北京416储能电站事故报告！附全球储能事故分析

时间: 2024-09-29 19:15:59 |   作者: 爱游戏app最新版下载/案例

  2021年4月16日11时50分许，位于丰台区西马场甲14号的北京福威斯油气技术有限公司（以下简称福威斯油气公司）光储充一体化项目发生火灾爆炸，事故造成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。

  11月22日，北京丰台区储能电站起火爆炸事故调查报告正式对外发布。 报告认为，南楼起火直接原因系西电池间内的磷酸铁锂电池发生内短路故障，引发电池热失控起火。

  北楼爆炸直接原因为南楼电池间内的单体磷酸铁锂电池发生内短路故障，引发电池及电池模组热失控扩散起火，事故产生的易燃易爆组分通过电缆沟进入北楼储能室并扩散，与空气混合形成爆炸性气体，遇电气火花发生爆炸。

  根据事故追责处理解决的建议，负责项目投资建设以及光伏、储能、充电设施等设备采购及安装的业主单位——福威斯油气公司法定代表人、后勤主管、运营与维护岗员工，对事故发生负有直接责任，涉嫌重大责任事故罪，已经被丰台区人民检察院批准逮捕。

  2021年4月16日11时50分许，位于丰台区西马场甲14号的北京福威斯油气技术有限公司（以下简称福威斯油气公司）光储充一体化项目发生火灾爆炸，事故造成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。

  事故发生后，市委、市政府和应急管理部格外的重视，相关领导第一时间赶赴事故现场，指挥部署灭火救援和事故调查处理工作。依据《中华人民共和国突发事件应对法》《中华人民共和国消防法》等有关法律和法规，参照《生产安全事故报告和调查处理条例》相关规定，市政府成立由市应急局、市公安局、市发展改革委、市总工会、市人力资源社会保障局、市消防救援总队和丰台区政府组成的火灾事故调查组，并邀请市纪委市监委同步参与，全方面开展事故调查处理工作。调查组委托应急管理部消防救援局天津火灾物证鉴定中心、清华大学车辆与运载学院电池安全实验室、中国建筑科学研究院建筑防火研究所、北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室、北京市理化分析测试中心对有关物证开展检测分析；聘请火灾调查、物证鉴定、爆炸科学、电气系统、建筑防火、锂电池安全、电化学储能等领域专家成立专家组，对事故原因开展技术分析。

  调查组按照“四不放过”和“科学严谨、依法依规、实事求是、注重实效”的原则，通过现场勘查、检测鉴定、仿真模拟、专家论证等，查明了事故经过和原因，认定了事故性质和责任，提出了对有关责任人员和责任单位的处理解决的建议，针对事故暴露出的问题提出了整改和防范措施。现将有关情况报告如下：

  （一）事发建筑情况事发地点位于丰台区西马场甲14号，土地使用权人及房屋产权人为北京首带宝利工贸有限责任公司，2004年4月取得房屋所有权证，建筑面积56950.3平方米；2009年3月取得国有土地使用权证，地类为工业用地，使用权类型为划拨，土地使用权面积为200363.92平方米。

  2004年1月，北京集美家居市场有限公司（以下简称集美家居公司）下属北京市定慧桥集美家具城市场有限公司陆续租用丰台区西马场甲14号院内全部建筑和场地，经营集美家居大红门店。事发前，建筑面积经改扩建增加至208102.55平方米。集美家居大红门店院内主要有8个场馆及其它配套建筑。事发建筑位于1#馆东侧院内，最重要的包含北楼、南楼两栋砖混结构建筑，南北楼之间建有室外地下电缆沟。

  北楼为地上二层建筑，建筑面积约1060平方米。一层分别为光储充一体化项目储能室及设备间，集美家居公司自用的35千伏变压器室、6千伏配电室、变配电值班室，二层为集美家居公司35千伏控制柜室。其中：6千伏配电室有1条东西向主电缆管沟及配电柜；储能室内有2条东西向电缆管沟、4组电池柜（共56列电池簇，使用圆柱形磷酸铁锂电池）。

  南楼为地上一层建筑，建筑面积约245.6平方米，分别为控制室、门厅及维修间、西电池间、东电池间和设备间；控制室局部加装二层。西电池间安装12组电池柜（共48列电池簇，使用方形磷酸铁锂电池），东电池间安装12组电池柜（共48列电池簇，使用圆柱形磷酸铁锂电池），电池柜底部电缆在电缆夹层内汇集进入室外地下电缆沟。

