中國儲能網(wǎng)訊：近日，美國紐約Chaumont村萊姆小鎮(zhèn)附近的光伏發(fā)電配備的儲能電站起火，這已經(jīng)是2023年上半年，紐約發(fā)生的第三起儲能起火事件。2023年5月，紐約長島的東漢普頓儲能中心5MW/40MWh儲能系統(tǒng)起火，隨后在6月底，紐約奧蘭治縣沃里克鎮(zhèn)的四套儲能系統(tǒng)中的兩個發(fā)生火災(zāi)。陸續(xù)發(fā)生的儲能電站起火事件，令當?shù)卣a(chǎn)生高度警惕、對儲能項目投資愈發(fā)謹慎，這不僅為紐約、也為我國的儲能行業(yè)敲響警鐘。
標準發(fā)布，為行業(yè)撥開云霧
中國科學技術(shù)大學教授孫金華曾公開表示，“當前儲能電站行業(yè)安全技術(shù)標準滯后于儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”
有業(yè)內(nèi)人士曾對北極星儲能網(wǎng)解釋，國外看待儲能安全問題的思考方式與國內(nèi)存在很大差異，國外更多的是依賴于保險。即對投資者來說，一旦發(fā)生問題、其財產(chǎn)依然有保障。但中國國內(nèi)情況則完全不同，各行各業(yè)都高度警惕各類安全風險、更不允許事故發(fā)生。
嚴格來說，我國的儲能標準制定是師從于美國。美國是全球范圍內(nèi)最早提出儲能消防相關(guān)標準的國家。2019年8月，由美國國家消防協(xié)會（NFPA）制定的于儲能系統(tǒng)火災(zāi)危險和安全建設(shè)的標準——《固定式儲能系統(tǒng)安裝標準NFPA 855》被批準為美國國家標準，并且其中還引入了被稱為國際最嚴苛的系統(tǒng)級安全認證——《儲能系統(tǒng)及設(shè)備安全標準UL9540》和《評價電池儲能系統(tǒng)中熱失控火焰?zhèn)鞑サ陌踩囼灧椒║L 9540A》，從項目設(shè)計到驗收都圍繞火災(zāi)的防范和救援進行。
我國在電化學儲能電站安全配置國家標準不健全，尤其是在細節(jié)地方還不夠明確，直到2023年7月1日起正式實施的《電化學儲能電站安全規(guī)程》，才撥開云霧見青天。自2014年起，我國就陸續(xù)出臺了電化學儲能相關(guān)標準，對于儲能安全的規(guī)定，通常都是隱藏在對儲能電站其他裝置的要求中的，像《電化學儲能電站安全規(guī)程》這樣明確的要求是首次。
目前消防廠商通常以“幾級”防護來描寫自家產(chǎn)品，多數(shù)為三級防護，有的甚至到了四級防護，但是到底多少級防護才能實現(xiàn)真正的安全？
儲能電站與其他行業(yè)的滅火大不相同，其他行業(yè)滅火系統(tǒng)以煙感、溫度為主。而通過以往事故案例來看，儲能電池本體依然是儲能電站的主要風險源。儲能安全不是疊疊樂，不代表級數(shù)越多越安全，儲能行業(yè)需要更關(guān)注極早期探測，更早期觀測到熱失控，以避免火災(zāi)發(fā)生。
在《電化學儲能電站安全規(guī)程》中不僅指出了“盡早探測、精準滅火”的大方向，同時還強調(diào)，電池艙應(yīng)設(shè)置自動滅火系統(tǒng)，鋰電池艙自動滅火系統(tǒng)的最小保護單元宜為電池模塊，每個電池模塊可單獨配置滅火介質(zhì)噴頭或探火管。這也助推了pack級消防市場發(fā)展和技術(shù)進步。
Pack級消防迎來新機遇
Pack級消防，簡單來說就是每一個電池pack都有專門的消防來保證安全，主要目的是防止電池發(fā)生過熱、短路或其他故障導(dǎo)致的火災(zāi)，在電氣火災(zāi)的初始階段就能有效的監(jiān)測與抑制撲滅。這正符合新國標所指出的“盡早探測、精準滅火”。
自新國標發(fā)布以來，就有多家消防企業(yè)積極布局，青鳥消防在調(diào)研中表示，儲能消防市場有寬帶和窄帶，窄帶約30億元左右規(guī)模，寬帶則可能有百億元規(guī)模，這取決于儲能電站的具體配置。
