據(jù)德國公共廣播電視報(bào)道,2024年4月27日,位于德國尼爾莫(里爾區(qū))商業(yè)區(qū)的鋰電池儲(chǔ)能集裝箱起火。
警方表示,火災(zāi)在大量消防員的參與下得到控制,并于10個(gè)小時(shí)后完成了滅火。但在救火過程中,由于打開處于冒煙狀態(tài)的集裝箱時(shí)發(fā)生了閃爆,兩名消防員受到了輕傷。警方估計(jì)損失約為50萬歐元,起火原因尚不清楚。
德國尼爾莫爾消防隊(duì)到達(dá)現(xiàn)場后,儲(chǔ)能集裝箱持續(xù)有煙霧冒出,與現(xiàn)場人員協(xié)商后,消防人員打開了儲(chǔ)能集裝箱。打開瞬間發(fā)生了帶有火焰閃光的爆炸,兩名消防員因此受傷,并且隨后又發(fā)生了幾次小規(guī)模的爆炸。
為防止著火范圍擴(kuò)大到其他儲(chǔ)能集裝箱,消防員使用起重機(jī)將其移動(dòng)到旁邊空地進(jìn)行滅火。在后續(xù)的視頻中可發(fā)現(xiàn),消防人員不再冒險(xiǎn)接近失火集裝箱,而是保持一定距離進(jìn)行噴水滅火。
業(yè)界人士表示,儲(chǔ)能集裝箱在發(fā)生失火時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量可燃?xì)怏w,此時(shí)貿(mào)然打開集裝箱有較大風(fēng)險(xiǎn),隔離并遠(yuǎn)距離滅火是比較安全的處理方式。
根據(jù)集裝箱品牌標(biāo)識(shí)顯示,產(chǎn)品來源德國一家電池儲(chǔ)能系統(tǒng)制造商INTILION公司,是Hoppecke電池公司的子公司。
據(jù)其官網(wǎng)信息顯示,該產(chǎn)品建立在自己獨(dú)特經(jīng)驗(yàn)和電池安全測試的基礎(chǔ)上,采用高品質(zhì)鋰離子電池,適合室內(nèi)外的特殊應(yīng)用。而根據(jù)INTILION的產(chǎn)品資料,其儲(chǔ)能集裝箱產(chǎn)品均采用磷酸鐵鋰電池。
高工儲(chǔ)能分析認(rèn)為,德國儲(chǔ)能火災(zāi)事故至少表現(xiàn)出了三大安全困局:其一,如何保證設(shè)備可靠;其二,如何保障運(yùn)維可靠;其三如何安全有效進(jìn)行消防。
產(chǎn)品困局:
靠口頭承諾、無實(shí)證平臺(tái)
從德國儲(chǔ)能火災(zāi)事故來看,涉事產(chǎn)品宣稱,建立在自己獨(dú)特經(jīng)驗(yàn)和電池安全測試的基礎(chǔ)上,采用高品質(zhì)鋰離子電池,適合室內(nèi)外的特殊應(yīng)用。
寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱博士早在去年公開揭開了儲(chǔ)能產(chǎn)品的“真相”,目前海內(nèi)外皆存在:很多企業(yè)都承諾說自己能做到20年、25年,循環(huán)壽命能達(dá)到12000次甚至15000次,客戶和第三方如何檢測這些指標(biāo),該依據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)呢?目前應(yīng)該說都還沒有,基本上靠的是口頭承諾。
據(jù)國內(nèi)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),前期投運(yùn)的功率型儲(chǔ)能,宣稱10年預(yù)期壽命,實(shí)際運(yùn)行壽命不足3年就已經(jīng)大面積退役。投運(yùn)的能量型儲(chǔ)能,承諾壽命20年,目前實(shí)際運(yùn)行僅有3-5年,且年循環(huán)次數(shù)大部分不到設(shè)計(jì)的一半,運(yùn)行期間還會(huì)出現(xiàn)各種問題。
當(dāng)前全球已出臺(tái)的多數(shù)法規(guī),大部分用在電池本身的安全和電站的消防規(guī)范,而在并網(wǎng)前對(duì)儲(chǔ)能電站系統(tǒng)級(jí)別的安全可靠性測試和驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)仍是空白。
吳凱呼吁,行業(yè)急需圍繞大容量、高安全、高荷向儲(chǔ)能的系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行,建立完善的測試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系,構(gòu)建高標(biāo)準(zhǔn)的測試與實(shí)證平臺(tái)。針對(duì)電池壽命等關(guān)鍵指標(biāo),形成行業(yè)公認(rèn)的、可靠的實(shí)測標(biāo)準(zhǔn),并對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的并網(wǎng)適用性進(jìn)行測試實(shí)證。
吳凱指出,能在惡劣環(huán)境火災(zāi)、自然災(zāi)害等多種場景的真實(shí)表現(xiàn),通并過半實(shí)物仿真與實(shí)證數(shù)據(jù),做到在并網(wǎng)運(yùn)行前就讓儲(chǔ)能得到實(shí)證驗(yàn)證,才能真正實(shí)現(xiàn)從能用到敢用、好用的蛻變。
運(yùn)維困境:
無專業(yè)人員、無大數(shù)據(jù)、少運(yùn)維設(shè)計(jì)
大唐中南院新型儲(chǔ)能研究中心副主任栗占偉談到,目前整個(gè)行業(yè)內(nèi)都缺乏專職的儲(chǔ)能運(yùn)行和維護(hù)人員。
在不需要人的情況下,要怎么做好整個(gè)電站的運(yùn)行維護(hù)呢?目前來看,從軟件運(yùn)行、電池壽命、前期預(yù)警,到整個(gè)電站的管理,皆需大數(shù)據(jù)的管理。EMS研發(fā)、大數(shù)據(jù)預(yù)警,怎樣做好數(shù)字化運(yùn)維,這些都仍是行業(yè)難點(diǎn)。
栗占偉認(rèn)為,設(shè)備的問題也不容小覷。現(xiàn)在的電池包越來越沉,從20多個(gè)電池到40多甚至100多個(gè)電池,整個(gè)電池包的體積也越來越大。當(dāng)判斷出某一個(gè)電池包有故障的時(shí)候,整個(gè)PACK要怎么取出來?