  南北楼之间室外地下电缆沟长24米、宽1米，底部距地面1.6米，顶部距地面约0.4米；沟内敷设电缆29根；距北楼3.7米处设有一处通风竖井。电缆沟在北楼南墙西向东数第5个窗户下方进入北楼地下，在南楼北门东侧地下进入南楼电缆夹层。

  （二）事发项目电气系统工作原理事发项目电气系统分为直流侧和交流侧，通过功率变换系统（PCS）实现交流电与直流电的双向转换。交流侧主要有市电、集美家居大红门店商户；直流侧主要有光伏发电设备、储能设备和充电桩。

  日间，光伏发电设备优先向集美家居大红门店商户供电，多余电量可向储能设备、充电桩供电，储能设备也可向商户供电；上述光伏及储能设备不能够满足用电需求时，也可直接用市电。夜间，储能电池、充电桩使用波谷电价充电。

  1.福威斯油气公司， 统一社会信用代码396，法定代表人刘博，企业类型为其他有限责任公司，成立于2009年1月13日，注册地址为北京市门头沟区滨河南路3号389室；营业范围包括电气自动化系统、储能充电系统、交直流混合微电网系统设计等。该公司由合肥国轩高科动力能源有限公司、刘博（个人）、北京福威斯投资管理中心（刘博控股）和其他个人分别持股约40%、33%、24%和3%。2018年8月，福威斯油气公司与合肥轩一投资管理有限公司合资成立北京国轩福威斯光储充技术有限公司（以下简称国轩福威斯公司），持有项目部分资产，法定代表人为刘博，实际无组织机构和人员。

  2.北京京丰国威综合能源有限公司（以下简称京丰国威公司） ，统一社会信用代码91110106MA01TA0N1B，法定代表人崔李沛，企业类型为其他有限责任公司，成立于2020年7月1日，注册地址为北京市丰台区永外大红门西马场甲14号155幢1层BK003号；经营范围有电力供应、太阳能发电、集中式快速充电站、太阳能发电技术服务等。该公司由北京京通国邮新能源有限公司和福威斯油气公司合资成立。

  3.北京丰新电气工程有限公司（以下简称丰新电气公司） ，统一社会信用代码26J，法定代表人王璞，企业类型为有限责任公司（自然人投资或控股），成立于1988年1月19日，注册地址为北京市丰台区卢沟桥农场路28号22幢，经营范围包括专业承包等。该公司具有建筑装修装饰工程专业承包二级、输变电工程专业承包三级等资质。

  事发项目分两期建设，主要设备包含光伏组件、储能电池簇、储能集装箱、充电桩等。

  2017年10月，福威斯油气公司、北京平高清大科技发展有限公司联合体与集美家居公司签订合作协议，集美家居公司负责提供安装及运营场地，享受项目优惠电价；福威斯油气公司负责项目投资建设以及光伏、储能、充电设施等设备采购及安装，相关设施所有权归该公司所有；北京平高清大科技发展有限公司（2020年8月退出项目）负责6千伏配电室改造、采购安装储能控制系统及设备，协助办理项目备案、光伏电网接入和牵头申请相关补贴等事宜。

  .2018年3月，北京京电迅捷电力技术有限公司出具集美家居大红门店6千伏配电室改造工程设计图纸，丰新电气公司进行土建及电气施工。

  2019年4月，项目一期正式投入运行，设备主要包括1.4兆瓦屋顶分布式光伏、4兆瓦/12兆瓦时储能以及充电桩等。

  2020年5月，丰新电气公司进行事发项目二期储能升级改造，工程涉及南楼电池间、设备间及室外地下电缆沟等； 事发前，已建设2兆瓦/28兆瓦时储能 。7月，福威斯油气公司与北京京通国邮新能源有限公司注册成立京丰国威公司，负责事发项目二期光伏建设、收购福威斯油气公司及国轩福威斯公司持有的事发项目资产；京丰国威公司与集美家居公司等单位签订用能协议、场地使用协议。11月，京丰国威公司委托四川华伦电力工程有限公司在集美家居大红门店部分屋顶布置1.6兆瓦分布式光伏发电系统；2021年1月，光伏组件安装完成，事发前正在进行调试。

