2018年，韓國靈巖風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)的儲能設備發(fā)生火災，造成706平方米電池儲存建筑和3500塊以上鋰電池全部被燒毀。

近日，位于北京南四環(huán)的一個(gè)儲能電站發(fā)生爆炸，造成人員傷亡，引起了廣泛關(guān)注和討論。

在全球范圍內，電化學(xué)儲能（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“儲能”）項目爆炸事故已經(jīng)發(fā)生過(guò)很多起。據統計，過(guò)去一年，全世界儲能電站發(fā)生火災超過(guò)30起。2017年8月至2019年6月，韓國共發(fā)生了23起鋰電池儲能項目火災，韓國政府由此組建事故調查委員會(huì )，負責徹查此事，韓國儲能行業(yè)也因此陷入了長(cháng)達半年的停滯期。直到2019年6月11日，韓國行業(yè)通商資源部公布了韓國儲能電站火災調查結果，韓國儲能行業(yè)才得以繼續發(fā)展。但今年4月6日下午，韓國又有一光伏電站的儲能系統起火，造成約4.4億韓元經(jīng)濟損失。

行業(yè)發(fā)展迅速，安全沒(méi)有跟上形勢

儲能系統（ESS）是現代電力系統及智能電網(wǎng)的重要組成部分，也是實(shí)現可再生能源并網(wǎng)消納及分布式發(fā)電高效利用的重要環(huán)節。隨著(zhù)電池技術(shù)的不斷進(jìn)步及其成本的降低，以鋰離子電池為主的電化學(xué)儲能系統近年來(lái)得到了迅速發(fā)展及工程應用。根據此前調查結果披露的數據，截至2019年，韓國共有1490個(gè)儲能電站。2018年，全球新增的投運儲能電站中，有45%來(lái)自韓國，其次是中國，占比17%。

韓國儲能行業(yè)發(fā)展迅速，與韓國行業(yè)政策的扶持密不可分。在韓國的可再生能源配額制中，儲能行業(yè)地位頗高。2015年起，韓國開(kāi)始為配套儲能系統的風(fēng)電給予額外的可再生能源證書(shū)獎勵。2017年起，安裝儲能系統的光伏電站也可以獲得額外獎勵。配套儲能的風(fēng)電光伏電站在可再生能源證書(shū)計算中的權重遠遠高于其他不配套儲能的電站。此外，韓國政府在島嶼儲能、用戶(hù)側儲能方面，都出臺了相關(guān)扶持政策。

可惜韓國儲能業(yè)界沒(méi)能珍惜大好機會(huì )，反而讓這一行業(yè)成為事故多發(fā)的行業(yè)。為此，韓國國內曾有人譏諷，儲能行業(yè)“規模第一，安全倒數第一”。

有專(zhuān)業(yè)人士分析，韓國儲能行業(yè)連續發(fā)生火災，可能和行業(yè)標準建立不完善有關(guān)。在韓國決定大力支持儲能行業(yè)發(fā)展之時(shí)，韓國國內并沒(méi)有完善的產(chǎn)品標準和安全標準，而是通過(guò)這些事故，才推動(dòng)了標準的制定和修改。2019年的調查報告也專(zhuān)門(mén)強調，韓國將制定專(zhuān)門(mén)針對儲能系統的消防標準和火災應對標準運營(yíng)程序，強化儲能產(chǎn)品的國家標準與認證。

目前在全世界范圍內，儲能標準的制定都還處于起步階段。日本起步相對較早，在福島核事故之后大力發(fā)展可再生能源，補貼儲能行業(yè)。但在提供補貼的同時(shí)，要求產(chǎn)品在安全性方面必須達標，因而建立起一套標準。這套標準從行業(yè)標準發(fā)展為國家標準，最后又成為國際標準的一部分。

儲能企業(yè)陷入經(jīng)營(yíng)危機

韓國政府從2018年12月27日起，著(zhù)手調查儲能行業(yè)一系列火災事故的原因。在調查的近5個(gè)月時(shí)間內，韓國政府要求國內儲能設備都要停機以防止出現人員傷亡。LG化學(xué)公司、三星SDI公司和LS工業(yè)系統公司等儲能企業(yè)由于政府多次推遲公布火災原因而陷入經(jīng)營(yíng)危機。

來(lái)自學(xué)術(shù)界、研究機構、測試和認證機構等的19名儲能領(lǐng)域專(zhuān)家組成調查小組，對23個(gè)事故現場(chǎng)的數據進(jìn)行了分析，來(lái)自電力安全公司和韓國電力公司等9家機構的約90人參加了火災原因測試，最終于2019年6月11日，韓國政府正式公布調查結果。

所有23起儲能系統火災事故中有14起在充電后發(fā)生，6起發(fā)生在充放電過(guò)程中，3起在安裝和施工過(guò)程中發(fā)生。電池制造商LG化學(xué)有12起，三星SDI有8起，其他廠(chǎng)商產(chǎn)品有3起。

