储能电站爆炸原因及应对措施.docx
储能电站爆炸原因及应对措施1、什么是储能电站？就当它是个大号充电宝，商用兆瓦级别，家用的容量小点。为方便安装运输，通常以标准集装箱规格制作外包箱体。储能电站并不全是锂电池,铅酸电池、液流电池、钠硫电池都有，飞轮啊、超导啊也都是，抽水蓄能从理论上来说也是一种储能方式,只不过现在锂电池风头正劲，占比较高。2、为什么要建储能电站？储能电站的主要作用是为清洁能源提供“蓄水池”。锂电池储能电站的兴起有两个关键因素：一是清洁能源需求持续增加。以水电、太阳能、风能为代表的清洁能源是降低碳排放的主力军，但清洁能源最大缺点是不稳定。水电站有枯水期，太阳和风也不可能24小时稳定在线。电无法储存，电网根据用户端的耗电需求调配发电厂上网功率,用多少就只能发多少。在精确匹配供需这点上，清洁能源没有火电、核电来得方便，水电可以靠修水库进行峰谷调节，太阳能和风能并网则严重依赖储能系统，而传统的非锂电池储能系统要么受地形限制无法推广，要么性价比不高，早期锂电池储能系统也因电池价格昂贵无法大规模应用。1.ithium-ionbatterypricesurveyresults:Volume-weightedaverage二是锂电池价格快速下降。锂电池能量密度大，用于储能系统可以显著降低系统体积，但因价格昂贵一直得不到推广。最近十多年,以特斯拉为代表的民用电动车行业爆发性增长，使得动力锂电池价格连续十多年快速下降，10年内价格几乎跌去9成。现在铁电池的每瓦时成本只有4毛钱，这使得大规模使用锂电池存储电能成为可能。所以，这东西以后只会越来越多，老美2021年预估的装机量是上一年的7倍，国内只多不少。3、为什么会爆炸？综合UL、EXPOnent（电池厂商LG化学请的第三方）以及DNVYL（电厂请的第三方）出具的事故调查报告，虽然后两家在电池失效原因上各为其主各有主张，三份报告对爆炸的原因认定倒是非常一致。Sglecellf*lreCascadingthroughCaSCedIn9toConsumoduleneighbourmodulesentireWtl即某节锂电池发生故障进入热失控状态，其所在模组过热后，因缺乏有效隔热措施，导致其他模组连锁受热进入热失控状态并释放大量气体，电站箱体内的暖通设备在烟感探测器告警后自动停止运转，箱体本身也没有设置合适的通风设备，导致箱体内可燃气体高度积聚。箱体内的NOVeCI230全淹没灭火系统在烟感报警后正常喷射，但既没有起到降温作用，也没能抑制之后的爆炸。第一块电池热失控3小时之后，消防员打开箱体大门，带来额外氧气，火星或热源最终引起爆燃。4、如何防范？抑制电池模组连锁热失控，避免爆炸性气体积聚是防止储能电站爆炸的关键。必须安装防爆通风设备，如果室内安装应设计直排管道；电池组间、电池架间隔热防护必不可少，防止热失控连锁反应,为冷却控制争取时间；热失控有别于着火，锂电池完全可以在无明火、无氧气支持状态下发生连锁热失控，所以类似Novecl230这种虽然是极为有效的锂电池火灾灭火剂，但在热失控事故中毫无用处；CompanyCountryDateBatteryChemistryWatrrCOjFoamChemical/DryPowderNitrogenSandHaloneVhatcvcrSuiUblcYukaene*KL-MakiUChina2011PackL××××USA2013PackNCO×××EncrtechKorea2017PackNMCX××SamsungKorva2011CeUNMCX×SamsungKorea2016CeUNMO×X×K×SaftFrance2009PackLcO××××BipowerUSA2017PackLCO×××1（；ChemKorea2013CeUNMC×MotorolaUSA2017PackLCO×××XIdealUSA2010CeUL×××SDPTChina2016LCO××BrefvTronicsUSA2013PackLeO×X××AdvanceEnCTgyUSA2011IXO×LeoIDXSingapore2014NMC××Japan2016PackLMO×××××PanaMtnicUSA2015NMC××××Ibtal12109U2212不管是冷却抑爆还是稀释有毒爆炸性气体，水雾效果都是极好的,实验证明水雾系统对电池组的降温效果远超Novecl230,大部分电池供应商也都采用这种灭火措施；箱体内要有完善的可燃气体侦测和通讯设备，便于远程掌握箱体内信息，避免消防员因冒险开门检测被炸飞。5、消防（特指灭火）怎么办？首先，当然是加强调研啦。现在知道这东西会炸了，赶紧摸清底数，真出事儿了就离远点上移动炮（必须确认断电），注意戴好空呼别傻站在下风向吸毒烟，包括但不限于氯化氢、氢氟酸、氟化氢、一氧化碳，吸上一口可爽了；其次，严格贯彻风险收益评估制度。除非确定有活人待救，否则坚决不要靠近，任何时候保底安全距离是50米，要求管理方/运维方提供箱体内情况，情况不明坚决不靠近、不处置；最后，即使外部观察无显著异样也不可掉以轻心。一定要先搞清楚箱体内情况再研究行动计划，尤其警惕现场可疑烟雾团及异味，不要盲目求快盲目破拆。2019年10月，也就是爆炸事故半年后，SOP狂魔凤凰城消防局发布了电池储能系统标准作业程序，核心内容就是“离远点，小心毒，小心炸，控蔓延”。至于处置嘛，“看情况，商量着办”。2019年亚利桑那州储能电站爆炸事故经过:2019年4月19日晚上8点,亚利桑那州皮奥利亚市消防局HAZMAT队长打开了一个集装箱的大门，集装箱内安装了超过一万块运行中的锂电池，这是当地供电公司一亚利桑那公共服务公司两年前架设的电网级储能设备的一部分。当天早些时候，大约是下午5点41分，接警中心接到报警电话，声称在凤凰城郊区的麦克米肯电池储能站周边有烟雾和“恶臭”。三辆消防车在10分钟内赶到现场。消防人员到场后发现，事故涉及通电状态的电池组，于是立即呼叫了HAZMAT增援。将近8点的时候,HAZMAT队长在和供电公司工作人员协商并制定了行动计划后，与3名队员靠近了集装箱并准备将门打开。呼号为“E193”的队长随后打开了门并走了进去，其余3人站在集装箱外靠近门边的位置。Power(?onversionSystem(PCS)Node ControllerBattenProtectionInit(BPl)Battery Modules电池储能系统安装在一个集装箱内，内部有两排共36个垂直的架子，中间的走廊宽约0.9米。27个架子上安装了LG化学生产的14个电池模块，Parker公司生产的80千瓦逆变器，AESAdVanCion公司生产的用于数据收集和通信的节点控制器，以及LG化学生产的电池保护装置。每个电池模块包含28节银镒钻-锂离子化学电池。这些模块串联在一起，每个模块额定电压721伏，能量等级为2兆瓦时。27个满架情况下，集装箱内共有电池10584节。经过一整天的充电，电池的容量约为90%。集装箱门打开后，事故发生数小时以来，箱内积聚的大量可燃气体获得了与空气混合的机会，然后就是一个火星。“爆燃”不期而至，危险区外的消防员声称听到了一声巨响，并看到箱内喷射而出的火苗长约20米，高约6米。爆炸将E193队长和他的队员炸飞到设施周边的铁丝网边，队长飞了足足20米，队员也飞了将近10米。
