近年来,全球新型储能高速增长,我国已成为世界最大的储能市场。数据显示,2023年我国新增投运的新型储能装机规模达到21.5GW/46.6GWh,占全球新增装机接近50%,其中锂电池储能占比97%。
然而,储能行业蓬勃发展的同时,也伴随着接连不断的安全事故,引发社会广泛关注。国外如美国加州Gateaway储能电站火灾、德国尼尔莫尔商业区的锂电池储能集装箱火灾,国内如温州、北京丰台的工商业储能项目火灾等事故,均造成不同程度的损失。那么,锂电池储能电站为何火灾频发?
部分早期储能电站采用三元锂电池,更易热失控。目前新增的储能电站多采用磷酸铁锂电池,其热失控温度为250～300℃,且热失控后不产生氧气,如能隔绝空气,可防止火灾蔓延;而部分早期储能项目,如美国加州Gateaway储能电站,采用的是三元锂电池,其热失控的温度为120～140℃,且热失控后会释放氢气、氧气等可燃气体,更易热失控,且容易发生复燃,扑救难度较大。
缺乏储能专用探测设备,安全设计与热失控管理不完善。部分储能电站,尤其是早期建设项目,缺乏储能专用的火灾探测设备,借用民用或建筑用烟感和可燃气体探测器,对储能消防探测器的适用性较差,存在误报漏报问题;在安全监测、消防系统等方面存在机制设计不完善、防护方式少、安装不合理等问题。
电池箱内部冷凝水是引发火灾的重要危险因素。随着技术的发展,储能电池的能量密度越来越高,液冷温控技术成主流,而部分电池箱密封等级不高,空气中的水分遇到温度较低的液冷板后,会导致电池箱内出现冷凝水。而冷凝水会造成器件、线缆绝缘性能下降,长期运营之下有引发火灾风险。
目前,锂电池储能行业的安全建设水平参差不齐。一方面,越来越多中小企业跨界进入储能领域,缺少安全建设经验。另一方面,早期建设的储能电站已运行时间较长,部分电站已超过三年,可能存在较多安全隐患。
我国国家能源局已陆续发布多项通知,要求规范检查可燃气体探测装置、火灾自动报警系统、消防设施的可靠性;加强发电侧电网侧电化学储能电站安全运行风险监测,今年年底前完成企业自身监测能力建设,2025年以后新建及存量电化学储能电站应全部纳入监测范围。
汉威科技集团一站式储能安全解决方案,从传感器到复合火灾探测器,再到解决方案,自主研发设计,核心工艺自主可控,可以为多类型锂电池储能电站提供PACK级、簇级、舱级安全解决方案,综合优势领先行业。
在传感器方面,依托完善的传感器技术研发平台,自主研发生产了一氧化碳、氢气、烟雾、VOC气体、温度、火焰等多种高性能传感器,为提高传感器性能,反复进行稳定性测试和优化,可靠性测试时间累计超过3000小时,可对相关指标进行快速响应,精准检测,是锂电池储能电站安全预警的感知基础。
在探测器及防控装置方面,依托完善的智能仪器仪表技术平台,自主研发了多款PACK级储能专用的复合火灾探测器、簇级主动吸气式火灾探测器、舱级火灾探测器,以及惰性气体防控装置、锂电池(箱)主动防凝露装置等消防控制相关设备。
在储能安全解决方案方面,结合丰富的储能安全实践经验,以“预防为主,防消结合”为核心理念,打造了以高性能传感器为感知基础,以储能专用探测器及防控装置为核心硬件的一站式储能解决方案,可针对不同技术路线的锂电池储能电站提供定制化服务。
最早提前15分钟精准探测。集成多传感器,综合多种条件判断,在热失控早期即可精准探测到特征气体,可提前30秒到5分钟进行预警,主动式吸气类型的探测器能将热失控预警时间提前15分钟以上,达行业领先水平。
防凝露装置守护电芯安全。锂电池(箱)主动防凝露装置通过干燥过滤辅助气瓶高压空气,将绝对干燥的空气经过减压和限流,通过阀体、管路和喷头输送至 PACK 箱体内部,将 PACK 内部的水气通过防爆阀和上下箱体缝隙排出,保证 PACK 箱体内部的干燥度,提高电芯工作环境的安全性。
多级预警实现网格化监测。实时监测热失控状态,实现多级预警,并与站内消防主机、BMS(电池管理系统)、EMS(能量管理系统)等进行联动控制,有效对储能电站电池进行网格化监测,快速反应,防止火情蔓延。
PACK、簇、舱级灭火全覆盖。通过PACK、簇、舱级早期精准探测,综合惰性气体主动惰化、全氟己酮、细水雾等抑制手段,构建立体式主被动防护体系,将火灾扼杀在萌芽状态。
安全是储能行业健康发展的前提。近年来,相关政府部门不断出台更完善的政策、标准和规范,储能产业链企业不断进行技术创新,从电芯设计、材料选择、结构设计,以及智能监控与消防系统设计等多方面,多维度提升安全水平,助力行业向更安全、稳定、可持续的方向发展。