中國儲能網訊：盡管鋰離子電池儲能系統發生火災事故比較少見，但可能會給電池儲能行業帶來毀滅性后果，并對工作人員和消防人員的人身安全構成威脅。美國一個由儲能行業和消防安全專家組成的“能源安全響應小組”（前身為儲能響應小組）對于如何構建更加安全的電池儲能系統進行了分析和闡述。

電池儲能系統的儲能容量通常為幾百千瓦時到幾兆瓦時，其部署范圍十分廣泛，通常部署在城市或鄉村，部署在太陽能發電場、變電站、商業或工業設施的各種能源設施的現場環境中，甚至部署在北極、沙漠或熱帶環境中。每個儲能項目都有各種利益相關者，其中包括：

•電池制造商。

•變頻器、容器/結構、空調、消防和其他組件制造商。

•工程、采購與建筑（EPC）公司。

•金融機構、保險公司和律師事務所。

•其他專業咨詢服務（消防、通訊、環境服務）。

然而，一些運營商和用戶在提議、構思和建設電池儲能項目時，卻忽略消防安全方面的設計和規劃。盡管圍繞電池儲能項目的情況和細節可能會有很大的不同，但每個項目都需要響應機構和公共安全機構的支持。近年來，一些電池儲能項目在部署方面的公開聽證會上遭到反對，從而導致工期延遲、成本超支，并且由于延遲運營而損失收入。解決這些問題的一個辦法是在規劃之初就與消防部門聯系，讓他們參與其中。

根據能源安全響應小組的建議，與消防部門開展合作可為計劃部署的儲能系統（ESS）提供響應服務，從而在消防專業人員和儲能項目部署團隊之間建立信任，減少在公眾聽證會上的異議，并加快項目部署進度。

上述相關的利益相關者在電池儲能系統的開發和部署中都有自己的角色和責任。消防部門也是如此，它應該是項目部署的組成部分。部署團隊與消防部門開展合作，首先要了解消防人員的疑慮并加以解決，最終制定應急計劃并開展相關培訓。利益相關者并不希望電池儲能系統發生安全事故，但是如果發生，消防部門要求利益相關者了解并解釋有關站點、系統及其操作的某些信息。

消防部門關注的問題及解決方法

電池儲能技術是美國消防部門相對較新的技術。盡管不同的消防部門對電池儲能系統的安全標準有所不同，但每個機構的主要關注點是相同的：消防人員的人身安全。

利益相關者和政府部門越來越意識到與電池儲能系統相關的危害，因此必須適當解決他們關注的問題，這一點很重要。運營商以完整和透明的方式解決這些問題，不僅有助于提高消防人員的安全性，而且有助于確保項目部署成功。鋰離子電池故障最明顯的特征可能是一種被稱為“熱失控”的狀態，即電池單會發生無法控制的過熱情況，通常會伴隨釋放出大量可燃性氣體。

而故障電池的熱傳播可能會導致相鄰電池引發熱失控，從而在整個電池儲能系統中造成級聯故障，產生大量的熱量和氣體。當這些可燃性氣體在封閉的空間（例如集裝箱式電池儲能系統）中積聚時，可能會形成爆炸性環境，而在出現火源的情況下，將會導致毀滅性的爆燃或爆炸事件。爆炸的沖擊波可能對附近的建筑物和到達現場的消防人員造成傷害，正如APS公司在亞利桑那州運營的電池儲能系統于2019年發生火災導致爆炸的事件所看到的那樣。

在鋰離子電池故障事件中，發生火災也很常見。由于級聯電池故障產生的大量熱量和氣體，其火災難以撲滅，可能持續數小時。即使火勢得到抑制，電池殘留的能量也會引起重燃。

很多消防部門經常提到基于環境污染的問題。電池起火時通常會釋放出大量煙霧和氣體，亞利桑那州的電池儲能系統發生起火并爆炸事件發生時，在現場測出大量的一氧化碳和氰化氫，也可能使周圍地區的水源遭到污染。電池故障期間和之后也存在電氣危險，因此不應忽視。

儲能行業正在采取措施減輕電池故障的影響

隨著對電池故障相關危害的研究和更深入的了解，儲能行業組織正在采用更有效的保護措施來減輕其影響。例如，可以被視為儲能系統“大腦”的電池管理系統（BMS）的管理功能變得越來越強大，可以在電池層面提供熱量和電流的精細測量，并且對電池異常狀況提供更有效的系統響應。

爆燃通風板也將成為減輕電池爆炸沖擊波影響的常用解決方案。這些部署在電池外殼的頂部通風板可以作為泄壓點，引導爆炸沖擊波遠離響應人員和消防人員。而在理想情況下，爆炸性環境決不允許在電池外殼內形成。

排氣系統雖然很少使用，但也被用來在達到爆炸極限之前釋放可燃氣體。

氣相消防系統（例如Novec 1230、FM-200、惰性氣體或氣霧劑）通常安裝在電池儲能系統外殼中，以抑制可能蔓延到附近電池的電氣火災。但是需要注意的是，這些類型的系統對于撲滅電池相關火災并不十分有效，也不能防止熱失控的發生。迄今為止，水基滅火方法仍然是為電池火災提供冷卻并防止熱傳播到相鄰電池的最有效方法。

煙霧和氣體檢測器已被電池儲能系統廣泛采用，但具體取決于各種因素，它在識別初期故障事件方面可能是有效的，盡管事實證明它們在故障事件發生后提取關鍵實時數據并不可靠。然而，專為鋰離子電池廢氣設計的檢測技術開始出現，但尚未在電池儲能行業中得到廣泛采用。

向安全的轉變

最近發生在美國亞利桑那州、韓國和英國等地的鋰離子電池儲能系統起火或爆炸事故引起了全球相關行業、消防部門和法規部門的關注，并導致了電池儲能系統加強安全性的明顯轉變。美國各州的消防部門開始關注最近制定的有關電池儲能系統安全安裝的規范和標準。

例如，美國在2018年版的《國際消防法規（IFC）》中增加了一個專門用于電池儲能系統的章節，該法規被許多州采用。即將發布的2021年版《國際消防法規（IFC）》包含了更嚴格的電池儲能系統安全要求。此外，美國消防協會（NFPA）最近已經制定了自己的固定式儲能系統安裝標準NFPA 855，美國各地的司法管轄區已開始遵循這一標準來部署電池儲能系統。

加利福尼亞州和紐約州的消防法規最近都采用了有關電池儲能系統部署的最新要求，這兩項要求都是基于《國際消防規范》第1206節的最新規定。紐約市以其在部署電池儲系統部署方面比較保守而聞名，在電池儲能系統標準的制定過程中發揮了重要的作用，并引發了許多關于電池儲能系統安全部署的討論。

為了在紐約市這樣人口稠密地區安全部署電池儲能系統，并確保消防人員的安全，紐約消防局（FDNY）在2019年10月制定和發布了自己的一套標準（3RCNY 608-081：室外固定式蓄電池系統）。

在美國，UL9540電池安全認證也正被標準和規范部門廣泛采用。UL9540A的測試數據（一種用于確定遭受熱失控電池性能的破壞性測試方法）可用于證實電池制造商和儲能集成商的安全聲明，并且IFC和NFPA 855標準規定了電池之間的最大間隔距離。UL9540A標準也被紐約消防局(FDNY)和紐約市建筑局(DOB)采用，他們要求在紐約市部署的所有鋰離子電池儲能系統都要進行安全測試。

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