  经查，事发项目所用电池均为合肥国轩高科动力能源有限公司生产，并提供有电池检测材料。事发前，京丰国威公司已开展事发项目相关资产评估工作，尚未完成资产收购、交割。

  截至事发时，项目产生的电能均供集美家居大红门店使用；2019年3月至2021年3月，集美家居公司向福威斯油气公司账户汇入电费约932.99万元。

  2018年4月，福威斯油气公司向丰台区发展改革委备案“集美家居大红门店直流光储充一体化工程分布式光伏发电项目”和“集美家居大红门店直流光储充一体化工程新建电动汽车充电桩项目”，建设1.4兆瓦屋顶光伏及车棚光伏系统和大容量直流充电桩。

  2020年9月，京丰国威公司向丰台区发展改革委备案“京丰国威综合智慧能源集美大红门分布式光伏发电项目”，建设4万平方米、容量4兆瓦的分布式光伏发电系统。

  2020年12月，京丰国威公司向丰台区发展改革委备案“京丰国威综合智慧能源集美大红门储能项目”，建设规模为10兆瓦/40兆瓦时的储能电站系统。经丰台区发展改革委核查，该项目未实施。2021年7月19日，京丰国威公司已通过北京市企业投资项目在线备案管理系统主动撤销该项目备案。

  （一）事故经过2021年4月16日11时50分许，四川华伦电力工程有限公司谢霞凌等5人到南楼查看控制室装修施工进度时，发现南楼西电池间南侧电池柜起火冒烟，随即使用现场灭火器处置，谢霞凌电话通知福威斯油气公司负责人刘博。

  12时13分许，刘博带领陈元中等人赶到现场并从南楼、北楼拿取灭火器参与灭火，因明火被扑灭后不断复燃，刘博指派陈元中到北楼储能室切断交流侧与储能系统的连接并停用光伏系统。

  12时17分许，刘博拨打电线分许，刘博进入北楼告知集美家居公司值班电工罗广军断开6千伏配电柜与储能设备之间的开关。

  13时40分许，集美家居公司电工刘占革到达北楼值班室，与罗广军到6千伏配电室确认配电柜与储能设备之间的开关已断开。期间，大量烟雾从南楼内冒出，并不时伴有爆燃。

  13时45分许，刘占革到院内查看， 发现刘博与消防员在向室外地下电缆沟内注水，随即进入北楼6千伏配电室查看，发现电缆管沟内充满白烟，未见积水，闻到刺激性气味。 14时13分左右，北楼发生爆炸。

  市消防救援总队119作战指挥中心接到报警后，先后调派47辆消防车、235名指战员到场处置。市、区公安机关和应急管理、电力、环卫、生态环境、卫生健康等部门到场协同处置。

  12时24分，消防救援人员到达现场，发现南楼西电池间电池着火，并不时伴有爆炸声，东电池间未发现明火，现场无被困人员，随即开展灭火救援，并在外围部署水枪阵地防止火势蔓延。

  14时13分16秒，北楼发生爆炸，造成1名值班电工遇难、2名消防员牺牲、1名消防员受伤。23时40分，明火彻底扑灭，并持续对现场冷却40小时。4月18日16时21分，现场清理完毕。

  经北京市丰台区价格认证中心进行价格认定，丰台区消防救援机构统计确认， 此次火灾直接财产损失为1660.81万元。

  经消防救援机构现场勘验，南楼西电池间电池柜整体过火，南侧西向东数第5组电池柜正上方房顶被烧开裂，顶部楼板混凝土部分缺失，该电池柜区域有最初起火特征。结合相关证人指证，认定南楼起火部位位于西电池间南侧西向东数第5组电池柜北端电池簇，自下而上第8-10层电池模组处。

  北楼储能室东西两侧墙体被炸毁并向外飞出，南侧所有窗户玻璃被摧毁，上方楼板部分塌落；室内储能变流器及控制柜、电池柜整体向南倾倒；西向东数第2组电池柜下端变形最重，电池柜底座与电缆管沟（连通处未见封堵）的钢质横梁向上弯曲程度较其他3组电池柜严重。现场提取检查的该区域电池柜7簇电池管理系统中，西向东数第3簇电池管理系统内的元器件散落移位、正负极继电器已脱落且盖板缺失，较其它6簇损毁严重，认定该处为最初点火源位置。

  南北楼之间的室外地下电缆沟沟底有少量存水，沟内有烟熏痕迹，底部沉积油状残留物；电缆沟内部分电缆表面有过火痕迹；电缆沟北端与北楼电缆管沟之间封堵不严、有缝隙，南端与南楼电缆夹层之间未见封堵。

