美国储能电站大火为何数天不灭？安全警钟再次敲响

界面新闻记者｜马悦然

储能安全问题再次引起业内讨论。

当地时间5月15日下午，昔日全球最大锂电储能电站——250兆瓦的盖特韦(Gateway)储能电站被发现起火，大火被扑灭后几经复燃，并持续了六天之久。

此次火灾也引发国内行业高度关注。为何此次储能电站失火持续数天不灭？5月23日，远景集团高级副总裁、远景储能总裁田庆军在接受界面新闻等媒体采访时透露了三大原因。

首先，该储能系统采用的是三元锂电芯。

此次失火的美国储能电站由LS Power运营、日本NEC ES系统集成、韩国LG Chem提供三元锂电池。

据田庆军介绍，上述储能系统于2020年并网，彼时技术相对滞后，且三元锂电池比较容易热失控，温度适用范围与磷酸铁锂相比，差距较大。

三元锂电池热失控的温度一般在120-140℃之间，磷酸铁锂热失控的温度在250-300℃。

热失控是指电池放热连锁反应引起电池自温升速率急剧变化的过热、起火、爆炸现象。

三元锂电池热失控后，会产生大量氢气、氧气等可燃气体，一旦燃烧会较为剧烈。磷酸铁锂电池热失控后不会产生氧气，可以通过隔离的方式，对空气进行隔绝，阻止失火。

《圣地亚哥联合论坛报》的报道也表示，该电站火灾难以扑灭的原因之一是锂离子电池使用的材料会自己产生氧气，尽管水基灭火剂可以冷却过热的电池，但并不总是能完全扑灭火灾。

“磷酸铁锂电池的热失控管理比三元锂更简单、更易于操作。”田庆军称。

公开信息披露，2011-2021年间，全球共发生32起储能电站起火爆炸事故，其中25起事故采用了三元锂电池。

三元锂电池的优点是能量密度比较大，寿命长，多用于长续航的新能源车型。车载的总容量较大型储能小。

但三元锂电池也常被视作是新能源汽车自燃的元凶，其性能不稳定,受到撞击或者气温过高容易产生短路。

上述储能系统用到的LG化学电池，近年来频频被曝出安全隐患问题。2020-2022年，LG均发生过曾因电池缺陷问题大规模召回相关车型。

据电池百人会报道，截至2023年9月，LG能源在全球报告了73起电池热失控事件。今年2月5日，澳大利亚竞争与消费者委员会还发布文件，建议强制召回存在安全风险的LG储能电池。

田庆军称，相较之下，国内的磷酸铁锂电池热失控临界点比三元锂电池高很多。

除电芯外，田庆军表示，美国发生事故的储能系统安全设计、热失控管理不到位，叠层式建筑设计不合理，与行业目前的多重防护、箱式结构差距较大。

“采用建筑式叠层布局，大容量电池集中在密闭空间里，一旦消防药剂用尽，只能向内部加水，或从外部喷水，导致整个监控系统也处于失效状态，里面环境不可见、不可控，导致整个系统复燃、甚至扩散，使得火灾持续数天。”田庆军称。

第三，上述系统运行维护的手段较单一，且有很多盲点。据田庆军介绍，发生事故的储能电站并网时智能化程度不高，设计方面不到位，预警没有做好。

“除了企业，国内各地方政府等对此次事件也非常关心。”田庆军称，近两年中国大规模的新型电化学储能投运，给安全管理带来了不小挑战。

近两年，中国储能行业处于飞速发展的阶段，尤其是以锂电为主的新型储能。2023年，中国新增投运新型储能装机规模21.5 GW/46.6 GWh，功率和能量规模同比增长均超150%，中国已经提前完成了“十四五”新型储能投运装机目标。

储能系统价格的快速下行，为行业的繁荣带来了诸多贡献，但也给行业带来很多隐患。业内频繁呼吁，储能需要坚守“安全”的底线。

田庆军称，近两年行业技术进步较快，先前上马的部分产品在电芯质量、消防设计等方面做得不够好，且行业爆发期，太多“跨界者” 在资本的推动下进入，导致产品、技术质量良莠不齐。过去几年，很多电站实际上未被调用，风险还未显现，新技术尚未得到全生命周期的验证，对国内市场来说是较大隐患。

