储能变局④丨储能安全警钟长鸣：复盘加州电站火灾，电站安全是一项系统工程

21世纪经济报道记者费心懿 上海报道

上周三下午，美国加州一座250MW的储能电站失火。据当地媒体报道，大火直到上周日仍在燃烧，其间该电站出现了复燃等现象，当地派出了40名消防员和5辆消防车。

当地消防官员对媒体表示：“与专家交谈后发现，过去发生过一些类似的事件，持续时间从7天到几周不等。”报道称，这是一种由锂电池“热失控”所产生的连锁反应。

事实上，近年来储能电站火灾事故在全球范围内时有发生。

就在前不久，4月27日，德国尼尔莫尔商业区的锂电池储能集装箱发生火灾。据不完全统计，2023年至今，全球发生储能安全事故超70起，其中韩国最多，美国紧随其后。

复盘美国储能电站火灾

根据公开信息，上述美国加州的储能电站由LS Power运营、日本NEC ES系统集成，采用的是LG Chem的三元锂电池。

远景集团高级副总裁、远景储能总裁田庆军在接受21世纪经济报道记者的采访时分析认为，此次火灾或有三重因素叠加发生。

第一，电芯老旧。由于该项目是2020年并网，电芯已运行了四年，还沿用了动力电池三元锂电池技术。第二，彼时电站安全设计、热失控管理、叠层式建筑设计存在不合理之处。第三，运行维护的手段比较单一，建筑物上存在盲区，监控的智能化程度不高，预警未起到作用。

不过，田庆军也表示，这几年储能专用电芯的技术已经取得了巨大的进步，安全性已有大幅提升。

事实上，储能电站中所采用的电池技术路线，对储能电站的安全性阈值具有重大影响。

三元锂电池热失控的温度一般在120-140℃之间，而磷酸铁锂电池的热失控的温度在250-300℃，因此三元锂电池比磷酸铁锂电池更容易发生热失控的情况。与此同时，三元锂电池热失控以后，会产生大量氢气、氧气等可燃助燃气体，所引发的燃烧反应剧烈。而磷酸铁锂电池热失控之后并不会产生氧气，可以通过隔离的方式，对空气进行隔绝，阻止其热失控导致的失火。

而据当地媒体的报道，加州这场储能电站引发的大火延续了多日，其间还发生了多次复燃现象。

郑州熙禾智能科技有限公司总经理李伟告诉21世纪经济报道记者，热失控过程中所出现的自发放热副反应通常是导致复燃的主要原因。

“三元锂离子电池内部的材料在副反应过程中不仅可以产生可燃性气体，还能够自行产生氧气，这也使得电池更容易出现着火的现象。在高温的作用下，空气中的水汽也可能分解产生氢气。除此之外，不充分的降温冷却也是火灾复燃的原因，电池内部存在大量能量，在电池损坏后，这些能量会以副反应的形式产生大量热，如不进行持续降温，新产生的热量仍会将电池的温度升高，大量的电池产生的热量很容易引发新一轮的火灾。”李伟解释。

电芯安全首当其冲

新型储能市场迅速发展，行业良莠不齐。这也要求相关标准与规范迅速出台以规制产品性能。记者注意到，对于电站中的最小单元——电芯，国标要求正在趋严。

新版国标《电力储能用锂离子电池》（GB/T36276-2023）已于2023年12月28日正式发布，并将在2024年7月1日正式实施。

其中，新国标作为锂离子电池开展型式试验、出厂试验及抽样检测的执行依据，对行业影响重大。在安全与可靠性方面，新国标有很多新的变化。例如，增加了过载性能、震动性能、液冷管路耐压性能、高海拔绝缘性能、高海拔耐压性能、安全保护性能要求及试验方法。

其中，对于热失控性能，新国标要求，在全寿命周期内，当达到热失控的判定条件时，电池表面温度应大于90℃。

“这是体现安全性非常重要的指标，也是能体现电池设计制造技术水平的一个重要的量化指标。”中国电力科学研究院有限公司储能所副所长官亦标在第十四届中国国际储能大会的主题演讲中提到。

官亦标还谈到，“新国标”中增加了循环以后的热失控要求，“做完循环性能试验，还要再次进行热失控性能试验，仍然要达到新电池的要求，这在一定程度上体现了全寿命周期内都要满足安全性能的实际应用要求，这对储能电池的安全设计制造提出了更高标准。”

不仅如此，对于非主流的电芯类型，已有央企在招标方案中明确拒绝。例如，中国电建江西抚州光伏发电项目储能系统设备采购招标方案中提到，本次招标不接受“魔方pack”、“刀片电池”等新技术路线的投标方案。

宁德时代董事长曾毓群曾提出建议，要参照核电级安全，建立以失效概率为依据的电池储能系统安全分级评估体系，并将该体系纳入到重大项目招标条件，引导电池储能迈向以“核电级安全”为标杆的高质量发展。

电站安全是系统工程

事实上，储能电站是一个复杂的系统工程，需要监控全生命周期的运行状态。

当前，记者从多家企业了解到，国内系统集成商对于储能电站的安全防范观点已不仅仅停留在电芯环节，而是走向了“电芯-Pack-系统级”三重消防理念。

于2023年7月1日正式实施的国家标准《电化学储能电站安全规程》（GB/T 42288-2022）也提及了“Pack级消防”的概念。

与此同时，储能安全性所代表的行业红线已经被越来越多地重视。

郑州熙禾智能科技有限公司从事储能电站的早期安全预警装置的研发工作，总经理李伟告诉21世纪经济报道记者，2022年推广自家产品时，外界还不了解早期预警概念，而他们也感受到2023年的市场需求发生了显著的变化。“上半年开始到我们公司考察的人越来越多，集成厂商、业主单位都想了解相关产品及技术。”

李伟也坦言，增加安全预警环节诚然会增加业主额外的费用，当前行业为了抢项目普遍存在“价格战”的现象，因此集成厂商主动增加的意愿并不强烈，通常还是通过业主增加预算或者提要求的方式来提高储能电站的安全标准。

田庆军则在采访中强调，“电化学储能的安全总体可管可控，是可以从设计的角度进行控制和管理的。”

例如，在远景设计的储能系统中，如果是单颗电芯出现热失控，会通过智能监控探测到故障电芯，通过气溶胶将其隔离然后整体替换。如果蔓延至Pack级，自动消防将被启动，及时将故障部分阻隔，不会影响到整体系统的安全。而一旦蔓延到整个系统层面，单独的消防系统将启动，保证其不会影响周边失火或对电网造成冲击。

这就为储能电站的安全筑起了“三座大坝”，而这“三条大坝都失效的可能性比较小。”田庆军认为。

此外，田庆军还建议，应该对老旧电站进行自查自纠，尤其是对于非磷酸铁锂的电站、不同技术路线、不同交付时间的项目。另外，对那些没有被调用的新能源配储项目，建议各个投资方或资产拥有方做全面的检查，防患于未然。

“通过这些对过去的老旧产品、投运产品进行回溯，对未来新产品的开发也会有指导价值。”田庆军强调。

21世纪经济报道记者注意到，已有城市对辖区内的储能电站开展了安全检查。

3月25日，温州市瓯海区发展和改革局下发了《关于开展新型储能设施消防安全检查工作的通知》，对辖区内500千瓦且容量为500千瓦时及以上的用户侧储能项目进行隐患排查。