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。
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。
特斯拉回应失控事故
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DNV-GL (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。
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Novec1230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Novec1230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;
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Novec1230,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烟,包括但不限于氯化氢、氢氰酸、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;