電池爆炸燒出安全議題,美國儲能廠爆炸調查結果出爐

作者 | 發布日期 2020 年 08 月 28 日 19:46 | 分類 能源科技 , 電力儲存 , 電池 Telegram share ! follow us in feedly


2019 年 4 月美國發生首起電池爆炸意外,2MW 鋰電池儲能系統廠冒煙後起火爆炸,造成 4 名消防人員受傷,目前公用事業電力公司 Arizona Public Service(APS)跟電池供應 LG Chem 已分別公布兩份結果不同的調查報告。

事發地點在美國亞利桑那州瑟普賴斯市,為 APS 2017 年啟用的 McMicken 電池儲能電廠。這起意外不僅讓 APS 與一直維持安全紀錄的儲能供應商 Fluence 傷透腦筋,隨後也延後亞利桑那州 2025 年裝設 850MW 的儲能系統電池計畫。

APS 7 月公開公布最新調查,認為是一連串的失誤串起的火災意外,爆炸問題直指鋰離子電池。原先其中的鋰離子電池就已故障短路過熱,而電池貨櫃裡的滅火系統又沒辦法阻止過熱的電池波及「鄰居」,導致這些由數個電池和電池管理系統所組成的電池組全數過熱,最後發展成停不下來的級聯熱失控(cascading thermal runaway)。

報告指出,電池儲能系統裡面雖然裝有滅火系統,但僅設計用在撲滅燃燒的垃圾桶等小火,氣溶膠滅火器沒辦法阻止處在熱失控狀態的電池,因此電池組溫度不斷升高,貨櫃內也充斥易燃氣體,因此消防人員打開門時,就發生氣爆。

調查報告指出,這起意外主要是因為電芯內部故障,電池之間也沒有維持「安全距離」,同時電池儲能系統貨櫃的空調系統也不佳,工作人員培訓不足,未來若要避免類似案件,首先要改善氣體累積的問題,需要再加裝感測器來監控室內的氣體濃度,最後排除氣體,並加強人員訓練。

這次電池之所以出現短路狀況,主要也是因為惡名昭彰的「鋰晶枝」,但出乎意料的是,這種狀況也會出現在使用約兩年的電池上。據報告,該報告稱,McMicken 電池廠由 Fluence Energy 組裝,電池來則是 LG Chem 提供的二次電池。

不過對於新報告,LG Chem 有話想說,LG Chem 與電池分析公司 Exponent 8 月初報告指出,認為火災並非因電池而起,Exponent 指出,經過測試與嚴謹實驗後,有證據可排除電池芯故障引起火災,且外部電弧也會釀成火災;LG Chem 也補充,儲能系統的保護措施除了保護電池,還有配備滅火設備和先進的安全系統。

不管是調查結果還是報告撰寫過程,兩方其實都不大一樣,Exponent 是額外進行檢測與實驗,APS 則是委託管理服務公司 DNV GL 撰寫報告,DNV GL 主要是總結調查此次事故的分析報告,再結合自身經驗寫出分析結果,並沒有到現場。當時也因為沒有找出確切的起火點,調查人員是收集零碎線索試圖還原現場,DNV GL 也指出,從另一座電廠 Festival Ranch 隨機抽檢電池後發現,也有發現鋰金屬沉積異常和晶枝生長。

對此,LG Chem 表示應該要考慮更多因素,電池故障可能是由於短路或外部因素(電弧)引起。

但 APS 和 LG Chem 一致認為,爆炸起因是氣爆,在消防人員打開門的那一瞬間點燃電池貨櫃裡面累積的易燃氣體。對此國際消防員協會健康安全營運服務主任 Rick Swan 也表達消防單位對儲能系統的憂心,認為負責人應該不斷進行監控系統狀況,也要訂定詳細的緊急應變方案。

(首圖來源:shutterstock)

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