近年來(lái)，我國(guó)儲(chǔ)能電站事故頻發(fā)。本文將分析其原因及預(yù)防措施。

 

什么是儲(chǔ)能電站

儲(chǔ)能電站實(shí)際上是為了調(diào)節(jié)峰谷用電問(wèn)題而設(shè)立的電站。眾所周知，由于人們的生活習(xí)慣，居民生產(chǎn)生活用電量在24小時(shí)內(nèi)會(huì)有很大的波動(dòng)。

白天和中午12點(diǎn)之前的用電量要比中午12點(diǎn)之后多得多。盡管可以通過(guò)控制發(fā)電廠(chǎng)的功率來(lái)調(diào)整電力消耗，但它仍然無(wú)法適應(yīng)如此大的變化，浪費(fèi)了大量的電力。

因此，建立儲(chǔ)能電站，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是將我們?cè)谟秒姷头鍟r(shí)期不得不浪費(fèi)的電力儲(chǔ)存起來(lái)，在用電高峰時(shí)期再次釋放到電網(wǎng)中，以達(dá)到削峰填谷的目的。

 

為什么儲(chǔ)能電站會(huì)爆炸

近年來(lái)，儲(chǔ)能市場(chǎng)逐漸升溫，各種資本紛紛入場(chǎng)，安全問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)。安全問(wèn)題一直是儲(chǔ)能行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。電力專(zhuān)家指出，儲(chǔ)能發(fā)電廠(chǎng)的總體安全包括電氣安全、消防安全、化學(xué)安全和機(jī)械安全。

不同形式的儲(chǔ)能具有不同的安全風(fēng)險(xiǎn)。例如，鋰離子電池儲(chǔ)能、鈉硫電池儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能需要關(guān)注其消防安全，液流電池儲(chǔ)能需要專(zhuān)注于化學(xué)安全，飛輪儲(chǔ)能需要側(cè)重于機(jī)械安全。

 

 

鋰離子電池儲(chǔ)能電站是世界上最大的儲(chǔ)能電站，也是最容易發(fā)生火災(zāi)的電站。自2017年以來(lái)，多個(gè)國(guó)家已發(fā)生30多起火災(zāi)事故，我國(guó)發(fā)生多起電站火災(zāi)，造成重大人員傷亡或財(cái)產(chǎn)損失，引發(fā)了業(yè)界對(duì)儲(chǔ)能火災(zāi)安全的關(guān)注。

儲(chǔ)能電站的火災(zāi)過(guò)程是由局部隱患演變?yōu)楣收鲜录倪^(guò)程。儲(chǔ)能電站設(shè)備選型、系統(tǒng)集成、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)、設(shè)施報(bào)廢等全生命周期過(guò)程的任何環(huán)節(jié)都存在安全風(fēng)險(xiǎn)隱患和演變。

儲(chǔ)能行業(yè)人士表示，如果投資者更關(guān)心價(jià)格和成本，產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)控制和安全可能會(huì)被忽視。從其他國(guó)家儲(chǔ)能電站事故的分析來(lái)看，事故普遍伴隨著監(jiān)管的缺失。

 

電力專(zhuān)家以鋰離子電池儲(chǔ)能為例分析，儲(chǔ)能電站事故原因一般來(lái)自三個(gè)方面。

首先是人為因素。儲(chǔ)能是一種高能量、高電壓的電池系統(tǒng)。在集成、安裝、調(diào)試和運(yùn)行過(guò)程中，如果現(xiàn)場(chǎng)人員出現(xiàn)錯(cuò)誤或?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)處理不當(dāng)，很可能會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題。因此，有必要對(duì)操作人員和施工人員進(jìn)行嚴(yán)格的安全意識(shí)和安全操作培訓(xùn)。

 

 

二是儲(chǔ)能系統(tǒng)本身的因素，包括所選電池是否通過(guò)了相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)，電池系統(tǒng)的健康狀況是否良好，高壓系統(tǒng)的絕緣設(shè)計(jì)是否良好，電池本身的缺陷是否能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。

