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CNESA原創(chuàng) | 儲能消防技術(shù)路線探討

時間：2023-03-01 來源：瀏覽：

CNESA原創(chuàng) | 儲能消防技術(shù)路線探討

原創(chuàng) 唐亮中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟

中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟

微信號 CNESA_ORG

功能介紹儲能聯(lián)盟是中國社會組織5A級社團，致力于通過影響政策的制定和應(yīng)用的推廣促進儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力打造多元化的協(xié)同創(chuàng)新服務(wù)平臺，已形成產(chǎn)業(yè)研究、政策推動、活動交流、聯(lián)盟標準、金融服務(wù)五大服務(wù)平臺。目前會員數(shù)量近300家，覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈各參與方。

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#儲能消防 12 個

#聯(lián)盟活動 86 個

文 | 中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟唐亮

隨著儲能技術(shù)不斷取得突破，商業(yè)模式不斷創(chuàng)新，政策標準不斷出臺，為儲能產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展提供了強勁支撐，行業(yè)持續(xù)保持高速發(fā)展態(tài)勢。

根據(jù)中國能源研究會儲能專委會/中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）全球儲能數(shù)據(jù)庫的不完全統(tǒng)計，2022年，國內(nèi)新增投運新型儲能項目裝機規(guī)模達6.9GW/15.3GWh，功率規(guī)模首次突破6GW，能量規(guī)模首次突破15GWh，與2021年同期相比，增長率均超過180%。單個項目規(guī)模與以往相比大幅提升，百兆瓦級項目成為常態(tài)，20多個百兆瓦級項目實現(xiàn)并網(wǎng)運行，規(guī)劃在建中的百兆瓦級項目數(shù)更是達到400余個，其中包括7個吉瓦級項目。

高速發(fā)展同時，儲能產(chǎn)業(yè)仍面臨諸多安全隱憂。2022年，美國、韓國、中國等發(fā)生超過十起儲能電站事故，澳大利亞、德國等還發(fā)生數(shù)起戶用儲能事故，引起社會廣泛關(guān)注。《“十四五”國家安全生產(chǎn)規(guī)劃》中強調(diào)要嚴密防控電化學儲能站等新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)安全風險?！秶夷茉淳志C合司關(guān)于加強電化學儲能電站安全管理的通知》中將項目法人列為安全運行責任主體，從規(guī)劃設(shè)計、設(shè)備選型、施工驗收、并網(wǎng)驗收、運行維護、應(yīng)急消防處置能力提出安全管理要求。

在儲能系統(tǒng)中，鋰離子電池一旦發(fā)生熱失控，其產(chǎn)生的可燃煙氣極易被點燃，從而造成起火、爆炸事故。大規(guī)模鋰離子電池儲能系統(tǒng)的撲救存在 高電壓大電流、火災易復燃、火場毒性大、爆炸風險高 等特點，消防撲救較為困難，容易導致應(yīng)急處置人員傷亡。

由于鋰離子電池自身物理化學性質(zhì)所帶來的危險性， 鋰離子電池本質(zhì)安全提升、儲能場所安全風險評估、火災防控技術(shù)、滅火系統(tǒng)研發(fā)等均成為研究熱點 。特別是如何提前預警探測鋰離子電池事故，并有效撲滅火災，防止火災擴散蔓延，減少火災損失和人員傷亡，顯得尤為重要。

針對鋰離子電池熱失控預警問題，大量研究從電池溫度以及實時檢測電池產(chǎn)生的特征氣體等方面提出了不同的方案。研究表明鋰離子電池熱失控產(chǎn)生的氣體，主要為CO2、CO、H2、C2H4、CH4、C2H6等。有研究從H2提出了提前預警方案，也有將H2、CO、CO2作為一級預警，將HCl、HF作為二級預警的多級預警方式。 通常項目中會配備氣體、煙感、溫感探測器實現(xiàn)熱失控和火災預警，此外還配備攝像頭來輔助判斷安全狀況。 然而，相關(guān)方案的有效性還沒有可靠的數(shù)據(jù)支撐；為了保證預警的可靠性，防止預警裝置誤判(如氣體傳感器零點漂移和溫度漂移導致探測精度下降)，選取哪些裝置作為消防必備手段仍沒有統(tǒng)一標準。有必要發(fā)展多信息融合的探測、預警技術(shù)，克服單一信號探測的不足，提升預警探測的及時性、準確率。

針對鋰離子電池火災滅火方法，有大量研究針對干粉、水噴淋、七氟丙烷、全氟己酮等常用滅火劑的滅火效能開展驗證。

干粉滅火劑及氣體滅火劑 降溫效果較差，并不能阻止電池的熱失控；

水噴淋滅火 可明顯降低電池溫度，但一旦停止噴淋，電池極易再次發(fā)生熱失控；

七氟丙烷 能夠撲滅明火，但并不能做到快速降低體系溫度從而阻止鋰電池的熱失控，因而易發(fā)生復燃及爆炸；

全氟己酮 可以快速撲滅明火，具有一定的冷卻效能，但若不能保持一定滅火劑濃度和足夠的浸漬時間，無法抑制磷酸鐵鋰電池的熱失控；

液氮消防系統(tǒng) 可以在極端條件下快速響應(yīng)滅火，有效降低電池溫度以阻止熱失控，但目前未見工程樣機，未能廣泛應(yīng)用。

為確?；馂哪艿玫娇刂?， 一般項目為配置消防水作為最后的應(yīng)急處置手段 。

同時，現(xiàn)有研究對象多為鋰離子電池單體電芯、模組，缺乏針對系統(tǒng)、項目級的實驗研究，需要結(jié)合儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置，開展針對系統(tǒng)級別的熱失控、火災特性研究及滅火系統(tǒng)有效性研究，分析鋰離子電池在儲能系統(tǒng)中的熱失控早期征兆、火災特性，驗證預警系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)在系統(tǒng)級別熱失控火災中的效能，制定科學、合理、經(jīng)濟的消防設(shè)計參數(shù)要求，為消防安全事故的預防提供可靠保障。

為進一步推動儲能系統(tǒng)消防技術(shù)的研究與發(fā)展，2022年3月17日，由中國消防協(xié)會消防電子分會、中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟共同主辦的 2023第一屆儲能消防安全產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇將于上海召開。論壇將邀請消防研究所、電力設(shè)計院、儲能集成商、消防企業(yè)和科研院所等，針對目前困擾儲能產(chǎn)業(yè)消防措施的難點痛點開展交流探討，以期進一步推動儲能產(chǎn)業(yè)安全發(fā)展。歡迎感興趣的行業(yè)同仁掃描下方二維碼報名。