此外調查結果顯示，在2017年初期，LG化學(xué)生產(chǎn)的部分電池被發(fā)現了極片折疊和切斷不良、活性物質(zhì)涂層不良等制造缺陷。調查人員表示，約180次的火災重復試驗證明，這種缺陷不會(huì )產(chǎn)生火災，但可能會(huì )成為引起火災的“間接”要素，如果長(cháng)期使用仍然會(huì )很危險。

當時(shí)，LG化學(xué)方面表示接受火災事故原因調查委員會(huì )的調查結果：2017年初期的產(chǎn)品有過(guò)一些缺陷，后期都采取了改善措施，如改善工程設計、增加檢查工作等，后續產(chǎn)品沒(méi)有問(wèn)題。該公司同時(shí)表示，未來(lái)會(huì )對產(chǎn)品嚴加篩選，遵守相關(guān)安全管理要求。

最終，調查結果顯示事故原因主要為四個(gè)方面：電擊保護系統不良，運營(yíng)操作環(huán)境管理不善，安裝疏忽，儲能系統集成控制保護系統管理不善。

報告指出，電池內部及成組問(wèn)題、外部電氣故障、電池保護裝置（直流接觸器爆炸）、水分或粉塵或鹽水等造成的接觸電阻增大及絕緣性能下降等問(wèn)題將可能直接誘發(fā)電池熱失控。而電池管理系統（BMS）、儲能變流器（PCS）、能量管理系統（EMS）之間信息共享不完備或不及時(shí)，PCS和電池之間的保護配置與協(xié)調不當、PCS故障修理后電池的異常、測量裝置及管理系統之間發(fā)生沖突等系統管理問(wèn)題，則可能使故障因不能及時(shí)有效得到管控而演化為事故。

在電池本體安全性方面，該調查報告中對模擬制作的極片折疊和切斷不良的電池進(jìn)行充放電測試，在約180次循環(huán)過(guò)程中未發(fā)生能夠導致起火的電池內部短路問(wèn)題，未明確提出電池內部故障是否能觸發(fā)安全事故演化。然而，從事故觸發(fā)階段的統計結果來(lái)看，充電后等待階段的事故發(fā)生占比超過(guò)60%。

在充電后等待階段，系統通常處于斷路狀態(tài)，外部電氣故障等外部條件觸發(fā)電池熱失控的概率將顯著(zhù)降低。同時(shí)，該階段電池本體通常處于高荷電狀態(tài)，一方面更易受外部濫用影響觸發(fā)熱失控，另一方面電池可能存在局部過(guò)充問(wèn)題，由電池本體引發(fā)的系統安全事故概率將顯著(zhù)上升。

事實(shí)上，韓國在2019年8月至12月間又新增5起儲能電站事故。后續報道指出，這幾起事故都是由于電池逐漸過(guò)熱導致起火的，由電池本體觸發(fā)儲能系統安全事故的可能性極大。

專(zhuān)家：鋰電池應用于電力儲能，還需技術(shù)突破

新能源行業(yè)專(zhuān)家認為，鋰離子電池不容易點(diǎn)燃，但是一旦著(zhù)火，其火焰無(wú)法使用水撲滅，還會(huì )出現如煙花一般的連環(huán)爆炸。儲能行業(yè)需要政府或安全監管機構高度重視，相關(guān)企業(yè)要定期對已安裝的儲能系統設備進(jìn)行全方位檢查。

中國科學(xué)院電工所儲能技術(shù)組組長(cháng)陳永翀教授認為，目前的儲能鋰電池系統缺乏內部可控的安全設計，一旦某個(gè)電池出現熱失控，很容易導致電池系統的整體失控。因此，鋰電池應用于電力儲能，還需要較大的技術(shù)突破，以解決安全和壽命問(wèn)題。另外，儲能電池的應用安全標準體系也需要建立起來(lái)，避免安全事故的發(fā)生。

除此之外，儲能電站的消防措施也應進(jìn)一步加強。有專(zhuān)家指出，電池室的防火設計（自動(dòng)報警系統、防火間距、耐火等級、防爆設計、排風(fēng)排煙、防火墻等）要充分考慮火災、爆炸情形，最大限度地防止成災；滅火設施要充分考慮滅火和抑爆，特別是當前沒(méi)有很適合的滅火劑，既能滅火，又能控制復燃（熱失控），可以考慮利用消防沙結合其他滅火劑的方法。對于儲能電站等新興能源行業(yè)，消防理念應貫穿于整個(gè)項目的全領(lǐng)域。儲能電站的應用領(lǐng)域在迅速擴大，包括發(fā)電側、用電側的儲能場(chǎng)景越來(lái)越豐富，有火災爆炸風(fēng)險的區域涉及電池室、變電室（逆變器室）等多個(gè)部位，消防部門(mén)應與專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域人員聯(lián)手，共同研究解決有可能存在的消防安全問(wèn)題。