2019 年 4 月美国发生首起电池爆炸意外,2MW 锂电池储能系统厂冒烟后起火爆炸,造成 4 名消防人员受伤,目前公用事业电力公司 Arizona Public Service(APS)跟电池供应 LG Chem 已分别公布两份结果不同的调查报告。
事发地点在美国亚利桑那州瑟普赖斯市,为 APS 2017 年启用的 McMicken 电池储能电厂。这起意外不仅让 APS 与一直维持安全纪录的储能供应商 Fluence 伤透脑筋,随后也延后亚利桑那州 2025 年装设 850MW 的储能系统电池计划。
APS 7 月公开公布最新调查,认为是一连串的失误串起的火灾意外,爆炸问题直指锂离子电池。原先其中的锂离子电池就已故障短路过热,而电池货柜里的灭火系统又没办法阻止过热的电池波及“邻居”,导致这些由数个电池和电池管理系统所组成的电池组全数过热,最后发展成停不下来的级联热失控(cascading thermal runaway)。
报告指出,电池储能系统里面虽然装有灭火系统,但仅设计用在扑灭燃烧的垃圾桶等小火,气溶胶灭火器没办法阻止处在热失控状态的电池,因此电池组温度不断升高,货柜内也充斥易燃气体,因此消防人员打开门时,就发生气爆。
调查报告指出,这起意外主要是因为电芯内部故障,电池之间也没有维持“安全距离”,同时电池储能系统货柜的空调系统也不佳,工作人员培训不足,未来若要避免类似案件,首先要改善气体累积的问题,需要再加装感测器来监控室内的气体浓度,最后排除气体,并加强人员训练。
这次电池之所以出现短路状况,主要也是因为恶名昭彰的“锂晶枝”,但出乎意料的是,这种状况也会出现在使用约两年的电池上。据报告,该报告称,McMicken 电池厂由 Fluence Energy 组装,电池来则是 LG Chem 提供的二次电池。
不过对于新报告,LG Chem 有话想说,LG Chem 与电池分析公司 Exponent 8 月初报告指出,认为火灾并非因电池而起,Exponent 指出,经过测试与严谨实验后,有证据可排除电池芯故障引起火灾,且外部电弧也会酿成火灾;LG Chem 也补充,储能系统的保护措施除了保护电池,还有配备灭火设备和先进的安全系统。
不管是调查结果还是报告撰写过程,两方其实都不大一样,Exponent 是额外进行检测与实验,APS 则是委托管理服务公司 DNV GL 撰写报告,DNV GL 主要是总结调查此次事故的分析报告,再结合自身经验写出分析结果,并没有到现场。当时也因为没有找出确切的起火点,调查人员是收集零碎线索试图还原现场,DNV GL 也指出,从另一座电厂 Festival Ranch 随机抽检电池后发现,也有发现锂金属沉积异常和晶枝生长。
对此,LG Chem 表示应该要考虑更多因素,电池故障可能是由于短路或外部因素(电弧)引起。
但 APS 和 LG Chem 一致认为,爆炸起因是气爆,在消防人员打开门的那一瞬间点燃电池货柜里面累积的易燃气体。对此国际消防员协会健康安全营运服务主任 Rick Swan 也表达消防单位对储能系统的忧心,认为负责人应该不断进行监控系统状况,也要订定详细的紧急应变方案。
- Battery Maker Disputes APS Report on 2019 Explosion in Arizona
- Cause of APS battery explosion that injured 9 first responders detailed in new report
- Battery Maker Disputes APS Report on 2019 Explosion in Arizona
- What Sparked the Arizona Battery Fire? LG Chem Has a Different Version
- LG Chem refutes alleged cause of explosion at APS battery storage facility
- The Arizona Battery Explosion Is Changing Conventional Wisdom on Safety
(首图来源:shutterstock)
延伸阅读:
- 美国发生首起锂电池储能厂爆炸,相关安全议题再度浮现