昔日全球最大鋰電儲能電站起火

繼德國之後,美國一座大型儲能電站也發生火災。

當地時間5月15日下午,美國加利福尼亞州的蓋特韋(Gateway)儲能電站首次被發現起火。該電站裝機達250兆瓦。

到5月16日下午,大火幾乎被撲滅,但此後該電站電池又重新復燃。5月18日,《聖地亞哥聯合論壇報》稱,燃燒了近四天後,沒有跡象表明將全面遏制。

該報道稱,儲能電站附近的疏散令和警告已經生效,涉及多家附近企業。如果風向發生變化,火災潛在威脅增加,疏散令可能會擴大範圍。

當儲能電站電池內部過熱,會引發劇烈的化學反應,產生大量熱能和氣體,發生熱失控,進一步擴散到其他電池,發生火災或爆炸。

5月17日,聖地亞哥消防救援局營長兼替代能源應急協調員Robert Rezende表示,從歷史上看,通常會看到這種連鎖破壞持續更長的時間,幾乎就像多米諾骨牌效應一樣。此次大火燒穿了該電站所在建築的屋頂。火災原因仍在調查中。

蓋特韋項目位於加利福尼亞州聖地亞哥市的東奧泰梅薩社區,由總部位於紐約的能源公司LS Power擁有和運營。該項目於2020年投入使用,曾超越由特斯拉提供電池的南澳大利亞150兆瓦的Hornsdale儲能項目,成爲當時全球最大電池儲能項目。

據中關村儲能產業技術聯盟報道,該電站採用了LG Chem的電芯,爲三元鋰電池。

三元鋰電池和磷酸鐵鋰爲當前鋰電池兩大主流路線。三元鋰電池有着更高的能量密度,但也極易發生電池熱失控等風險。公開披露的儲能電站火災事故中,三元鋰電池佔比較高。

蓋特韋電站在2020年8月建成投運,參與了加州獨立系統運營商電力市場交易,且在當時加州能源危機中,對加州獨立系統運營商釋放出的信號做出了“非常好”的反應。當年加州創紀錄的高電價,爲參與的儲能項目提供了豐厚的收益,蓋特韋儲能電站就是其中之一。

能源公司LS Power目前正在在美國加州、紐約等地開發儲能項目,包括位於加州匹茲堡的Diablo儲能項目,裝機爲200兆瓦;位於加州Calexico的LeConte儲能系統,裝機爲125兆瓦;位於紐約皇后區的Ravenswood儲能系統,裝機爲316兆瓦。

近年來,隨着越來越多的可再生能源進入加州的電力系統,儲能項目越來越引人注目。

加州儲能設施通常在白天接收太陽能,並在晚些時候放電,尤其是在加州電網壓力最大的晚上16-21點。儲能設施可以幫助降低輪流停電的風險。加州要實現到2045年100%使用無碳能源發電的目標,加強能源儲存至關重要。

4月底,德國一商業區的鋰電池儲能集裝箱也發生起火事故。在救火過程中,由於打開處於冒煙狀態的集裝箱,瞬間發生了帶有火焰閃光的爆炸,造成兩名消防人員受傷。

據維科網儲能不完全統計,2023年至今,全球發生儲能安全事故超70起,其中,其中韓國最多,美國緊隨其後。

儲能主要可分爲抽水儲能和新型儲能。其中,新型儲能包括鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池等電化學儲能技術。當前,鋰離子電池儲能在新型儲能中的佔比最大。

新型儲能產業的發展中,安全是非常重要的考慮因素。過高或過低的溫度都將導致電芯失控、管理系統(BMS)失效、變流器(PCS)保護失效、火災防護失效等後果,引發儲能安全隱患。

儲能的加速發展,推升儲能溫控及儲能消防需求。熱管理是儲能安全的重要保障,是儲能核心安全環節之一。儲能系統設計中需要進行合理的溫控(或熱管理)設計,以保證電池表面溫度處於一定範圍內以及電池間溫差較小。

目前,大容量鋰電池儲能系統可採用的溫控技術主要包括空冷、液冷、熱管冷卻、相變冷卻四種,分別適用於產熱率、環境溫度不同的應用場景。目前儲能溫控以風冷爲主,但液冷佔比正在持續上升。

近年來,儲能的安全問題也多次引發中國政府部門的重視。去年11月,國家能源局發佈《國家能源局綜合司關於加強發電側電網側電化學儲能電站安全運行風險監測的通知》。

其中要求,對存在安全隱患的設備及系統,應能夠及時預警並採取有效措施消除隱患。並重點提出,各電力企業應於2024年12月31日前完成本企業監測能力建設,2025年以後新建及存量電化學儲能電站應全部納入監測範圍。