APS公司电池储能电站火灾事件追踪,电池本身爆炸了吗?

运营该储能电站的APS公司和提供电池储能系统的Fluence公司从4月20日起就一直在调查爆燃的原因。

据国外媒体报道，日前亚利桑那州公用事业公司APS公司在亚利桑那州皮奥里亚电池储能电站爆燃，但未确定火灾原因。事故发生后，APS公司已停止运行其储能电站，事故调查仍在继续。

在火灾中，当地消防部门的四名消防员被送往医院接受治疗。皮奥里亚消防部门发言人迈克尔塞尔默指出，消防员在检查储能系统中的电池后突然爆炸，并表示是电池或其他配电设备发生故障。

尽管锂电池发电厂在全球范围内经历过多次火灾，但它们仅在美国电网基础设施环境中发生过几次。

据该机构称，此事件发生在启动储能行业的敏感时期，可能对giant行业产生不利影响。美国的一些州正在努力使能源储存系统成为其电网规划的核心。据研究机构称，美国的储能部署规模将在2019年翻一番，到2020年将增加两倍。

运行储能电站的APS和供应电池储能系统的Fluence自4月20日以来一直在调查爆炸的原因。

APS早于几乎所有同行使用储能技术，并于今年2月宣布计划到2025年部署装机容量为850兆瓦的储能系统。这是美国迄今为止公用事业公布的最大储能采购计划。该公司希望使用电池储能系统将多余的太阳能发电转移到高峰期，使电网变得更有价值。

因此，其结果对于亚利桑那州按计划增加电池储能系统的部署非常重要。它可能影响加利福尼亚州，纽约州和马萨诸塞州等国家的决策，这些国家将能源作为其电网规划的中心，对于美国其他想要使用电池储能系统作为能源清洁方式的州来说非常重要。

随着调查的展开，一些令人担忧的问题被关注到：

与储能电站相关的重点企业

能源存储行业的一些内部人士表示，他们担心一些缺乏经验的集成商和运营商可能会在运营和维护过程中造成电池损坏并损害储能系统的声誉。亚利桑那州不存在这种担忧，因为这两家供应商在部署电池储能系统方面经验丰富。

APS是该州最大的公用事业公司，专注于将电池储能系统用作电网资产。当许多公用事业公司尚未认真研究该技术时，该公司已将电池储能系统纳入其宏观电网规划中。

作为太阳能合作伙伴计划的一部分，APS于2017年部署了电池储能设施，该设施使用两个电网规模的电池储能系统来平衡某些住宅太阳能系统对特定配电馈线的影响。 APS为该项目选择了Punkin Center的电池解决方案，省去了昂贵的电线升级费用，以保证了偏远城镇的电力可靠性。

从那时起，APS已扩大其电池存储部署目标，成为其将富太阳能转为高峰用电的战略的核心部分，而不是依赖昂贵的天然气峰值发电厂。 APS发布了其太阳能发电设施的招标，以部署50兆瓦的电池储能系统;今年2月，它宣布将在2025年部署850兆瓦的电池储能系统。

Fluence的APS电池储能系统成立于2018年初，专注于为全球的储能项目提供公用事业规模的Advancion平台。最初是负责储能业务的电力存储公司AES的一个部门，致力于为该公司的产品部署储能服务。经过多年的项目开发，AES和德国工业巨头西门子共同成立了Fluence，后者剥离了其储能业务。

Fluence声称已在17个国家的80个地点安装了一个装机容量为760兆瓦的储能装置。

值得一提的是，该公司的发言人说：“在此事件发生之前，Fluence提供了超过630万兆瓦时的电网服务，并且没有发生重大安全事故或火灾。”

起火原因

目前，仍然不知道这个关键问题的答案。

“我们现在知道的是，我们的设备已经失效，彻底的调查将帮助我们确定起火的原因，”APS发言人Anne DeGraw在4月22日表示。

调查正在进行中，APS和Fluence都派技术人员进行现场调查。未解决的问题是火灾是源自电池系统本身还是来自部署同一变电站的其他设备。

在美国，电网规模的电池储能系统火灾极为罕见，但灾难性故障对任何高功率电网设备都是非零风险。

“火灾和爆炸在电力系统中并不罕见，”Wood Mackenzie电网研究主管Ben Kellison说。他指出变压器爆炸经常发生，有时一年发生几次。因此，公用事业公司使用诸如隔离壁之类的措施来将大型电力变压器彼此分开以防止级联故障。

