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2019年4月19日，位于亞利桑那州Surprise市，APS公司下屬McMicken變電站的2MW/2.47MWh鋰電儲能系統(tǒng)（實際可用容量為2MWh）發(fā)生著火爆炸事故，并造成多名消防人員受傷，引起了多方關(guān)注，亞利桑那州公共服務(wù)部門也在此次事件后停止了其在電網(wǎng)上安裝850兆瓦電池存儲的計劃。

2020年7月18日，亞利桑那公共服務(wù)部門發(fā)布了一份名為《麥克米肯電池儲能系統(tǒng)事件的技術(shù)分析及建議》的報告（《McMicken Battery Energy Storage System Event Technical Analysis and Recommendations》），對2019年4月19日發(fā)生的麥克米肯電池儲能系統(tǒng)熱失控爆炸事件進行了分析，得出的主要結(jié)論如下：

可疑火災(zāi)實際上是一次廣泛的級聯(lián)熱失控事件，由BESS的一個電池單元內(nèi)的內(nèi)部電池故障引發(fā)（cell pair 7, module 2, rack 15）。

在合理的科學確定性范圍內(nèi)，可以認為這種故障是由電池內(nèi)部缺陷導(dǎo)致，特別是異常的鋰金屬沉積和樹突狀生長。

電池儲能系統(tǒng)中安裝的清潔劑滅火系統(tǒng)在事故發(fā)生時早期按照設(shè)計運行。但是，清潔劑滅火系統(tǒng)的設(shè)計是為了撲滅普通可燃物中的初期火災(zāi)。此類系統(tǒng)無法防止或阻止電池儲能系統(tǒng)中的級聯(lián)熱失控。

電池單元之間缺乏足夠的隔熱層保護，促進了熱失控通過熱傳遞在rack 15中傳播，隔熱層保護可能會阻止或減慢熱失控的傳播。

在Rack15中發(fā)生的級聯(lián)熱熱失控導(dǎo)致在電池儲能系統(tǒng)中產(chǎn)生了大量的可燃氣體。

在熱失控開始后大約三個小時，消防員打開了電池儲能系統(tǒng)的大門，導(dǎo)致爆炸。

以上描述的事故原因可簡要總結(jié)為：

電池滅火系統(tǒng)未能阻止有故障的電池融化附近的其他電池，從而導(dǎo)致了“級聯(lián)熱失控”；

電池過熱導(dǎo)致可燃氣體積聚，消防隊員打開該儲能設(shè)施的大門點燃了其中的氣體導(dǎo)致爆炸；

儲能系統(tǒng)的電池間空間不足、可燃氣體通風不足、以及缺乏對應(yīng)急工作人員的適當培訓(xùn)。


另外， 報告揭示了此次爆炸事件的發(fā)生進程，如下表所示。


損害后的電池儲能系統(tǒng)如下。




報告表示，該事件清楚地表明了與鋰離子電池級聯(lián)熱失控有關(guān)的危害，并希望防止類似事件的發(fā)生，并對儲能系統(tǒng)的安全性提出了以下建議：

解決現(xiàn)有和運營系統(tǒng)中熱失控級聯(lián)，通風和抑制的漏洞；

更新標準和法規(guī)，以直接解決未來儲能系統(tǒng)中不斷加劇的熱失控問題。僅在標準附件或附錄中承認級聯(lián)的熱失控不足以警告行業(yè)危險并且未達到要求預(yù)防的水平；

采用通風，滅火或冷卻系統(tǒng)，以管理將來儲能設(shè)施的熱失控；

采用可減慢，或停止熱失控期間電池單元和模塊間的級聯(lián)或傳播的電池及電池儲能系統(tǒng)設(shè)計；

開展教育，培訓(xùn)，制定應(yīng)急響應(yīng)程序，這些程序應(yīng)考慮級聯(lián)的熱失控（包括可燃氣體）的風險和危害，以及如何在故障后進入系統(tǒng)。

該儲能系統(tǒng)是由Fluence能源公司組裝（Fluence能源公司：AES公司和西門子公司的合資公司），LG Chem是該儲能項目的電池供應(yīng)商。

LG Chem公司對該報告的結(jié)論表示異議，稱儲能系統(tǒng)的安全性超出了電池的范疇，另外該公司目前新部署的項目已經(jīng)包括了滅火設(shè)備和改進的安全系統(tǒng)。

LG Chem表示，該公司目前也在對火災(zāi)進行調(diào)查，計劃調(diào)查完成并確定火災(zāi)的確切原因后發(fā)表對該報告的反駁意見。

研究報告還總結(jié)了截至McMicken事故發(fā)生時，在電池安全方面已經(jīng)進行的相關(guān)研究，發(fā)布的標準以及法規(guī)，如下表所示。


以上大部分內(nèi)容為“儲能與電力市場”對調(diào)查報告部分內(nèi)容的翻譯，報告原文鏈接如下，感興趣的讀者可自行下載閱讀：

https://www.aps.com/-/media/APS/APSCOM-PDFs/about/Our-Company/Newsroom/McMickenFinalTechnicalReport.ashx?la=en&hash=50335FB5098D9858BFD276C40FA54FCE

安全無小事。近年來，安全問題已經(jīng)成為儲能系統(tǒng)應(yīng)用中面臨的最主要的挑戰(zhàn)之一，韓國已累計發(fā)生29起電池著火事故，中國也發(fā)生過多起電源側(cè)、用戶側(cè)儲能系統(tǒng)著火事故，各個國家和地區(qū)也正在采取各種措施、制定相關(guān)安全標準，希望能盡量避免此類事故發(fā)生。

原標題：電池缺陷導(dǎo)致爆炸發(fā)生，2019年亞利桑那州儲能事故發(fā)布調(diào)查報告