中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：Andrew Draper與能源顧問 Jim McDowall 談?wù)摿巳绾螒?yīng)對(duì)儲(chǔ)能中的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)以及美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) NFPA 855。該標(biāo)準(zhǔn)管理固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)的安裝，目前正在審查中，預(yù)計(jì) 2026 年更新。目前正在努力使其得到更廣泛、更迅速的采用。
McDowall說，撲滅火災(zāi)不一定是處理儲(chǔ)能系統(tǒng) (ESS) 火災(zāi)的最佳方法。讓火以可控的方式燃燒殆盡是許多人支持的方法。而設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)以阻止火災(zāi)發(fā)生正是美國(guó)國(guó)家消防協(xié)會(huì) (NFPA) 855 標(biāo)準(zhǔn)的目的所在。
《固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)》于 2020 年首次出臺(tái)，目前正在努力將其采納為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。NFPA 指出，該標(biāo)準(zhǔn)提供了減輕與 ESS 相關(guān)的危害的最低要求。它定義了固定式 ESS 的設(shè)計(jì)、建造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)和退役。
McDowall 是一名電池儲(chǔ)能顧問，擁有數(shù)十年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)（包括在 Saft 工作 45 年），也是 NFPA 三個(gè)工作組的成員：滅火、爆炸和有毒排放。
他告訴BEST雜志，如果一個(gè)州在 2020 年之前采用了 NFPA 或國(guó)際規(guī)范委員會(huì) (ICC) 制定的示范消防規(guī)范（一些州仍在遵循 2012 年的消防規(guī)范），那么州一級(jí)就不會(huì)對(duì)儲(chǔ)能做出任何規(guī)定，除非該規(guī)范以任何方式進(jìn)行了更新。這些規(guī)范會(huì)定期更新，以反映技術(shù)、設(shè)計(jì)等方面的進(jìn)步。
他說，美國(guó)在法規(guī)方面比大多數(shù)其他國(guó)家都領(lǐng)先。他補(bǔ)充說，ICC 的國(guó)際消防法規(guī)與 NFPA 855 有某種程度上的協(xié)調(diào)內(nèi)容，盡管并不完全相同。它包含保護(hù)生命和財(cái)產(chǎn)免受火災(zāi)和爆炸危害的規(guī)定。其中包括一般預(yù)防措施、應(yīng)急計(jì)劃和準(zhǔn)備、消防通道和供水、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、特殊危險(xiǎn)以及危險(xiǎn)材料的儲(chǔ)存和使用。
“因此，您有這些不同的要求，有時(shí)會(huì)出現(xiàn) “陷阱”，即國(guó)際消防規(guī)范中有些內(nèi)容與 855 不一致。因此，事實(shí)上，在 2027 年國(guó)際消防規(guī)范中，他們將做與 NFPA1 相同的事情，只是有指向 855 的那些高水平要求” McDowall 。
直接進(jìn)入州立法機(jī)構(gòu)
McDowall 擔(dān)任美國(guó)清潔能源協(xié)會(huì)顧問，該協(xié)會(huì)正在進(jìn)一步推進(jìn)這一工作?！八麄冋诮鉀Q采用示范規(guī)范的延遲問題，這反過來又延遲了 NFPA 855 的采用。他們直接向州立法機(jī)構(gòu)提出“你們應(yīng)該采用最新版本的 NFPA 855，并且只說儲(chǔ)能設(shè)施應(yīng)遵守該標(biāo)準(zhǔn)”。有時(shí)在更簡(jiǎn)化的許可方面會(huì)有一些交換條件，”他說。他補(bǔ)充說，這將避免司法管轄區(qū)更新消防法規(guī)所需的數(shù)年時(shí)間。
加州儲(chǔ)能系統(tǒng)容量接近10GW
