的排放，最后可能還是會引起爆炸，因為當(dāng)可燃性氣體在建筑或者集裝箱里面持續(xù)的積累到爆炸濃度，是沒有辦法控制的。
接下來介紹滅火裝置，面對這樣的火災(zāi)，一般的滅火裝置的效果不大，我們可以利用加強(qiáng)噴淋系統(tǒng)的效果，但是難以取得理想的效果。所以說，我們現(xiàn)在有的消防系統(tǒng)沒有辦法停止熱失控。各位會看到這樣的情形，我們必須要找到一個可以控制它的手段。對于明火，我們可以進(jìn)行控制。但滅掉明火后，可燃性氣體會不斷釋放出來。我們也嘗試過進(jìn)行聯(lián)合滅火方式，把霧化和傳統(tǒng)灑水系統(tǒng)聯(lián)合起來，看是否可以控制熱失控、二次火災(zāi)、還有可燃性氣體。同時我們還談到了整個電池的隔離手段。隔離手段主要是防止更大的財產(chǎn)損失。通過電池中間增加一些可以防火障礙物設(shè)施，來確保不同的集裝箱熱失控不會影響到整個設(shè)施，這個都是我們考量到的一些方法，已經(jīng)進(jìn)行了大規(guī)模的火災(zāi)測試。目前我們的灑水系統(tǒng)、水霧系統(tǒng)的確可以降低熱失控的情形，但是沒有減少所需的水量，甚至還需要兩倍。在未來我們的ESS系統(tǒng)規(guī)模可能更大。
總的來說我們的儲能電池滅火技術(shù)剛剛起步，發(fā)展得很快。我們可以看到這將會影響儲能科技的發(fā)展。我們有越來越高能量的電池儲存能量系統(tǒng)，所以保證儲能系統(tǒng)的安全性是非常重要的。我們可以看到有許多的電網(wǎng)等級的系統(tǒng)，大概是10GW這樣的規(guī)模，2-3小時的持續(xù)性，在美國已有50-100兆瓦這樣的等級，在加利福尼亞有更大規(guī)模的ESS，甚至計劃把高大的建筑里面塞滿電池，要為這么大規(guī)模的電池創(chuàng)造一個防火系統(tǒng)是相當(dāng)困難的，尤其在這樣一個空間下，我們需要采取防范性的措施，尤其在未來我們在做規(guī)劃的時候，都要考慮到這些因素，目前我們要追逐儲能科技的發(fā)展，我們還有相當(dāng)長的路要走，但是我們?nèi)匀灰_保在儲能科技向前發(fā)展的同時，我們的防火科技也要跟得上。我個人的意見是我們未來還需要更多諸如此類的測試，現(xiàn)在我們用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)有的系統(tǒng)來做測試，但是未來儲能科技會改變，要與時俱進(jìn)，最后希望有更多的人參與我們的控制系統(tǒng)，例如我們的電池制造商、系統(tǒng)制造商、所有的利益相關(guān)方都應(yīng)該共同合作，這并不僅僅只是防火工程師的責(zé)任，是所有人共同的社會責(zé)任，提高系統(tǒng)的安全性。
我的演講就是這些，謝謝！
