事故摘要
2019年4月19日，由于2.16兆瓦時(shí)鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生連續(xù)熱失控，一名職業(yè)消防隊(duì)長，一名職業(yè)消防工程師和兩名職業(yè)消防員在爆燃事件中受到重傷。儲(chǔ)能系統(tǒng)中的煙霧探測(cè)器在大約16:55時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，并排放了全淹式滅火劑（Novec 1230）。受傷的消防員是一支危險(xiǎn)材料處置小組（HAZMAT）的成員，該小組于大約在18:28時(shí)到達(dá)現(xiàn)場。HAZMAT團(tuán)隊(duì)注意到從建筑物和附近的組件中散發(fā)出來并在沙漠中漂移的低層白云。該團(tuán)隊(duì)定義了一個(gè)熱區(qū)（應(yīng)急危險(xiǎn)區(qū)），并多次進(jìn)入該熱區(qū)，以使用多通道氣體濃度測(cè)量表、比色管（colorimetric tubes）和熱像儀（TIC）在儲(chǔ)能系統(tǒng)周圍進(jìn)行360度的火情診斷評(píng)估（size-up）。該小組在每次進(jìn)入過程中都檢測(cè)到危險(xiǎn)的氰化氫（HCN）和一氧化碳（CO）升高。該團(tuán)隊(duì)持續(xù)監(jiān)視儲(chǔ)能系統(tǒng)，并注意到大約在19:50時(shí)白色氣體/蒸汽混合物停止從容器中流出。HAZMAT領(lǐng)導(dǎo)層制定了事故響應(yīng)行動(dòng)計(jì)劃，其中包括一群高級(jí)消防指揮官的意見，以及擁有和設(shè)計(jì)和維護(hù)儲(chǔ)能公司代表所提供的關(guān)于儲(chǔ)能系統(tǒng)的信息。HAZMAT小組最后進(jìn)入了熱區(qū)，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)附近的HCN和CO濃度低于可接受的閾值。在遵循事件行動(dòng)計(jì)劃后，團(tuán)隊(duì)在大約20:01小時(shí)打開了儲(chǔ)能系統(tǒng)的大門。消防員在大約20:04時(shí)在熱區(qū)外觀察到爆燃事件。所有HAZMAT團(tuán)隊(duì)成員在爆炸中均受到重傷，并被迅速送往附近的醫(yī)院。注意：此事件中涉及的鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)已在按照之前發(fā)布的《有關(guān)儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝的當(dāng)前共識(shí)標(biāo)準(zhǔn)NFPA 855》的第一稿進(jìn)行了調(diào)試；儲(chǔ)能系統(tǒng)在設(shè)計(jì)符合調(diào)試時(shí)符合有效的相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。
成災(zāi)因素
盡管所有響應(yīng)消防員都具備從急救員到技術(shù)員級(jí)別的HAZMAT能力，但針對(duì)這些能力的HAZMAT核心培訓(xùn)課程尚未涵蓋基本的儲(chǔ)能系統(tǒng)危害。課程之外的針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的培訓(xùn)機(jī)會(huì)尚未全面覆蓋儲(chǔ)能系統(tǒng)的危害。
火災(zāi)和煙霧檢測(cè)系統(tǒng)不包括，也不要求包括提供有關(guān)可燃?xì)怏w存在信息的傳感器。HAZMAT團(tuán)隊(duì)無法從物理上安全的位置監(jiān)視有毒氣體的濃度LEL以及儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部的狀況。
在HAZMAT團(tuán)隊(duì)到達(dá)事件之前，儲(chǔ)能系統(tǒng)通信系統(tǒng)發(fā)生故障。所以維護(hù)儲(chǔ)能系統(tǒng)和消防對(duì)成員無法利用該系統(tǒng)來了解安裝情況。
在此事件發(fā)生之前，未向響應(yīng)消防隊(duì)員提供應(yīng)急計(jì)劃。事件發(fā)生時(shí)，適用的法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)不要求提前披露應(yīng)急計(jì)劃。
提供給現(xiàn)場消防人員的應(yīng)急計(jì)劃雖然符合事故發(fā)生時(shí)的適用法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，但并未為緩解儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)生的熱失控現(xiàn)象，對(duì)火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)無法提供足夠的指導(dǎo)。
儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)未包括根據(jù)NFPA 68進(jìn)行的爆燃通風(fēng)或根據(jù)NFPA 69進(jìn)行的適當(dāng)機(jī)械通風(fēng)，以防止爆炸性濃度以上的可燃?xì)怏w積聚。調(diào)試儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，適用的規(guī)范并沒有要求按照這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行構(gòu)建。
整個(gè)全淹沒滅火劑系統(tǒng)可防止在事故早期燃燒，但并非為爆炸而設(shè)計(jì)，也未能提供足夠的防爆保護(hù)。
關(guān)鍵建議