煙臺創(chuàng)為新能源科技股份有限公司，針對電化學儲能安全問題，區(qū)別于傳統(tǒng)的消防率先提出儲能電站智慧消防概念。倡導(dǎo)“基于氣相分析的熱失控征兆集預(yù)警技術(shù)”“多傳感器冗合應(yīng)用技術(shù)”“消防防火分區(qū)四級防護”和“消防系統(tǒng)和儲能電氣聯(lián)動策略”技術(shù)，可根據(jù)電池熱失控、電解液泄漏、電氣火災(zāi)初期、電池熱蔓延等不同嚴重程度進行分級控制，實現(xiàn)多級預(yù)警，方便運維操作。
國安達股份有限公司，曾在投資者互動中回復(fù)，公司的儲能消防產(chǎn)品能夠做到PACK電芯級，以電池簇為防護單元，采用集中式氣體探測采樣分析，通過預(yù)設(shè)在每個PACK箱內(nèi)的探測器，實時探測鋰電池內(nèi)部化學成分的變化，由芯片對各種參數(shù)的變動情況進行分析計算，當該簇電池箱內(nèi)部單體電池出現(xiàn)熱失控征兆時，即刻自動啟動該簇的分區(qū)控制閥，抑制介質(zhì)通過連接在每箱電池的噴頭噴灑到電池箱內(nèi)，對電池箱內(nèi)的電芯進行有效的火災(zāi)較早期抑制防控、快速惰化抑制，有效的降低鋰電池熱失控擴展及儲能柜爆炸的風險。
百年企業(yè)美國開利消防旗下?lián)碛斜姸嘞榔髽I(yè)，比如海灣安全技術(shù)有限公司就是其中之一。開利消防擁有儲能電站一站式消防整體解決方案。氣體滅火控制器可根據(jù)客戶需要自由組網(wǎng)，通訊穩(wěn)定，管理便捷；多種探測產(chǎn)品組合可實現(xiàn)PACK級、 簇級和艙級多層立體探測，精準探測，可檢測CO以及H2的排出；電池包和電池艙配置滅火噴頭，可實現(xiàn)靶向滅火或雙重滅火；氣體滅火系統(tǒng)依托開利 UL 產(chǎn)品技術(shù)，可實現(xiàn)精準計算與控制，多次點噴，防復(fù)燃系統(tǒng)抗干擾性高，穩(wěn)定性高，誤報率低，故障率低，維護率低；可根據(jù)客戶需要自由聯(lián)動編程，既可與風機、斷路器等聯(lián)動，也可與 EMS、BMS 通訊，靈活高效。
青鳥消防股份有限公司聚焦于消防安全與物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，是儲能消防安全解決方案供應(yīng)商。青鳥消防的集裝箱PACK級方案，微型探測器植入式靈活布置，對復(fù)雜情況適應(yīng)性最強，電池模塊級精準定位探測、精準降溫滅火，早預(yù)警，早處置，盡可能防患未然，減小損失和影響。
安徽中科久安新能源有限公司為中國科學技術(shù)大學與安徽中科中渙智能裝備股份有限公司投資設(shè)立的高新技術(shù)企業(yè)，依托中科大火災(zāi)科學國家重點實驗室相關(guān)學科前沿技術(shù)，針對行業(yè)痛點，公司自主研發(fā)的“電化學儲能系統(tǒng)熱失控監(jiān)測預(yù)警及防護系統(tǒng)”，通過多參數(shù)耦合探測技術(shù)（溫度、煙霧、特征氣體、火焰等）與鋰離子電池熱失控預(yù)測模型的有機結(jié)合，實現(xiàn)對電池火災(zāi)的精準判斷和多級預(yù)警。運用其獨特的點動噴射技術(shù)可實現(xiàn)對熱失控模組的快速撲救和長效抑制，該系統(tǒng)的站級消防控制主機，可實現(xiàn)對電化學儲能電站級火災(zāi)的多級防護。
湖北及安盾消防科技有限公司，有針對儲能電池pack級防護系統(tǒng)，根據(jù)電池模組尺寸和電芯容量，將及安盾脈沖氣溶較安裝于pack箱內(nèi)部，采用線型感溫探測器快速探測火情，5S 內(nèi)快速撲滅電池火。及安盾研究發(fā)現(xiàn)電池火從內(nèi)往外滅火是最有效的滅火方法，可以令熱失控損失減至最低。