今年 2 月，加州能源委員會(huì)和加州公共事業(yè)委員會(huì)舉辦了一個(gè)研討會(huì)，研究大型鋰離子儲(chǔ)能系統(tǒng)在開發(fā)、許可、建設(shè)或運(yùn)營(yíng)中的安全問題。
盡管紐約和加州發(fā)生了火災(zāi)，但能源委員會(huì)主席David Hochschild 表示，該州的儲(chǔ)能系統(tǒng)一直運(yùn)行良好且可靠。他告訴標(biāo)普全球，該州即將達(dá)到 10GW 的儲(chǔ)能容量。
加州能源委員會(huì)能源評(píng)估部門副主任 David Erne 表示，加州的電池儲(chǔ)能容量是其他任何州的兩倍。標(biāo)普全球在 11 月 14 日的簡(jiǎn)報(bào)中稱，加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的電池存儲(chǔ)容量為 7GW，占美國(guó)總?cè)萘康?47%。
公眾對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性的擔(dān)憂
隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)持續(xù)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，人們擔(dān)心火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)迅速蔓延。公眾看到越來越多的鋰離子電池火災(zāi)報(bào)告（包括涉及儲(chǔ)能系統(tǒng)的火災(zāi)），并對(duì)此感到擔(dān)憂。
美國(guó)加利福尼亞州帕洛阿爾托的電力研究所 (EPRI) 維護(hù)著一個(gè)有關(guān) BESS 故障的數(shù)據(jù)庫，即 BESS 故障事件數(shù)據(jù)庫。在去年 11 月發(fā)表的一篇論文（新聞中的鋰離子電池起火事件）中，該機(jī)構(gòu)表示，由于安全改進(jìn)，電網(wǎng)級(jí) BESS 的故障率有所下降，而這在一定程度上得益于監(jiān)管的加強(qiáng)。
“在過去四年中，盡管全球電池部署量增長(zhǎng)了 20 倍，但平均每年發(fā)生 10 起此類故障事件，”報(bào)告稱。電網(wǎng)規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)受 NFPA 855 和 UL 9540 等一系列規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的約束。報(bào)告指出，這些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的間隙和分離距離、滅火和通風(fēng)或爆炸控制，以及其他旨在降低風(fēng)險(xiǎn)的要求。從故障中吸取的教訓(xùn)已被納入較新的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)部署中。
McDowall 表示，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，隨著電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的安裝越來越普遍，事故也會(huì)越來越多，盡管這種事故很少發(fā)生?！暗踩鹿实陌l(fā)生率與部署的千兆瓦時(shí)電量的百分比正在下降。如果以火災(zāi)數(shù)量與部署的千兆瓦時(shí)電量的比率來衡量，事故率正在大幅下降?！?
密歇根州采用 NFPA 855
去年 11 月，密歇根州通過了關(guān)于可再生能源的第 233 號(hào)法案，該法案明確規(guī)定新的儲(chǔ)能設(shè)施必須符合 NFPA 855。該法案于 11 月生效，規(guī)定儲(chǔ)能系統(tǒng)必須：
距離有人居住的建筑物和住宅 300 英尺
距離公共道路和共用財(cái)產(chǎn) 50 英尺
低于 55 分貝（使用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究所設(shè)計(jì)的 A 加權(quán)標(biāo)度）
使用適合黑暗天空的照明
自證書頒發(fā)之日起五年內(nèi)不得建造，否則失效。
McDowall 表示，美國(guó)清潔能源協(xié)會(huì)正在處理采用示范規(guī)范的延遲問題，這又延遲了 NFPA 855 的采用?！八麄冎苯酉蛑萘⒎C(jī)構(gòu)表示‘你們應(yīng)該采用最新版本的 NFPA 855，并且規(guī)定儲(chǔ)能設(shè)施應(yīng)遵守該標(biāo)準(zhǔn)’?！?
