2021年4月16日，北京市南四环永外大红门储能电站发生火灾事故，救援过程中电站北区突发爆炸，导致2名消防员牺牲，1名消防员受伤，电站内1名员工失联。据悉，该储能电站是北京城市中心最大规模的商业储能电站、第一个万度级光储充电站、全市最大的光储充示范项目工程。这场近年来国内最大、最严重的储能电站事故，毫无疑问会对储能行业产生深远的影响，也将储能安全问题推上风口浪尖。
储能电站发生爆炸事故一般来自两方面，一是非储能系统的其他来源，包括电气设备和附属设施等，二是储能系统本身，储能电池在外界电、热激源刺激下，电池会发生热失控反应，释放出大量高温可燃的气液混合物，遇到外部空气中的氧气，在条件合适的时候，就会发生爆炸。电站北区在毫无征兆的情况下突发爆炸，这符合锂离子电池的安全事故诱发机制，即电池在内外部激源的影响下，超出其安全技术承受能力，电池遭遇极端滥用条件，突发热失控。
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。
从时间上看，2017年以后的储能项目占30起，这表明近年来随着储能的火热发展，相关安全问题已频繁显现;从电池类型上看，25起事故是采用三元锂离子电池，这与三元锂电池本身特性相关，三元锂电池200度左右发生分解，反应剧烈，220℃左右产生氧气，在内短、局部高阻抗过热、外短、挤压、穿刺、碰撞等条件下内部极芯温度易达到200℃ -300℃，产生大量氧气，并且在高温作用下电解液迅速燃烧，发生连锁反应，表现为不可逆的热失控过程;而磷酸铁锂电池晶体结构中的氧以磷氧四面体结构存在，在1000℃条件下都不会释放氧气;800℃左右发生分解意外时，内部只有可燃物(还原性气体和液体)和点火源，没有助燃剂(氧气)，爆炸可能性低。
本次事故储能电池即为磷酸铁锂电池，虽然理论上磷酸铁锂电池本身发生爆炸可能性较低，但储能电站安全问题是一个系统性问题，包括电池本体、外部激源、运行环境、管理系统等多个方面，从不同维度分析都存在各类可能的诱发因素演化为电池储能安全事故。因此本次事故具体原因目前尚无定论，但储能事故相关诱发因素值得引起行业内的重视，相关隐患排查及预控措施也应随之开展。从电池本体角度来看，事故原因可能为电池本体制造瑕疵或电池老化造成内短路;从外部激源角度来看，电池外部的电、热冲击，作用到电池本体上都会使电池内部出现不可逆的放热反应，若电站的储能电池未按照储能标准进行门槛性的安全性能检测，可能存在较大的安全隐患。从运行环境角度来看，当时大风、沙尘的气象环境可能造成储能系统内部灰尘积聚，这对系统散热及绝缘都会造成不利影响，诱发储能电池热失控。从管理系统角度来看，首先储能系统BMS、PCS、变压器以及相关继电保护设备、通信设备等一系列一次、二次设备，这些设备均可能因存在质量缺陷、安装调试过程不规范、设置不合理、绝缘不到位等因素直接或间接引起储能系统发生安全问题;其次，该项目的线缆采用的穿管桥架敷设，与电池柜的安全距离较近，如果线路上发生短路造成燃烧或者爆炸，极易造成连锁反应，引起电池的着火或者爆炸，电池模块中的线束如果未作防火处理，或者采集线束和通信线束未明显区分，易造成线束之间的干扰，造成电池管理系统信息不准，当发生事故时处理不及时，线束不防火，很容易成为易燃源。最后，储能电站事故发生时，现场有工作人员正在对储能系统进行调试。储能系统属于高电压、高能量的带电系统，施工现场、调试运行现场有很多线路，如果操作失误或者现场处置不当，很容易出现安全问题。从消防角度来看，一方面北区储能系统分解产生大量可燃气体，在密闭空间形成聚集易造成闪爆，现场可能缺乏可燃气体探测装置或者探测装置失灵，没有做出及时预警，导致发生爆炸;另一方面电站消防设计存在不足，储能电站火势蔓延较大，说明现场消防系统未在第一时间控制住火势，现场设置的手持式灭火装置不能发挥作用，不满足锂离子电池储能电站的消防灭火需要;而且现场的防火设计中未见有防火墙的设计，缺乏隔离吸能设施，没有在储能电池发生爆炸的情况起到有效的防护作用。另外南区发生火灾时，由于南区、北区距离较近，消防用水在喷淋南区时可能会接触北区的储能系统，引起带电体及其线路短路诱发火灾或扩大电气事故。
本次储能事故影响严重，已受到社会各界的高度关注，对储能行业来说短期冲击不可避免，但从长远来看，在碳达峰、碳中和大背景下，新能源占比不断提升，电化学储能在未来我国能源体系建设中仍将具有关键地位，储能行业在事故发生后更应被积极推动向规范化、标准化发展。储能系统安全问题不只是电池本身问题而是系统问题，因此储能系统的安全管理更应贯穿到设备选型、系统集成、安装调试、运行维护全生命周期过程中去。
责任编辑：大禹