  经应急管理部消防救援局天津火灾物证鉴定中心鉴定，南楼起火部位第9层电池模组的负极接线柱向内数第五排最内侧电池单体发生内短路故障；该电池为方形电池，电极材料符合磷酸铁锂电池特征。

  经北京市理化分析测试中心检测，电池供应商提供的南楼同型号电池电解液主要成分为碳酸甲乙酯、碳酸亚乙酯和含磷无机盐组成的混合物；在室外地下电缆沟内土壤（泥状）检出碳酸甲乙酯，气体检出碳酸甲乙酯及苯系物等挥发性有机化合物。

  经清华大学车辆与运载学院电池安全实验室对南楼最先发生故障的方形电池进行实验分析，该电池失控会产生喷射物，主要为碳酸甲乙酯蒸汽和氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等。

  经中国建筑科学研究院建筑防火研究所进行烟雾仿真模拟：南楼起火后，现场产生的烟雾混合物（含未充分燃烧的磷酸铁锂电池热失控喷射产物）可通过室外地下电缆沟进入北楼室内电缆管沟。北楼爆炸前易燃易爆气体浓度约为31％，总量不少于280立方米。

  经北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室对爆炸过程进行仿真模拟：当北楼内易燃易爆组分（氢气、甲烷、一氧化碳、碳酸甲乙酯等）达到200立方米，并遇北楼储能室内点火源起爆，仿真模拟得到的爆炸破坏场景与事故现场相符，爆炸当量为26千克TNT。

  结合调查询问、现场勘验和物证鉴定等分析，南楼电池热失控起火系西电池间内的磷酸铁锂电池发生内短路故障所致。

  结合现场视频、现场勘验和物证鉴定等分析，北楼爆炸符合体积爆炸特征，认定爆炸性质为气体爆炸；北楼发生爆炸的物质为南楼磷酸铁锂电池热失控喷射产物中的易燃易爆成分与空气混合形成的爆炸性气体；起爆点位于北楼储能室内，排除人员活动产生火源、电池热失控点火的因素，认定点火源为储能室内产生的电气火花。

  经分析，含有磷酸铁锂电池热失控喷射产物的烟雾从室外地下电缆沟扩散至北楼内，进入高压（标称720伏）直流带电状态的电池系统，导致继电器（位于电池柜底部）动作产生电气火花。

  调查组根据消防救援机构现场勘验、检测鉴定、实验分析、仿真模拟和专家论证情况，综合分析发生事故的直接原因为：

  南楼起火直接原因系西电池间内的磷酸铁锂电池发生内短路故障，引发电池热失控起火。

  北楼爆炸直接原因为南楼电池间内的单体磷酸铁锂电池发生内短路故障，引发电池及电池模组热失控扩散起火，事故产生的易燃易爆组分通过电缆沟进入北楼储能室并扩散，与空气混合形成爆炸性气体，遇电气火花发生爆炸。

  1.有关涉事企业安全主体责任不落实，在建设过程中存在未备案先建设问题；在事发区域多次发生电池组漏液、发热冒烟等问题但未完全排除安全隐患的情况下继续运行；事发南北楼之间室外地下电缆沟两端未进行有效分隔、封堵，未按照场所实际风险制定事故应急处置预案。

  2.有关单位研究部署、督促落实安全监督检查工作不够；对新能源项目在确保安全前提下高质量发展的问题研究不深；开展安全隐患排查不全面不彻底，对事发项目建设运营维护等过程中存在的安全风险隐患失察失管。

