在“碳達(dá)峰”、“碳中和”的目標(biāo)下，國內(nèi)新能源在“十四五”及中遠(yuǎn)期將面臨高速發(fā)展，儲(chǔ)能行業(yè)將迎來“規(guī)模化發(fā)展”新階段。然而據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自2017年以來，全球已發(fā)生三十多起與儲(chǔ)能電站相關(guān)的安全事故，主要是火災(zāi)和爆炸事故。
2021年4月16日，北京豐臺(tái)區(qū)大紅門儲(chǔ)能電站在施工調(diào)試過程中起火，在對(duì)電站南區(qū)進(jìn)行處置過程中，電站北區(qū)在毫無征兆的情況下突發(fā)爆炸，導(dǎo)致2名消防員犧牲。
2021年7月30日，澳大利亞維多利亞州吉朗VBB鋰電池儲(chǔ)能項(xiàng)目在安裝調(diào)試期間，一個(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)起火并蔓延到鄰近的另一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，兩個(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在燃燒六個(gè)小時(shí)之后燒毀，火勢(shì)未蔓延到其他的儲(chǔ)能系統(tǒng)。
......
儲(chǔ)能電站消防安全問題是其大規(guī)模應(yīng)用的主要挑戰(zhàn)，對(duì)儲(chǔ)能電站采取安全可靠的消防措施防范事故的發(fā)生和擴(kuò)大，是儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展亟待解決的問題。
儲(chǔ)能電池火災(zāi)的原因及滅火原則
熱失控是導(dǎo)致儲(chǔ)能電池火災(zāi)的主要原因。而引起電池?zé)崾Э氐脑蛑饕羞^充電放電觸發(fā)、短路觸發(fā)、熱觸發(fā)、針刺穿觸發(fā)、機(jī)械撞擊觸發(fā)等。對(duì)于儲(chǔ)能電站電池而言，其熱失控主要考慮的因素有過充電、過放電、熱沖擊和短路促發(fā)等。
儲(chǔ)能電池?zé)崾Э厥且粋€(gè)劇烈的化學(xué)反應(yīng)過程，會(huì)產(chǎn)生大量可燃?xì)怏w，并使溫度升高。同時(shí)電池本身儲(chǔ)存著能量，熱失控一旦開始，將是一個(gè)持續(xù)的過程，這使得儲(chǔ)能電池火災(zāi)不同于一般火災(zāi)，熱失控并不會(huì)隨著明火的撲滅而停止。
實(shí)際案例中，通常是將水作為控制儲(chǔ)能電池火災(zāi)的最后一道防線。但是水作為一種導(dǎo)電介質(zhì)，將水應(yīng)用于電池火災(zāi)，應(yīng)考慮由水引起的電池短路導(dǎo)致的次生災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)，使用時(shí)應(yīng)有措施確保電池發(fā)生火災(zāi)后停止工作。
儲(chǔ)能電站消防系統(tǒng)的選擇
最新國家標(biāo)準(zhǔn)《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》意見征求稿規(guī)定，鋰離子電池室、預(yù)制艙（柜）應(yīng)設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)，自動(dòng)滅火系統(tǒng)應(yīng)滿足撲滅明火和抑制復(fù)燃的要求。實(shí)際應(yīng)用中要選擇一種具有快速滅火和降溫雙重功能的滅火裝置，同時(shí)兼顧安全經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)保性。
氣體滅火系統(tǒng)與水消防相結(jié)合便是一種可選方案。氣體滅火系統(tǒng)可以快速撲滅明火，水可持續(xù)冷卻控制熱失控。氣體滅火系統(tǒng)與水消防相結(jié)合方式選擇上，建議采用氣體滅火與直接水噴淋相結(jié)合的方案。水噴淋主管與儲(chǔ)能站區(qū)消防管道相連，與室外消火栓系統(tǒng)共用一套主管網(wǎng)，節(jié)約工程投資。氣體滅火系統(tǒng)由火災(zāi)信號(hào)連鎖自動(dòng)啟動(dòng)；水消防系統(tǒng)由火災(zāi)信號(hào)連鎖疊加人工遠(yuǎn)程控制啟動(dòng)，即火災(zāi)信號(hào)連鎖開啟水消防管道第一級(jí)閥門，人工遠(yuǎn)程開啟水消防第二級(jí)閥門，將水噴淋作為儲(chǔ)能電池火災(zāi)的最后一道消防防線。水消防的啟動(dòng)應(yīng)確保在事故儲(chǔ)能集裝箱與相鄰儲(chǔ)能集裝箱斷電之后進(jìn)行，避免電池短路引發(fā)次生災(zāi)害。
結(jié)語
儲(chǔ)能電池火災(zāi)應(yīng)早發(fā)現(xiàn)，早控制，一旦發(fā)生事故應(yīng)盡可能將火災(zāi)控制在一定的范圍內(nèi)，避免蔓延到周圍，導(dǎo)致事故擴(kuò)大。這就要求儲(chǔ)能電池應(yīng)設(shè)置有可靠的主動(dòng)消防措施。
將氣體滅火系統(tǒng)與水噴淋相結(jié)合兼具滅火和冷卻雙重功能，是儲(chǔ)能電站的一種可選消防方案。同時(shí)被動(dòng)消防措施同樣重要，比如儲(chǔ)能集裝箱應(yīng)具有一定的耐火極限，儲(chǔ)能集裝箱之間應(yīng)做好防火分隔等。只有主動(dòng)消防措施與被動(dòng)消防措施相結(jié)合，才能有效控制儲(chǔ)能電池火災(zāi)。