他指出,電池PACK重到4-6個(gè)人也抬不動(dòng),大部分廠家也沒有專業(yè)的維護(hù)工具,將電池包從艙內(nèi)拿出來調(diào)換、檢修都很成問題。
目前對(duì)于整個(gè)儲(chǔ)能電站的設(shè)計(jì),還是沿用火電、新能源的設(shè)計(jì),就算有專用的檢修工具也進(jìn)不去,兩艙之間至少3米的間距也騰挪不開。
當(dāng)前,儲(chǔ)能產(chǎn)品同質(zhì)化越來越嚴(yán)重,但就實(shí)踐來看各主流廠家產(chǎn)品相當(dāng)不統(tǒng)一,無標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。栗占偉表示,接口不一樣,內(nèi)部回路設(shè)計(jì)也各不相同。
在栗占偉看來,電站設(shè)計(jì)壽命為20-25年,而恐怕到了儲(chǔ)能系統(tǒng)10年的設(shè)計(jì)壽命以后,到時(shí)需更換的產(chǎn)品可能已經(jīng)完全無法匹配,甚至找不到同等承重的儲(chǔ)能艙,只能推倒重建。
消防困境:
無法聯(lián)動(dòng)報(bào)警、無法及時(shí)探測熱失控、無法抑制復(fù)燃
從德國的事故案例可見,當(dāng)消防人員打開了儲(chǔ)能集裝箱時(shí),瞬間發(fā)生了帶有火焰閃光的爆炸,兩名消防員因此受傷,并且隨后又發(fā)生了幾次小規(guī)模的爆炸。足見,海外儲(chǔ)能的的消防困境也很明顯。
對(duì)比國內(nèi),我國對(duì)于儲(chǔ)能消防安全的重視程度越來越高根據(jù)《電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全規(guī)程》(GB/T 42288-2022),儲(chǔ)能電站要達(dá)到盡早探測、精準(zhǔn)滅火、抑制復(fù)燃的要求:每個(gè)電池模塊可單獨(dú)配置探測器;鋰離子電池室/艙自動(dòng)滅火系統(tǒng)的最小保護(hù)單元宜為電池模塊,每個(gè)電池模塊可單獨(dú)配置滅火介質(zhì)噴頭或探火管;滅火介質(zhì)應(yīng)具有良好的絕緣性和降溫性能,自動(dòng)滅火系統(tǒng)應(yīng)滿足撲滅火災(zāi)和持續(xù)抑制復(fù)燃的要求。
要達(dá)到這樣的目標(biāo),目前來看,行業(yè)仍存在不小的挑戰(zhàn)。高工儲(chǔ)能了解到,傳統(tǒng)的儲(chǔ)能消防安全解決方案存在三大痛點(diǎn)問題:不能及時(shí)探測到熱失控、無法抑制電池火災(zāi)復(fù)燃、無法聯(lián)動(dòng)報(bào)警。
較早期的儲(chǔ)能電站采用的滅火技術(shù)主要有七氟丙烷滅火系統(tǒng)、氣溶膠滅火系統(tǒng)、水系滅火系統(tǒng)等。
近幾年,儲(chǔ)能電站火災(zāi)安全技術(shù)在包括電池?zé)崾Э仡A(yù)警技術(shù)、全氟己酮滅火系統(tǒng)、液氮滅火抑爆技術(shù)、電池模組熱管理與熱失控阻隔耦合技術(shù)、浸沒式液冷熱/安全管理技術(shù)等方面取得了進(jìn)展。
禹成科技總經(jīng)理董宏利指出,儲(chǔ)能消防安全系統(tǒng)的價(jià)值主要體現(xiàn)在三大方面:一是降低儲(chǔ)能安全事故風(fēng)險(xiǎn)與減少儲(chǔ)能電站異常停運(yùn)損失;二是提高儲(chǔ)能電站的消防安全救援的響應(yīng)速度;三是解決行業(yè)主管部門與投資人對(duì)儲(chǔ)能電站安全問題的焦慮。
原標(biāo)題:德國儲(chǔ)能火災(zāi)事故暴露的三大安全“困局”