  鉴于上述原因分析，根据国家有关法律法规规定， 调查组认定，丰台区“4·16”较大火灾是一起责任事故。

  1.刘博，福威斯油气公司法定代表人，对事故发生负有直接责任，涉嫌重大责任事故罪。2021年5月24日，丰台区人民检察院批准逮捕。

  2.帅常生，福威斯油气公司后勤主管，对事故发生负有直接责任，涉嫌重大责任事故罪。2021年5月24日，丰台区人民检察院批准逮捕。

  3.陈元中，福威斯油气公司运营与维护岗员工，对事故发生负有直接责任，涉嫌重大责任事故罪。2021年5月24日，丰台区人民检察院批准逮捕。

  2.庞绪明，丰台区大红门街道工委委员、武装部长兼平安建设办公室主任。建议给予政务警告处分。

  3.卢艳波，丰台区大红门街道平安建设办公室科长，兼任大红门街道专职安全员检查队队长。建议给予政务记过处分。

  4.伊攀，丰台区大红门街道专职安全员检查队常务副队长兼第一组组长。建议给予政务记大过处分。

  5.刘磊，丰台区发展改革委法规科四级主任科员，安全生产工作实际负责人。建议给予诫勉。

  6.杜明阳，丰台区发展改革委法规科、资源节约科安全员兼安全生产检查队队长。建议给予政务警告处分。

  7.周方明，丰台区消防救援支队防火监督一科科长（执法一大队大队长）。建议给予诫勉。

  8.李春良，丰台区消防救援支队防火监督一科副科长（执法一大队副大队长）。建议给予政务警告处分。

  同时，市纪委市监委针对事发项目所在地块房屋建筑违法建设情况向丰台区政府下发工作提醒函；针对新能源项目在确保安全前提下高质量发展研究不深的问题对有关公职人员分别进行批评教育或谈话提醒；丰台区纪委责令大红门街道工委、丰台区发展改革委党组作出书面检查。

  此外，京丰国威公司上级单位免去崔李沛京丰国威公司执行董事、法定代表人职务，给予李静玲行政警告，并对2人作相应处理。

  1.福威斯油气公司未发现并消除火灾隐患，由消防救援机构依据有关规定依法给予行政处罚。

  2.京丰国威公司未制定并落实消防安全管理措施和消防安全操作规程，由消防救援机构依据有关规定依法给予行政处罚。

  3. 针对事故涉及的已建储能项目存在的未备先建问题，由发展改革部门责令福威斯油气公司整改并依法依规作出处理。

  4.针对事发项目储能升级改造工程涉嫌未经专业单位设计即擅自实施的问题线索，由市规划自然资源部门调查核实，依法查处有关违法违规行为。

  此外，市住房城乡建设委延伸调查发现，丰新电气公司涉嫌存在安全生产责任制不健全、未独立设置安全生产管理机构、专职安全生产管理人员配备不足等问题，拟暂扣其安全生产许可证60日；该公司部分资质不再符合相应标准要求，拟责令其限期改正，整改期间不得申请资质升级或增项，不得承揽新的工程。

  为深刻汲取事故教训，切实践行生命至上、安全发展理念，有效防范和坚决遏制类似事故，提出以下建议措施：

  （一）严格落实安全责任。集美家居公司应依法依规建设并使用租赁场地和建筑，加强安全管理，加强安全检查和隐患排查整改。福威斯油气公司应落实消防安全责任制，健全事故应急处置预案，加强安全教育和安全检查，及时消除事故隐患。京丰国威公司应健全公司安全管理制度，加强分布式能源管理，对于已安装的屋顶光伏，开展安全评价和检测检验。

  （二）完善电力储能设施、场所建设运行管理。 市应急局牵头，会同发展改革、城市管理、规划自然资源、住房城乡建设、经济和信息化、市场监管、消防救援等部门做好指导，相关区政府依托专业机构 对本区暂停运行的储能电站进行安全风险评估，评定暂停运行储能电站风险等级，提出工作意见。 市发展改革委牵头，市应急局配合， 对所有在建项目和未投入建设储能电站项目，组织专家和专业机构，重新审查建设方案，经评估合格后，方可进行建设。 市城市管理委会同有关部门制定技术标准， 规范本市电力储能设施设计、施工、验收和运行管理等工作要求。 市市场监管局、市经济和信息化局 建立完善储能电站电池及其能源管理系统质量管理体系。

  （三）强化安全监督管理。丰台区政府对全区储能设施开展全面摸排，建立并动态更新基础台账，组织有关部门开展全面安全检查和安全风险评估。市消防救援总队加强电力储能场所消防监督检查，制定完善储能电站事故处置规范，加强处置演练，进一步提升储能电站事故应急救援处置工作水平。

  （四）持续推进安全发展。城市管理、发展改革、消防救援、应急管理等部门和丰台区政府要牢固树立安全发展理念，把防范化解安全风险摆在重要位置，规范新型储能选址和布局，建立健全光伏发电应用的统筹协调管理工作机制，加强相关项目的质量管理和安全监督；对已建、在建电力储能设施，强化综合分析研判，及时发现问题、解决问题，严防漏管失控引发事故。丰台区政府要统筹谋划大红门地区规划建设，有序推动区域性批发市场全部疏解腾退，推动功能重塑、产业升级和品质提升。