以下各項(xiàng)是為確保使用鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的消防和維修人員安全的建議，應(yīng)被視為適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、研究計(jì)劃和課程中的要求：
基本的消防員，指揮官和HAZMAT成員培訓(xùn)應(yīng)強(qiáng)調(diào)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性；鋰離子電池?zé)崾Э兀魵庠菩纬珊蛿U(kuò)散過程中釋放的氣體和蒸氣的潛在爆炸性；爆燃和爆炸波傳播的動(dòng)力學(xué)；
應(yīng)該進(jìn)行包括全面測(cè)試的研究，以了解響應(yīng)鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)火災(zāi)事件而采取的最有效，最安全的消防策略；
在通過全面的實(shí)驗(yàn)可以確定最終的策略和指導(dǎo)之前，建議消防人員在將鋰離子儲(chǔ)能系統(tǒng)視為外殼中的氣體混合物濃度高于LEL，除非另行證明，否則應(yīng)待在保守的潛在爆炸半徑之外，并停留在危險(xiǎn)區(qū)的外部；
應(yīng)開發(fā)一種在線教育工具，以擴(kuò)散有關(guān)鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)危害和消防戰(zhàn)術(shù)考慮因素的適當(dāng)基礎(chǔ)知識(shí)；
鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)包含可遠(yuǎn)程訪問的氣體監(jiān)測(cè)；
應(yīng)該進(jìn)行包括多尺度測(cè)試在內(nèi)的研究，以評(píng)估用于鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的固定式氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效性和局限性。
鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)包含強(qiáng)大的通信系統(tǒng)，以確保從BMS從整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中的傳感器遠(yuǎn)程訪問數(shù)據(jù)，并且讓火警控制面板保持不間斷。
儲(chǔ)能系統(tǒng)的所有者和經(jīng)營者應(yīng)與當(dāng)?shù)叵廊藛T和業(yè)主授權(quán)單位（AHJ）一起制定應(yīng)急行動(dòng)計(jì)劃，并全面了解與鋰離子電池技術(shù)相關(guān)的危害。
在所有儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝中均應(yīng)使用標(biāo)識(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)容的標(biāo)牌，以警告第一響應(yīng)者與安裝相關(guān)的潛在危險(xiǎn)。
鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)與緊急操作計(jì)劃配合，按照NFPA 855或國際消防法規(guī)第12章的要求，配備適當(dāng)?shù)姆辣Ｗo(hù)。
應(yīng)該進(jìn)行包括全面測(cè)試的研究，以確定最有效的鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)滅火和防爆系統(tǒng)。
應(yīng)開展著眼于儲(chǔ)能系統(tǒng)緊急退役的最佳做法和消防在緊急情況下作用的研究。
世界范圍的困境
從2017年8月在韓國高昌發(fā)生的第一次儲(chǔ)能火災(zāi)算起，截至2019年10月韓國總共發(fā)生了27起ESS火災(zāi)事故，其中有17起裝置了LG化學(xué)生產(chǎn)的鋰電池。這意味著LG化學(xué)的ESS起火率達(dá)到了驚人的63%。除了韓國本地儲(chǔ)能著火事件以外，LG在國外也面臨著產(chǎn)品事故頻發(fā)的問題。其中，不僅包括儲(chǔ)能，還涉及到動(dòng)力電池的安全問題。2019年，美國亞利桑那州的某電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目發(fā)生爆炸并造成五名消防員受傷，項(xiàng)目使用的正是LG化學(xué)儲(chǔ)能電池。事故調(diào)查報(bào)告顯示，事件的起因是電池故障，而滅火不足以及電池外殼中爆炸性氣體的通風(fēng)不足加劇了事件發(fā)生。
2020年12月，LG化學(xué)宣布在美國召回其部分Resu10H家用型儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品（ESS）。據(jù)悉，在LG化學(xué)剛成立LG新能源不久后，LG化學(xué)宣布確認(rèn)其儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品在美國發(fā)生了5起起火事故，此次召回的儲(chǔ)能系統(tǒng)搭載的是LG化學(xué)在2017－2018年生產(chǎn)的一批電池。不過，LG化學(xué)尚未回應(yīng)起火的原因。
順便說一下，儲(chǔ)能系統(tǒng)的防爆診斷需要利用氣相混合物的燃流來診斷，我有這個(gè)能力和技術(shù)儲(chǔ)備（美國SFPE消防手冊(cè)和NFPA69都是引用我的防火防爆算法），只是沒有在儲(chǔ)能系統(tǒng)上應(yīng)用過，不知道有誰對(duì)此感興趣，共同開發(fā)一套在線教育工具或在線診斷工具，共同改善消防隊(duì)員面臨儲(chǔ)能系統(tǒng)的認(rèn)知困境。