田庆军同时提到行业存在的不当竞争问题。部分不知名企业只因手中握有风光资源，就提出必须配备其储能产品，有投资方为了获取更多的风光资源、资产，牺牲了储能安全的要求。其次，地方保护主义也有一定影响。

中国在2021年曾发生过轰动一时的北京大红门储能电站起火爆炸事故。

当年4月16日，北京市丰台区南四环永外的集美家居大红门商场内的储能电站南区起火。在对电站南区进行处置的过程中，北区在毫无征兆的情况下突发爆炸，造成1人遇难、2名消防员牺牲、1名消防员受伤，火灾直接财产损失1660.81万元。

上述电站采用的是国轩高科(002074.SZ)磷酸铁锂电池。最终报告显示，事故因磷酸铁锂电池发生内短路故障，引发电池热失控起火。

田庆军称，大红门储能电站相当于用户侧储能，一旦发生事故，社会反响非常强烈，对储能行业也造成了很大的伤害和较为恶劣的影响。这是行业在成长和发展过程中必然要付出的代价和需要交的学费。从企业角度上来说，一旦行业发生这样的恶性事件，都需要做认真的分析和研究，反思自身。

为避免未来发生更多储能安全事故，田庆军建议，业内需要对过去的老旧电站做自查自纠，尤其是运行时间超过三年以上、早些年非磷酸铁锂的电站。

对于此前“强配储”下还没有被调用的的电站，建议各个投资方或资产拥有方做全面的检查，防患于未然。

此外，田庆军也提出需要特别关注工商业储能安全。

“工商业储能的安全性，普遍不如大储。”他建议，工商业储能在建设时要合法合规，且储能电站系统的设计要多引入一些安全的视角，包括监控系统、安全监控预警等。

按照应用场景，储能可大致分为大储(发电侧、电网侧)、中储(工商业)和小储(户储、便携储)。大储主要用于匹配大型电站使用。

当前，国内工商业电储能标准还不够清晰。但这部分电站大部分在商业区，或人口密集区。出于减少占地的目的，大多布置得较为紧密，不利于安全。田庆军呼吁，应尽快出台下相关政策，约定工商业储能布置间距的要求和标准。

在产品自身的安全设计方面，田庆军表示，储能设备产品的形制、布局、整个线缆的布放等均需要综合考量，不建议叠层建筑式的储能。

储能安全核心本质是电芯问题。企业可以在电芯之间增加安全隔离垫，加气溶胶等，如果单颗电芯发生热失控，可确保后续不蔓延，可以阻隔空气。

若热失控延续至Pack级，自动消防即启动，不会影响整体系统安全。升级到整个系统层面，另外的消防系统也将保证不会影响周边失火或对电网造成冲击。

另外，在产品设计中，还可以通过人工智能等方式，提前感知、精准灭火等。

田庆军认为，电化学储能的安全是可管可控的。锂电池电站完全可以从设计的角度进行控制和管理。成本和安全在本质上并不矛盾。未来储能有信心做到和风光资产同寿，储能行业能够提出更多解决方案、妥善处理安全问题，希望给予行业更多耐心。

他同时提出，储能电站一旦失火，形成公共事件，需要从严管理。但不要“一刀切”， 不能因为一个电站的问题，就全部否定整个业态或产品的安全性。

除了国内储能市场，田庆军也提到海外市场。

区别于国内，海外大部分储能项目需要为全生命周期提供服务。国内质保期一般在3-5年，多的达到7年。一旦超过周期，资产交予购买方，设备提供方不再承担产品质量带来的经济损失和风险。

田庆军称，不排除中国未来储能的运行维护也会出现全部交给设备提供方的这种模式，只有真正在储能技术和研发上持续投入、在行业里深耕的企业，才能和其合作伙伴长期共存。

此前，海外电池商选择较少，即使LG电池频出问题也依旧有市场。中国储能企业近几年刚刚开始出海，还没有得到长时间的合作验证，海外很多客户抱着尝试的态度来合作。

田庆军称，今年远景能源将在海外全面扩张，一方面通过在全球的电芯工厂来获取当地的支持和认同，另一方面通过区域的市场营销拓展客户。

按照远景规划，欧洲、北美等发达地区将成为其未来最重要的市场。考虑到这些地区有更为合理的毛利率，远景将把大规模战略资源投放在此。