电池本身爆炸了吗？

塞尔默说，当消防队员是接近电池存储设施时发生爆炸的。他还指出爆炸原因尚不清楚。

众所周知，锂电池在某些条件下容易着火。在短路的情况下，锂电池可能进入“热失控”状态，在该状态下它将继续加热并最终到达燃点。也就是说，电池火灾通常以火焰的形式出现，而不是以爆炸的形式出现。

同样，人们不知道能量存储系统爆炸的原因，但现场消防部门的描述提醒人们DNV GL集团代表纽约利益相关者进行的2017年电池防火安全研究的一：DNV GL集团测试了数十个锂电池并确定这些电池没有爆炸。DNV GL集团还计算了其他项目中的电池数量。数以百计的滥用测试最终没有揭示电池爆炸或热失控事件的起因。

然而，该公司确实观察到“高度可重复的情况”，其中电池暴露于释放的可燃气体。报告指出：“爆炸的危险不是电池本身，而是电池可能产生的气体。根据电池外壳中存在的气体比例，外部空气的流入可能导致燃烧条件以前不存在。“

电池储能系统了采用哪些安全系统？

Industry Media GTM于2017年参观了McMicken的Festival Ranch的电池储能系统，并在其封闭的矩形外壳中部署了中央走道两侧的电池架。与发电厂相比，它更像是一个小型数据中心，而LG化学提供的电池组容量高达2MW / 2MWh。

虽然亚利桑那州的夏季炎热可能会对电池组产生影响，但能量存储系统内的温度控制可将电池组保持在安全的工作范围内。内部部署了大型灭火剂容器，电池组连接到一系列传感器，用于在危险发生之前检测问题和迹象。

“这些电池组的安全系统包括一个内置报警器和一个自动灭火系统，以及一个可以承受一些重要的热量和压力参数的容器，”DeGraw说。

但是，DeGraw没有确认安全系统是否在火灾中被触发了。

APS公司的后续措施

在调查期间，APS已停止运营其储能业务。

DeGraw说：“我们没有证据表明类似的储能设施存在任何安全问题，但为了谨慎起见，我们暂时停止运行其他电池储能系统。对于像我们这样具有安全意识的公司，这是典型做法。“

其他系统包括Festival Ranch电池系统和Punkin Center电池系统，均来自Fluence公司。

电网规模电池起火的频率有多高？

在美国，只有少数几起火灾发生在电网规模电池设施。

APS公司的储能系统在2012年经历了第一次火灾。该公司在弗拉格斯塔夫拥有和运营由Electrovaya公司提供的装机容量为1.5MW储能系统起火。

同样在2012年，一个装机容量为15MW的储能设施在夏威夷瓦胡岛的北岸被烧毁。该设施由Xtreme Power公司提供，但该储能系统采用的是铅酸电池，而不是锂离子电池。两年后，Xtreme Power公司破产。

2016年，S＆C电气公司的内部电池测试设施发生了火灾，该公司此后发布了一份有关如何解决问题的详细报告。但是，该设施并非作为电网资产在现场运营，因此它属于不同的类别。

WoodMac公司的储能数据库跟踪了部署在美国的200个电网规模的电池储能系统。根据是否追溯到储能系统或其他事件，发现电池发生火灾的比率为200个储能系统中只有2到3个可能发生火灾。

美国电网规模电池火灾的绝对数量很少，但相对而言，其发生率并不高，尤其是在未来几年储能行业计划大规模扩张时。

WoodMac公司储能研究主管Ravi Manghani说：“这个比例必须再下降一个数量级。储能行业需要更好地进行生产、更安全的销售、设计具有足够冗余级别的系统，以及进行实时监控以进行预测性分析。”

对未来的电池储能系统部署的影响

这一切都将归结为电池储能系统发生火灾的原因。如果起火的原因是变电站设备故障，那么其问题可能会转向如何正确地将电池组与外部设备相隔离。

但如果调查结果涉及到电池储能系统本身，这将给相关各方提出一系列棘手的问题，并可能迫使APS公司重新考虑大幅增加电池储能系统部署的计划。