美国APS储能系统起火和爆炸原因调查报告及后续安全整改措施

亚利桑那州公共服务公司已经完成了对美国电网公司最引人注目的电池火灾的详尽研究。

（来源：微信公众号“国际招投标信息平台”ID：GlobalTender 作者：Renepoly）

该公司周一向管理该公司的亚利桑那州公司委员会提交了报告。该报告与DNV GL公司合作，提出了新的安全要求，以防止当前和未来的电池系统出现危险故障。

APS本计划大量增加电池数量，以储存夜间使用的太阳能，但在去年春天遭遇挫折后搁置了扩建计划。2019年4月，凤凰城附近的一个锂离子电池储能系统着火，在第一批急救人员打开舱门后发生爆炸，导致数人被送往医院。

根据之前报道说，大火只在McMicken电厂27架电池簇中的一个发生，并没有蔓延开来。这表明电池簇的布局有效地将它们彼此隔离开来。但气溶胶灭火剂无法阻止爆炸性气体的积聚，当第一批急救人员打开舱门，氧气进入舱内时，爆炸性气体开始燃烧。

爆炸显示，锂离子电池可能是危险的，即使是在经验丰富的专业人员，如APS，储能系统供应商Fluence，和电池制造商LG化学手中。

事故报告及整改措施

研究结果包括两大类建议:对电池系统设计进行物理改变以消除气体积聚的情况，以及改变公共事业公司如何训练第一反应人员来处理电池系统的紧急情况。

报告将该事件分为五个关键步骤:

1. 似乎是一个锂离子电池产生了树突，或从一个电极生长到另一个电极的物质的增加，从而导致了短路。这导致电芯升温并着火。

2. 当火势蔓延到邻近的电芯时，气溶胶灭火剂无法阻止如此猛烈的大火。

3.在模组内放置的电芯离得很近，这意味着火势会从一个电芯迅速蔓延到另一个电芯。没有任何物理屏障来防止火势蔓延，但电池簇的布局阻止了火势蔓延到起火的垂直架子之外。

4. 随着数百个电芯燃烧殆尽，他们释放出爆炸性气体，这些气体在没有逃生途径的容器内积聚起来。容器没有传感器来计算气体的积累。

5. 缺乏传感器或遥视限制了首批反应人员的行动意识，他们也对这类情况进行了有限的培训。

树突是众所周知的电池故障模式，但令人意外的是，它们会出现在只运行了大约两年的电池上。正如这次事件所表明的那样，即使是顶级集成商从顶级供应商那里购买电池，也可能最终得到有缺陷的电池。

通过本次的事故，APS将增加遥感和通风系统在储能系统中，这样，如果故障导致释放危险气体，操作人员可以识别这些气体，并将其从外壳中冲洗出来，而不会使任何人面临风险。这并不是存储行业的标准做法，但是将作为后续的安全措施。

其他升级包括冷却系统或电芯之间的屏障，以防止火灾蔓延，并包括更密集的灭火措施，以防气体灭火剂无法阻止火灾。

这些步骤增加了电池项目的材料和劳动力，因此很可能会增加系统的成本。

在安全培训方面，APS将围绕火灾反应开展更广泛的区域教育。在装有电池的城市，APS对当地的安全人员进行了培训。但早期的应急计划并没有考虑到爆炸性的情况，这使得应急人员在决定开门时对发生的事情毫无准备。

储能系统新的安全标准

APS关闭了Festival Ranch的flui - one项目和沙漠社区Punkin中心的一个更大的储能系统设施。在重新开放之前，它们需要重新安装通风系统。

未来，新的电池厂也必须满足这些要求。当McMicken电厂事故发生的时候，APS正准备敲定第一个合同，计划建设850MW的电池储能系统，为该公司的大规模太阳能船队配上电池。

此后，这些计划一直被搁置，但APS坚称仍致力于电池技术。该公用事业公司已经在与合同中标公司合作，看他们是否能更新自己的项目，以满足调查中出现的新的安全标准。这些标准将被纳入未来新的提案请求中。

APS目前只能在自己的储能项目上强制执行这些标准，但是APS恳请其他行内公司考虑一下McMicken的失败会给他们自己的储能系统带来什么调整。APS表示，世界上还有很多其他的集装箱式储能系统，希望每个公司都能复核他们拥有和运营的系统，并基于这次事故对现有的系统做一个风险评估。

该事故分析报告可以在APS的网站上看到，该公司计划在未来几天向几个行业组织进行宣传。

今年1月，APS公司承诺消除电力生产中的碳排放。在脱碳过程中，储能系统将在夜间提供峰值能量方面发挥关键作用。电池储能系统是实现这样一种清洁能源承诺的答案。

虽说，由于火灾及其后果的影响，APS电池车队的推出被推迟了，但该公司的方向和决心并没有改变。