  通过对行业公开信息进行搜集整理，汇总了2011-2021年间，全球储能项目主要火灾或爆炸事故。由于较多安全事故原因复杂，相关事件很多都未公开披露，据不完全统计，近10年间，全球共发生32起储能电站起火爆炸事故。其中，日本1起、美国2起、比利时1起、中国3起、韩国24起。

  32起储能电站起火爆炸事故共有以下几个特征：一是25起事故采用三元锂离子电池；二是韩国储能电站起火爆炸事故占24起，这与韩国各大电池企业以三元锂电池为主流产品有关；三是2017年以后的储能项目占30起；四是储能电站起火爆炸大多发生在充电中或充电后休止中，占21起。

  2021年7月30日上午10点15分，位于澳大利亚维多利亚州的特斯拉Megapack储能系统发生爆燃，现场有明火，并且烟雾弥漫，已经连烧4天。8月2日，澳大利亚当地政府正在努力控制火势。

  一个集装箱内的13吨锂离子电池完全点燃，15辆水罐车150多名消防员对其进行救援，以阻止火势蔓延到其他电池。大火立刻得到控制，并受到密切监控，直到它自行燃烧为止，这一过程大约需要8-24小时。

  维多利亚救护车成员在现场监测消防员的健康状况。 吉朗附近发布有毒烟雾警告。居民已被警告关闭窗户、关闭空调、壁炉烟道并将宠物带入室内。

  澳大利亚能源市场运营商 (AEMO) 表示，电池已与主电网隔离并断开连接，对供应“没有影响”。

  2016年，南澳大利亚因风暴导致全州停电，约170万人摸黑度日，为解决可持续用电安全，南澳大利亚决定建立大型储能系统，最终特斯拉竞标成功。

  这个项目是由法国电力生产商、可再生能源巨头Neoen SA与特斯拉合作开发，项目名为“维多利亚大电池”，不久前刚刚注册成立，目前还在测试阶段，还未并入主网使用，其目标是在2030年为维多利亚州实现50%的可再生能源。

  为了实现这一目标，2020年11月，“维多利亚大电池”项目受澳大利亚政府委托建造，2021年初，Neoen从澳大利亚政府获得1.6亿澳元融资，特斯拉提供Megapack技术。

  该设施使用256个特斯拉锂离子电池Megapacks，计划于2021—2022年夏季启动，届时将提供承诺的300MW/450MWh的可再生能源，每个Megapack的储能容量约为3MWh。

  该项目与澳大利亚能源市场运营商签订了10年的合同，提供电网服务，使新南威尔士州和维多利亚州之间的主要输电线路的容量在需求高峰时得到提高。此外，储能电池还将提供FCAS服务，并对风电和太阳能发电的输出进行时移，以帮助满足高峰需求。

  为帮助了解储能电站发生火灾或爆炸事故的情况，接下来对全球储能项目主要火灾或爆炸事故的公开信息进行整理，汇总了近10年间发生事故的储能电站的基本信息，总结了起火爆炸事故的基本特征。依据文献“韩国锂离子电池储能电站安全事故的分析及思考”，给出了储能电站发生安全事故的基本原因以及经验总结；并根据网络公开信息，搜集了美国发生人身

  目前公开的储能电站事故造成人员伤亡的主要有两起：一起是美国亚利桑那州的公共服务公用事业公司（APS）发生大规模电池储能项目（三元锂电池）爆炸，造成8名消防队员受伤。另外一起就是4月16日北京国轩福威斯光储充技术有限公司储能电站（磷酸铁锂电池）发生事故，事故造成2名消防员牺牲，1名消防员受伤，电站内1名员工失联。

  从电池类型来看，三元锂电池事故最多，磷酸铁锂目前已知主要就两起，其中一起是江苏的电网侧项目，具体原因并未披露。另外一起就是4月16日北京国轩福威斯光储充技术有限公司储能电站（磷酸铁锂电池）发生事故。目前具体原因都仍在调查中。

