2019年4月美國發(fā)生首起電池爆炸意外,2MW鋰電池儲能系統(tǒng)廠冒煙后起火爆炸,造成4名消防人員受傷,目前公用業(yè)務(wù)電力公司Arizona Public Service(APS)跟電池供應(yīng)LG Chem已分別公布兩份結(jié)果不同的調(diào)查報告。
事發(fā)地點(diǎn)在美國亞利桑那州瑟普賴斯市,為APS 2017年激活的McMicken電池儲能電廠。這起意外不僅讓APS與一直維持安全記錄的儲能供應(yīng)商Fluence傷透腦筋,隨后也延后亞利桑那州2025年裝設(shè)850MW的儲能系統(tǒng)電池計劃。
APS 7月公開公布最新調(diào)查,認(rèn)為是一連串的失誤串起的火災(zāi)意外,爆炸問題直指鋰離子電池。原先其中的鋰離子電池就已故障短路過熱,而電池集裝箱里的滅火系統(tǒng)又沒辦法阻止過熱的電池波及“鄰居”,導(dǎo)致這些由數(shù)個電池和電池管理系統(tǒng)所組成的電池組全部過熱,最后發(fā)展成停不下來的級聯(lián)熱失控(cascading thermal runaway)。
報告指出,電池儲能系統(tǒng)里面雖然裝有滅火系統(tǒng),但僅設(shè)計用在撲滅燃燒的垃圾桶等小火,氣溶膠滅火器沒辦法阻止處在熱失控狀態(tài)的電池,因此電池組溫度不斷升高,集裝箱內(nèi)也充斥易燃?xì)怏w,因此消防人員打開門時,就發(fā)生氣爆。
調(diào)查報告指出,這起意外主要是因為電芯內(nèi)部故障,電池之間也沒有維持“安全距離”,同時電池儲能系統(tǒng)集裝箱的空調(diào)系統(tǒng)也不佳,工作人員培訓(xùn)不足,未來若要避免類似案件,首先要改善氣體累計的問題,需要再加裝傳感器來監(jiān)控室內(nèi)的氣體濃度,最后排除氣體,并加強(qiáng)人員訓(xùn)練。
這次電池之所以出現(xiàn)短路狀況,主要也是因為惡名昭彰的“鋰晶枝”,但出乎意料的是,這種狀況也會出現(xiàn)在使用約兩年的電池上。據(jù)報告,該報告稱,McMicken電池廠由Fluence Energy組裝,電池來則是LG Chem提供的二次電池。
不過對于新報告,LG Chem有話想說,LG Chem與電池分析公司Exponent 8月初報告指出,認(rèn)為火災(zāi)并非因電池而起,Exponent指出,經(jīng)過測試與嚴(yán)謹(jǐn)實驗后,有證據(jù)可排除電池芯故障引起火災(zāi),且外部電弧也會釀成火災(zāi);LG Chem也補(bǔ)充,儲能系統(tǒng)的保護(hù)措施除了保護(hù)電池,還有配備滅火設(shè)備和先進(jìn)的安全系統(tǒng)。
不管是調(diào)查結(jié)果還是報告撰寫過程,兩方其實都不大一樣,Exponent是額外進(jìn)行檢測與實驗,APS則是委托管理服務(wù)公司DNV GL撰寫報告,DNV GL主要是總結(jié)調(diào)查此次事故的分析報告,再結(jié)合自身經(jīng)驗寫出分析結(jié)果,并沒有到現(xiàn)場。當(dāng)時也因為沒不到出確切的起火點(diǎn),調(diào)查人員是收集零碎線索試圖還原現(xiàn)場,DNV GL也指出,從另一座電廠Festival Ranch隨機(jī)抽檢電池后發(fā)現(xiàn),也有發(fā)現(xiàn)鋰金屬沉積異常和晶枝生長。
對此,LG Chem表示應(yīng)該要考慮更多因素,電池故障可能是由于短路或外部因素(電?。┮?。
但APS和LG Chem一致認(rèn)為,爆炸起因是氣爆,在消防人員打開門的那一瞬間點(diǎn)燃電池集裝箱里面累計的易燃?xì)怏w。對此國際消防員協(xié)會健康安全運(yùn)營服務(wù)主任Rick Swan也表達(dá)消防單位對儲能系統(tǒng)的憂心,認(rèn)為負(fù)責(zé)人應(yīng)該不斷進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)狀況,也要制定詳細(xì)的緊急應(yīng)變方案。