第三，除了儲(chǔ)能系統(tǒng)之外，還有其他因素。外部電氣和熱干擾將影響儲(chǔ)能系統(tǒng)。因此，通常對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的環(huán)境有要求，例如避免過(guò)高的環(huán)境溫度。因此，相關(guān)政策表明，大型儲(chǔ)能電站不得使用三元鋰電池和鈉硫電池。

 

是什么導(dǎo)致了儲(chǔ)能電站的爆炸

那么，是什么導(dǎo)致了儲(chǔ)能電站的爆炸呢？電力專(zhuān)家表示，一般從兩個(gè)方面入手。一種是非儲(chǔ)能系統(tǒng)的其他來(lái)源，因?yàn)閮?chǔ)能電站除了儲(chǔ)能系統(tǒng)外，還包含許多電氣設(shè)備和輔助設(shè)施，這是一種爆炸源。

另一種是儲(chǔ)能系統(tǒng)本身，更具體地說(shuō)是儲(chǔ)能電池。儲(chǔ)能電池由外部電擊源和熱電擊源刺激。電池會(huì)發(fā)生熱失控反應(yīng)，釋放出大量高溫易燃的氣液混合物，當(dāng)暴露在外部空氣中的氧氣中時(shí)，條件合適時(shí)會(huì)爆炸。

當(dāng)然，業(yè)內(nèi)人士指出，電站自身的安全管理也非常重要。例如，應(yīng)考慮在發(fā)生事故時(shí)及時(shí)、安全地疏散人員。

 

 

如何防范儲(chǔ)能電站的風(fēng)險(xiǎn)

如今，儲(chǔ)能安全已成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)之一。因?yàn)橐坏┌l(fā)生火災(zāi)，不僅企業(yè)的財(cái)產(chǎn)會(huì)受到損失，員工和消防員的生命安全也會(huì)受到威脅。2019年，美國(guó)亞利桑那州一個(gè)電池儲(chǔ)能項(xiàng)目發(fā)生爆炸，直接導(dǎo)致四名消防員受傷，其中兩人傷勢(shì)嚴(yán)重。

2021年4月6日，韓國(guó)一座光伏電站的儲(chǔ)能系統(tǒng)（ESS）起火，燒毀面積達(dá)22平方米，造成總損失約4.4億韓元（約合258萬(wàn)元人民幣）。經(jīng)初步調(diào)查，有關(guān)部門(mén)指出，起火點(diǎn)發(fā)生在儲(chǔ)能裝置內(nèi)部，涉及一家電池供應(yīng)商。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，我國(guó)部分儲(chǔ)能電站此前確實(shí)發(fā)生過(guò)火災(zāi)。例如，2021年4月16日下午，北京南四環(huán)一鋰電池儲(chǔ)能電站發(fā)生火災(zāi)爆炸，導(dǎo)致兩名消防官兵犧牲。

 

如何確保儲(chǔ)能電站的安全運(yùn)行

電力專(zhuān)家表示，儲(chǔ)能電站的安全問(wèn)題并沒(méi)有得到解決。在儲(chǔ)能電站的整個(gè)生命周期內(nèi)，應(yīng)有效管理和控制潛在的安全隱患及其演變。針對(duì)儲(chǔ)能事故隱患，需要采取三方面的預(yù)防措施。

 

 

第一項(xiàng)措施是加強(qiáng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全防護(hù)，防止或減少外部刺激對(duì)電池體的影響，積極抑制隱患的放大，防止局部事故的蔓延，防止儲(chǔ)能系統(tǒng)局部故障演變成大的火災(zāi)。

二是加強(qiáng)儲(chǔ)能電站的探測(cè)預(yù)警能力。儲(chǔ)能電池的燃燒爆炸反應(yīng)是突然的，但觸發(fā)儲(chǔ)能電池燃燒爆炸的外部刺激是可追溯的；

三是針對(duì)不同類(lèi)型的儲(chǔ)能事故制定故障應(yīng)急預(yù)案和消防措施，并嚴(yán)格遵守，一是確保人員安全。