最近储能行业关注的一个事件是上周发生在北京的光储充一体化电站项目爆炸事故，事故导致两名参与救火的消防员牺牲，造成很大影响，势必会引起行业政策对储能安全问题的重视。今天我们就聊一聊储能存在哪些安全隐患，又该如何通过技术来消除。

首先回顾一下此次事故：北京消防官方微博通报，4月16日12时17分，北京市119指挥中心接报丰台区南四环永外大红门西马厂甲14号院内储能电站起火的警情，调派15个消防站47辆消防车235名指战员到场处置。14时15分许，在对电站南区进行处置过程中，电站北区在毫无征兆的情况下突发爆炸，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。

事发地点是北京集美大红门25MWh 直流光储充一体化电站项目，事故发生时电站正在进行调试。根据公开信息，该储能电站2019年投运，属于用户侧光伏-储能-充电桩一体化系统，储能电池为25MWh退役磷酸铁锂电池。电站首先发生起火，而后消防员在处置过程中发生爆炸导致人员伤亡，也就是先起火后爆炸。从现象看与美国2019年APS储能系统起火和爆炸过程非常相似， APS事故调查结果显示那次事故最主要原因是电池燃烧后产生大量爆炸性气体并发生聚集，当第一批急救人员打开舱门，氧气进入舱内时，爆炸性气体开始燃烧并爆炸。

目前尚未得知是由于电池本身导致的起火，还是因为其他原因导致的起火而后引起电池爆炸。但是从上述信息来看，有两点是应该注意的安全隐患：

1. 储能电池为退役的磷酸铁锂电池。虽然磷酸铁锂电池相对于三元锂电池来说是相对安全一些的品种，但是退役则意味着电池已在其他地方使用好几年，可能存在因物理碰撞造成电池内部变形、电极充放电循环次数太多导致电化学性能分布不均等情况，这些都将成为电池内部的薄弱环节，极易发生短路从而引起燃烧。

2. 这是一处充电桩项目，意味着输出功率非常大，即输出电流非常大。在电池内部电阻不变的情况下，随着电流增大，内部电阻产生的热量按平方级增长。加上这是退役电池，往往内部电阻已远大于新出厂的电池，所以极易产生大量热量引起燃烧。事发当时电站正在进行调试，因此不排除可能在调试高输出电流时引起了燃烧。

过去几年，储能市场逐渐升温，各路资本相继进入。在行业的初期，市场难免鱼龙混杂，既有宁德时代、比亚迪这样的独角兽，也有大量企图赚快钱的中小企业。在市场不成熟的前提下，从业主、投资商到设备商，更在意的是价格和成本，对产品的风险控制和安全并没有足够的认识。起火事故的背后还折射出现有监管能力的缺失。与电动汽车行业100多项国家标准相比，储能行业的国家标准还不到20项，且其消防安全国标至今不存在。为提高储能项目的安全水平，从技术角度来看有以下这些途径可以实现。

1. 适当增加储能电池包的表面积，增加其散热能力。与3C产品电池和动力电池相比，储能电池容量通常要大好几个数量级，因此其电池包聚集度非常高，造成单位容量的表面积非常小，不利于向外界扩散热量。如要增加单位容量的表面积，则要缩小每一个电池包的容量，这样会造成一定的成本上升。

2. 提高电池包间隙的散热能力。目前使用最广泛，也是成本最低的散热方式是空气散热，即使用风扇加快电池包间的空气流动，及时将热量带出储能区。这种散热方式的最大缺点就是散热效率低，毕竟空气的比热容还是太小。液体散热技术，暨俗称的水冷，可以大大提高散热效率，但是铺设成本高，一旦泄露也可能会造成电池损害。其他可用的散热技术，包括相变材料散热（类似于空调的原理）等，成本都太高，因此难以用于追求低成本的储能项目。

3. 对电池充放电的电池荷电状态（SOC）区间有必要适当收紧。一般而言，锂电池在20%～80%的SOC区间工作时充放电内阻较小，发热量也相应较小，并且该区间工作不容易造成电池的过充过放问题，有利于规避因此产生的风险。由于限制了SOC的运行区间为最大理论容量的60%，因此也会造成储能成本的大幅提高。

 

4. 使用不易燃烧的电池技术。固态电池因为去除了易燃烧的有机溶剂，可以获得更高的安全性。但是固态电池目前尚未实现大规模生产，且成本较高，难以用于储能项目。而另一个专为储能应用打造的电池技术是液流电池：它使用水作为溶剂，完全不用担心燃烧隐患；它的功率和容量可以分别独立调控，提供了极大的应用灵活性；可在深度充放电循环应用中依然保持长久寿命，且替换电解液非常简单方便。它相对于锂电池最大的缺点就是能量密度低，但是对于储能应用来说，空间一般都不是问题，而依靠其他的优势，液流电池势必会成为将来的主流技术。

在接下来的系列文章里，我们会开始步入液流电池技术领域，与大家一起探讨这种储能技术将如何改变未来的储能市场。

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作者简介：

谢伟博士，清华大学材料学学士和硕士，美国德克萨斯大学（奥斯汀）化学工程博士。主要从事储能电池开发工作，先后在跨国企业及初创公司任要职，主持多项美国能源部资助研发项目，获得2013年全美年度100最佳研发技术大奖。在材料学及储能领域顶级期刊发表论文17篇，担任5家国际期刊审稿工作，拥有国际发明专利申请17项。

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