  目前公开披露原因的事故，主要是韩国储能电站起火事故和美国亚利桑那州的公共服务公用事业公司发生大规模电池储能项目（三元锂电池）爆炸，虽然没有磷酸铁锂电池的事故原因分析，但还是具有一定的借鉴意义，主要是2点：一是储能电站火灾事故多数发生在充电中或充电后休止中，此时电池电压较高，电池活性较大，并联电池簇间形成环流，导致电芯处于过充状态，电压升高形成内短路，易造成火灾事故；二是储能电站起火后，采用七氟丙烷等气体灭火装置，是通过隔绝氧气来实现灭火，但无法使电池降温，一旦有外部氧气进入，就易引起电池复燃，且电池燃烧过程中会产生一氧化碳、甲烷等易燃易爆气体，电池复燃后甚至可能引发气体爆炸。

  韩国储能电站主要采用三星和LG的三元锂电池，该电池体系熔点为200℃，储能系统模块设计单簇为400kW/1600kWh，4簇并联。储能电站火灾事故多数发生在充电中或充电后休止中，此时电池电压较高，电池活性较大。充电结束休止过程中，并联电池簇间形成环流，导致电芯处于过充状态，电压升高形成内短路，造成火灾事故。

  文献“韩国锂离子电池储能电站安全事故的分析及思考”结合韩国储能事故调查，将储能电站事故致因总结为以下四个方面：电池系统缺陷、应对电气故障的保护系统不周、运营环境管理不足、储能系统综合管理体系欠缺。

  （1）电池本体因素。由电池本体诱发安全事故的来源最重要的包含电池制造过程的瑕疵以及电池老化带来的储能系统安全性退化两方面。

  （2）外部激源因素。外部激源包括绝缘失效造成的电流冲击及外部短路等问题，也包括除电池外部件高温产热造成的热冲击，以及某电池热失控后触发的热失控蔓延过程。

  （3）运行环境因素。锂电池需要工作于各参数的安全窗口范围，需要通过初始电热管理设计、BMS/PCS/EMS以及空调系统等管控来维持合理的运行环境。运行环境管理不善将逐渐影响电池及系统的可靠性，进而演化为事故。

  （4）管理系统因素。管理系统因素不仅包括BMS、PCS、EMS以及对应的联动管控逻辑，也包括管理规章制度等人的因素。前者是系统的核心控制和决策单元，主要作用是对电池系统的工作状态进行监测和管理，对保障电池安全、稳定、可靠运行有重要意义。

  结合韩国储能事故数据，以及四类引致安全事故因素的分析，可以对锂电池储能系统安全性管理做出以下经验总结。

  （1）电池本体因素仍然是储能系统安全的核心，受现阶段管理系统的监测管控可靠性限制，对电池本体的充放电SOC区间有必要适当收紧。

  （2）电池老化因素及运行环境因素的长期演化将可能造成腐蚀性的绝缘部件损坏，需要强化绝缘检测并进行定期维护检查，同时需要强化漏电断路装置、过电压保护装置、过电流保护装置等电气冲击保护装置的可靠性。

  （4）电池储能系统的标准体系有待进一步完善，特别是涉及PCS、BMS、EMS之间协调、控制与管理的相关标准。

  （5）目前业内重点关注和大力开展的热失控提前预警和消防安全技术，不能从根本上避免锂电储能系统的安全事故。欲达成锂电储能电站“零事故”绝对安全的目标，需要改变思路，从电池安全状态的实时评价和预测着手，针对电池本体及运行条件等多因素耦合作用的长期演化特性，研发电池安全风险的早期预警系统，从源头降低电池系统热失控风险。

  2019年4月19日，美国亚利桑那州的公共服务公用事业公司（APS）发生大规模电池储能项目，由于2.16兆瓦时锂离子电池储能系统内发生连续热失控，一名职业消防队长，一名职业消防工程师和两名职业消防员在爆燃事件中受到重伤。

  储能系统中的烟雾探测器在大约16:55时发出警报信号，并排放了全淹式灭火剂（Novec1230）。

  消防员是危险材料处置小组成员（HAZMAT），HAZMAT团队对储能系统附近定义了应急危险区，并进入该区进行危险气体监测和火情诊断。

  受伤的消防员是一支危险材料处置小组（HAZMAT）的成员，该小组于大约在18:28时到达现场。注意到从建筑物和附近的组件中散发出来并在沙漠中漂移的低层白云。该团队定义了一个热区（应急危险区），并多次进入该热区，以使用多通道气体浓度测量表、比色管（colorimetrictubes）和热像仪（TIC）在储能系统周围进行360度的火情诊断评估（size-up）。该小组在每次进入过程中都检测到危险的氰化氢（HCN）和一氧化碳（CO）升高。该团队持续监视储能系统，并注意到大约在19:50时白色气体/蒸汽混合物停止从容器中流出。

