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繼德國(guó)之后,美國(guó)一座大型儲(chǔ)能電站也發(fā)生火災(zāi)。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月15日下午,美國(guó)加利福尼亞州的蓋特韋(Gateway)儲(chǔ)能電站首次被發(fā)現(xiàn)起火。該電站裝機(jī)達(dá)250兆瓦。
到5月16日下午,大火幾乎被撲滅,但此后該電站電池又重新復(fù)燃。5月18日,《圣地亞哥聯(lián)合論壇報(bào)》稱,燃燒了近四天后,沒(méi)有跡象表明將全面遏制。
該報(bào)道稱,儲(chǔ)能電站附近的疏散令和警告已經(jīng)生效,涉及多家附近企業(yè)。如果風(fēng)向發(fā)生變化,火災(zāi)潛在威脅增加,疏散令可能會(huì)擴(kuò)大范圍。
當(dāng)儲(chǔ)能電站電池內(nèi)部過(guò)熱,會(huì)引發(fā)劇烈的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量熱能和氣體,發(fā)生熱失控,進(jìn)一步擴(kuò)散到其他電池,發(fā)生火災(zāi)或爆炸。
5月17日,圣地亞哥消防救援局營(yíng)長(zhǎng)兼替代能源應(yīng)急協(xié)調(diào)員Robert Rezende表示,從歷史上看,通常會(huì)看到這種連鎖破壞持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間,幾乎就像多米諾骨牌效應(yīng)一樣。此次大火燒穿了該電站所在建筑的屋頂。火災(zāi)原因仍在調(diào)查中。
蓋特韋項(xiàng)目位于加利福尼亞州圣地亞哥市的東奧泰梅薩社區(qū),由總部位于紐約的能源公司LS Power擁有和運(yùn)營(yíng)。該項(xiàng)目于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(chǔ)能項(xiàng)目,成為當(dāng)時(shí)全球最大電池儲(chǔ)能項(xiàng)目。
據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟報(bào)道,該電站采用了LG Chem的電芯,為三元鋰電池。
三元鋰電池和磷酸鐵鋰為當(dāng)前鋰電池兩大主流路線。三元鋰電池有著更高的能量密度,但也極易發(fā)生電池?zé)崾Э氐蕊L(fēng)險(xiǎn)。公開(kāi)披露的儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故中,三元鋰電池占比較高。
蓋特韋電站在2020年8月建成投運(yùn),參與了加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商電力市場(chǎng)交易,且在當(dāng)時(shí)加州能源危機(jī)中,對(duì)加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商釋放出的信號(hào)做出了“非常好”的反應(yīng)。當(dāng)年加州創(chuàng)紀(jì)錄的高電價(jià),為參與的儲(chǔ)能項(xiàng)目提供了豐厚的收益,蓋特韋儲(chǔ)能電站就是其中之一。
能源公司LS Power目前正在在美國(guó)加州、紐約等地開(kāi)發(fā)儲(chǔ)能項(xiàng)目,包括位于加州匹茲堡的Diablo儲(chǔ)能項(xiàng)目,裝機(jī)為200兆瓦;位于加州Calexico的LeConte儲(chǔ)能系統(tǒng),裝機(jī)為125兆瓦;位于紐約皇后區(qū)的Ravenswood儲(chǔ)能系統(tǒng),裝機(jī)為316兆瓦。
近年來(lái),隨著越來(lái)越多的可再生能源進(jìn)入加州的電力系統(tǒng),儲(chǔ)能項(xiàng)目越來(lái)越引人注目。
加州儲(chǔ)能設(shè)施通常在白天接收太陽(yáng)能,并在晚些時(shí)候放電,尤其是在加州電網(wǎng)壓力最大的晚上16-21點(diǎn)。儲(chǔ)能設(shè)施可以幫助降低輪流停電的風(fēng)險(xiǎn)。加州要實(shí)現(xiàn)到2045年100%使用無(wú)碳能源發(fā)電的目標(biāo),加強(qiáng)能源儲(chǔ)存至關(guān)重要。
4月底,德國(guó)一商業(yè)區(qū)的鋰電池儲(chǔ)能集裝箱也發(fā)生起火事故。在救火過(guò)程中,由于打開(kāi)處于冒煙狀態(tài)的集裝箱,瞬間發(fā)生了帶有火焰閃光的爆炸,造成兩名消防人員受傷。
據(jù)維科網(wǎng)儲(chǔ)能不完全統(tǒng)計(jì),2023年至今,全球發(fā)生儲(chǔ)能安全事故超70起,其中,其中韓國(guó)最多,美國(guó)緊隨其后。
儲(chǔ)能主要可分為抽水儲(chǔ)能和新型儲(chǔ)能。其中,新型儲(chǔ)能包括鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池等電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)。當(dāng)前,鋰離子電池儲(chǔ)能在新型儲(chǔ)能中的占比最大。
新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中,安全是非常重要的考慮因素。過(guò)高或過(guò)低的溫度都將導(dǎo)致電芯失控、管理系統(tǒng)(BMS)失效、變流器(PCS)保護(hù)失效、火災(zāi)防護(hù)失效等后果,引發(fā)儲(chǔ)能安全隱患。
儲(chǔ)能的加速發(fā)展,推升儲(chǔ)能溫控及儲(chǔ)能消防需求。熱管理是儲(chǔ)能安全的重要保障,是儲(chǔ)能核心安全環(huán)節(jié)之一。儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行合理的溫控(或熱管理)設(shè)計(jì),以保證電池表面溫度處于一定范圍內(nèi)以及電池間溫差較小。
目前,大容量鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可采用的溫控技術(shù)主要包括空冷、液冷、熱管冷卻、相變冷卻四種,分別適用于產(chǎn)熱率、環(huán)境溫度不同的應(yīng)用場(chǎng)景。目前儲(chǔ)能溫控以風(fēng)冷為主,但液冷占比正在持續(xù)上升。
近年來(lái),儲(chǔ)能的安全問(wèn)題也多次引發(fā)中國(guó)政府部門(mén)的重視。去年11月,國(guó)家能源局發(fā)布《國(guó)家能源局綜合司關(guān)于加強(qiáng)發(fā)電側(cè)電網(wǎng)側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的通知》。
其中要求,對(duì)存在安全隱患的設(shè)備及系統(tǒng),應(yīng)能夠及時(shí)預(yù)警并采取有效措施消除隱患。并重點(diǎn)提出,各電力企業(yè)應(yīng)于2024年12月31日前完成本企業(yè)監(jiān)測(cè)能力建設(shè),2025年以后新建及存量電化學(xué)儲(chǔ)能電站應(yīng)全部納入監(jiān)測(cè)范圍。