安徽成威消防科技有限公司，專注儲能PACK級消防安全解決方案。該方案按照新國標GB/T42288-2022規(guī)范要求，消防設(shè)計響應(yīng)最小防護單元。電池模組內(nèi)安裝復(fù)合探測器，一旦可燃氣體、煙霧、電解液或溫度達到閾值，復(fù)合探測器立即將信號傳輸至數(shù)據(jù)集中器，并打開對應(yīng)的管道選擇閥。主機接收集中器的信號后，啟動抑制裝置及相關(guān)聯(lián)動，將全氟己酮滅火藥劑通過預(yù)設(shè)管網(wǎng)和開啟的閥門，噴射至熱失控的PACK包，且根據(jù)編程邏輯預(yù)設(shè)，連續(xù)多次噴射，持續(xù)降溫，有效抗復(fù)燃。當艙內(nèi)CO及氫氣濃度上升，艙內(nèi)感煙感溫和可燃氣體探測器向主機上傳告警信號，通過消防主機啟動艙內(nèi)全淹沒氣體消防裝置，通艙抑制。艙內(nèi)消防設(shè)計預(yù)留標準消防栓接口，鋪設(shè)水噴淋管道，進行全淹沒或浸沒供水，多維度防護。
浙江杭消消防設(shè)備有限公司首創(chuàng)“鋰離子電池熱失控模型”電池箱熱失控監(jiān)測及自動滅火技術(shù)。擁有的儲能PACK消防解決方案，可精準到pack級的探測和噴灑抑制；大瓶組，藥劑安全、持久抑制不復(fù)燃；采用復(fù)合探測器,多級報警復(fù)合判斷而實現(xiàn)早期預(yù)警、準確報警;適合風冷、液冷的集裝箱級儲能電站消防安全解決方案；可與BMS結(jié)合智能判斷和聯(lián)動；兼有艙級和電氣間探測報警。
中科運安（深圳）科技實業(yè)有限公司專注工業(yè)設(shè)備消防安全、預(yù)防火災(zāi)，旗下?lián)碛袃δ芗b箱(40尺+液冷)解決方案(PACK級探測+滅火)，全氟己酮霧化噴頭實現(xiàn)霧化顆?！?00um，電化學極早期探測器可探測煙霧、溫度、甲烷、一氧化碳四合一探測，并聯(lián)動輸出控制。電化學自動消防系統(tǒng)可智能邏輯判斷聯(lián)動滅火，可編程靈活調(diào)控多次點噴點放，分區(qū)控制。
四川千頁科技的儲能柜液冷主動防護方案，每個儲能柜作為一個防護區(qū)，設(shè)置兩級防護--包級防護與柜級防護；其中包級防護采用二合一復(fù)合探測器，放置于每個電池Pack內(nèi)探測可燃氣體濃度及溫度，每個Pack上設(shè)置一刺破閥和包級噴頭，二合一復(fù)合探測器與柜式儲能非儲壓滅火裝置進行電氣連接，并轉(zhuǎn)發(fā)對應(yīng)刺破閥的控制指令。另外，柜級防護采用被動式防護，通過非儲壓式全氟己酮滅火裝置與感溫磁發(fā)電組件組合使用，對儲能柜進行全淹沒防護，并反饋啟動信號給到柜式儲能非儲壓滅火裝置。
Pack級消防市場仍需冷靜
新國標的實施推動儲能消防標準進入PACK級滅火階段，這為儲能行業(yè)發(fā)展奠定了安全基礎(chǔ)。但是，pack級該如何去消防以及部分裝置的細節(jié)還沒有規(guī)定，這也導(dǎo)致各個廠商的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，行業(yè)上關(guān)于真假pack的討論也從未停止。
新國標在征求意見稿階段，為“最小保護單元應(yīng)為電池模塊，每個電池模塊宜單獨配置探測器和滅火介質(zhì)噴頭”的建議性表述，而在正式稿中變成了“鋰離子電池室/艙自動滅火系統(tǒng)的最小保護單元宜為電池模塊，每個電池模塊可單獨配置滅火介質(zhì)噴頭或探火管”。正式稿的緩和處理，旨在避免因“強制性”帶來的粗制濫造、過度宣傳等問題。
Pack級消防的技術(shù)完善，仍然需要市場考驗。此外，進一步降低儲能系統(tǒng)起火風險也同時還有較大空間。在儲能系統(tǒng)火災(zāi)中，降溫防止復(fù)燃也是控制或在非常關(guān)鍵的一點?？梢钥闯?，不少pack級消防產(chǎn)品的最后一步，仍然在艙級使用水噴淋進行滅火降溫，但是在儲能火災(zāi)中，靠這一方法達到持續(xù)控火降溫的作用還不理想。
儲能消防無法做到完美，而是整個行業(yè)都要為之努力去完善，為保障人民生命財產(chǎn)安全發(fā)揮更加重要的作用，從而助推儲能行業(yè)向前發(fā)展。
未來的儲能安全，更多的還是要靠數(shù)字化技術(shù)，更精準的監(jiān)測、更精準的定位、更精準的預(yù)警，再加上運維人員甚至消防人員的高效且有效處置，最終才能實現(xiàn)高枕無憂，保證儲能電站項目安全、保證儲能投資方的資產(chǎn)安全。