有毒的燜菜
NFPA 的一個(gè)工作組研究有毒氣體。McDowall 指出了其中的矛盾?！叭绻憧纯?DNV GL 等公司所做的測(cè)試，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)你進(jìn)行高度儀器化的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)氟化氫、氰化氫、氯化氫等有毒氣體的混合排放，所有這些都是由鋰離子電池燃燒產(chǎn)生的。
“但每當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，國(guó)家環(huán)境保護(hù)組織……都會(huì)趕到，并在設(shè)施周圍進(jìn)行空氣采樣，而且他們從未發(fā)現(xiàn)過危險(xiǎn)水平的污染物，”他說。
其中許多被火的熱量消耗掉，而且它們也迅速散開。他說，集裝箱之間有足夠的隔熱層和間隔可防止火勢(shì)蔓延，因此，除非火勢(shì)靠近建筑物等，否則最好采取“任其燃燒”的方法。
任其燃燒
McDowall 指出，這種方法在某些事件中是可行的?！霸趤喞Ｄ侵軸urprise的事件中，滅火措施奏效了，撲滅了火勢(shì)，但并沒有阻止電芯間的傳播。因此，所有這些可燃?xì)怏w都在不斷排出，它們積聚在可燃上限之上。所以它們無法燃燒。濃度太高了，”他說。
這種情況持續(xù)了好幾個(gè)小時(shí)，直到消防員經(jīng)過深思熟慮后打開門，讓氧氣進(jìn)入。據(jù)信火花引起了爆炸，兩名消防員被炸到 75 英尺外的柵欄上，傷勢(shì)相當(dāng)嚴(yán)重。幾名消防員和一名警察被送往醫(yī)院。
2019 年 4 月，亞利桑那州公共服務(wù)公司運(yùn)營(yíng)的McMicken發(fā)電廠發(fā)生火災(zāi)及隨后的爆炸。
McDowall 說，2023 版 NFPA 855 允許通過緊急通風(fēng)或爆燃通風(fēng)來預(yù)防爆炸?！斑@意味著你允許爆炸發(fā)生，并確保爆炸從集裝箱頂部傳出，而不是從側(cè)面?zhèn)鞒?，可能站在附近的消防員會(huì)受到傷害?！?
“爆燃排氣 deflagration venting的問題在于，如果電芯排氣量足夠大而沒有火焰，同樣的事情也可能發(fā)生，這些可燃?xì)怏w可能會(huì)超過可燃上限。這樣就不會(huì)發(fā)生爆炸?！?
防爆
他說，這意味著根本沒有任何防爆措施。2026 年標(biāo)準(zhǔn)更新的初稿可能會(huì)有所改動(dòng)，其中刪除了爆燃通風(fēng)設(shè)施，取而代之的是防爆措施和風(fēng)扇安全供電。
“ 如果你使用除灑水器以外的任何滅火方式，比如清潔劑或噴霧劑，你只需將其從集裝箱中排出，就完全沒有用了” 他說?！?事實(shí)上，里面有一些文字說，通風(fēng)必須優(yōu)先于除灑水器以外的任何滅火方式。” 而灑水器只有在你可以將水直接噴向熱失控的電芯時(shí)才有效，而這通常是不可能的。
滅火的另一個(gè)缺點(diǎn)是能量滯留。火被撲滅但未完全燃燒，可能會(huì)重新燃起?！?所以，如果你讓火燃燒殆盡，好吧，最后留下的是這些令人討厭的垃圾，但沒有任何有毒物質(zhì)流出，沒有任何滯留能量，也沒有任何復(fù)燃的可能性，” McDowall 說。
“坦白說，我認(rèn)為 NFPA 855 應(yīng)該在全世界范圍內(nèi)采用。你知道，它的要求不受地域限制，而且它代表了目前最好的安全實(shí)踐。” McDowall 表示，這反過來可能會(huì)導(dǎo)致對(duì) UL 9540A 測(cè)試方法進(jìn)行修訂，該方法顯示了如何進(jìn)行測(cè)試以確保符合 NFPA 855。
NFPA 855 更新
NFPA 正在就其對(duì) NFPA 855 的擬議修改進(jìn)行公眾咨詢。該咨詢將于 5 月 30 日結(jié)束。其他擬議的變更包括確保一個(gè)儲(chǔ)能單元的完全燃燒不會(huì)導(dǎo)致相鄰單元發(fā)生火災(zāi)或熱失控。
W?rtsil? ES&O 產(chǎn)品經(jīng)理 Chris Groves 證實(shí)，該公司在電池儲(chǔ)能系統(tǒng)方面遵循行業(yè)指導(dǎo)的“任其燃燒”方法?！耙话銇碚f，只有在附近暴露存在直接風(fēng)險(xiǎn)時(shí)才應(yīng)使用抑制措施。如果要使用水，則應(yīng)制定消防水緩解計(jì)劃，” 他說。