  HAZMAT领导层制定了事故响应行动计划，HAZMAT小组监测储能系统附近的HCN和CO浓度低于可接受的阈值，打开储能系统大门，随后发生爆燃事件。

  HAZMAT领导层制定了事故响应行动计划，其中包括一群高级消防指挥官的意见，以及拥有和设计和维护储能公司代表所提供的关于储能系统的信息。HAZMAT小组最后进入了热区，发现储能系统附近的HCN和CO浓度低于可接受的阈值。在遵循事件行动计划后，团队在大约20:01小时打开了储能系统的大门。消防员在大约20:04时在热区外观察到爆燃事件。所有HAZMAT团队成员在爆炸中均受到重伤，并被迅速送往附近的医院。注意：此事件中涉及的锂离子电池储能系统已在按照之前发布的《有关储能系统安装的当前共识标准NFPA855》的第一稿进行了调试；储能系统在设计符合调试时符合有效的相关法规和标准。

  （1）事故原因可能是是一个锂离子电池产生了树突或枝晶，从而导致锂离子电池短路，致使电芯升温并着火。

  （3）在模组内放置的电芯离得很近，导致火势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。

  （4）随着数百个电芯燃烧殆尽，释放出爆炸性气体，并聚集在密闭容器内，并且容器内没有传感器来计算气体的积累。

  （5）由于缺乏气体监测遥感系统，并且消防员对这类情况的培训欠缺，导致首批消防员人员并未采取正确的行动。

  （6）爆炸性气体不断积聚，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。

  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，以及改变对安全人员处理储能站紧急情况的培训。①APS将在储能系统中增加遥感和通风系统。当故障导致危险气体释放时，操作人员可以通过气体识别和通风将其冲洗出去，而避免风险。②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。③在安全培训方面，在装有电池的城市，APS对当地的安全人员进行了培训。

  为确保使用锂离子电池储能系统的消防和维修人员安全，以下建议和措施应被纳入标准、规范、研究计划的要求中。

  （1）基本的消防员、指挥官和HAZMAT成员的培训应强调储能系统的安全性；锂离子电池热失控，蒸气云形成和扩散过程中释放的气体和蒸气的潜在爆炸性；爆燃和爆炸波传播的动力学；应该进行包括全面测试的研究，以了解响应锂离子电池储能系统火灾事件而采取的最有效，最安全的消防策略。

  （2）在通过全面的实验可以确定最终的策略和指导之前，建议消防人员在将锂离子储能系统视为外壳中的气体混合物浓度高于LEL，除非另行证明，否则应待在保守的潜在爆炸半径之外，并停留在危险区的外部。

  （3）应开发一种在线教育工具，以扩散有关锂离子电池储能系统危害和消防战术考虑因素的适当基础知识。

  （4）锂离子电池储能系统应包含可远程访问的气体监测；应该进行包括多尺度测试在内的研究，以评估用于锂离子电池储能系统的固定式气体监测系统的有效性和局限性。

  （5）锂离子电池储能系统应包含强大的通信系统，以确保从BMS从整个储能系统中的传感器远程访问数据，并且让火警控制面板保持不间断。

  （6）储能系统的所有者和经营者应与当地消防人员和业主授权单位（AHJ）一起制定应急行动计划，并全面了解与锂离子电池技术相关的危害。

  （7）在所有储能系统安装中均应使用标识储能系统内容的标牌，以警告第一响应者与安装相关的潜在危险。

  （8）锂离子电池储能系统应与紧急操作计划配合，按照NFPA855或国际消防法规第12章的要求，配备适当的防爆保护。

  （9）应该进行包括全面测试的研究，以确定最有效的锂离子电池储能系统灭火和防爆系统。

  （10）应开展着眼于储能系统紧急退役的最佳做法和消防在紧急情况下作用的研究。

  随着国内外储能项目建设的快速增长，安全问题也日益突出，特别是起火事件受到社会各界高度关注。储能还处于产业发展早期阶段，对于新事物的认知，大众普遍会有放大例如意识，韩国一时在政策激励之下，储能项目建设爆发式增长，随之在系统集成、施工运维等方面产生重大安全风险隐患，2019年美国APS公司在亚利桑那州皮奥里亚部署的电池储能电站发生火灾，四名消防员受伤。因此需要客观理性地看待已暴露出来的事故隐患，举一反三，认真做好储能项目的安全保障工作。