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特斯拉的储能电站着火4天后终于得到控制

作者:江伟欢 来源:南方能源观察 发布时间:2021-08-07 浏览:

中国储能网讯:7月30日,位于澳大利亚维多利亚州吉朗附近的特斯拉Megapack储能电站在测试期间发生火灾。约有30辆消防车、150名消防员到达现场参与灭火。

维多利亚州消防管理局(Victoria Country Fire Authority)表示,大火于当地时间8月2日下午3点时得到控制。一开始是一个装载有13吨锂离子电池的Megapack电池组起火,随后蔓延到离其非常近的第二组电池。据《悉尼先驱晨报》报道,由于燃烧的Megapack排放出有毒气体,当地政府曾向附近地区的居民发出有毒烟雾警告。

本次事故的起火原因尚不清楚,8月3日,调查人员在火势得到控制后前往现场,开始调查火灾起因。同时,消防员仍留在现场,定时监控温度,以防电池复燃。

这个被称为“维多利亚大电池”的储能项目是澳大利亚目前规模最大的电池储能项目,也是全球最大的电池储能项目之一。项目由可再生能源巨头法国企业Neoen、特斯拉和AusNet Services合作开发,获得了澳洲政府1.6亿澳元(约合7.5亿元人民币)的投资。“维多利亚大电池”采用了150个特斯拉Megapack储能单元,储能总容量为300MW/450MWh,原计划在今年12月份正式投入运营,已经与澳大利亚能源市场运营商(AEMO)签订了十年的合同,在现有的维多利亚州至新南威尔士州互联线路上增加250兆瓦的峰值容量,以提高供电的稳定性。火灾后,AEMO的发言人表示,该储能电站已与电网安全隔离,并没有影响该地区的电力供应。

事故发生后,特斯拉CEO马斯克发推“解放了的普罗米修斯”

(普罗米修斯为希腊神话中的引火者,即火神。另,《解放了的普罗米修斯》是英国诗人雪莱的诗剧。)

“维多利亚大电池”项目被视为当地政府实现“2030年有50%电力来自可再生能源”目标的关键项目。像特斯拉、ABB和瑞典诺斯伏特这些公司提供的“巨型电池”组成储能电站,可以帮助电网运营商在各州之间转移额外的容量,并确保太阳能和风能等间歇性可再生能源产生的电力可以在需要时存储和使用。另外,在输电网络出现计划外的中断时,储能电站仍能提供电力。

这次起火的储能项目不是特斯拉与Neoen的第一次合作。2016年,南澳大利亚州因风暴导致全州停电,170万居民失去电力供应。2017年初,这个地区在酷热的夏季又遭遇数次停电。当地政府决定建立大型储能系统,试图解决用电安全。最终特斯拉竞标成功,与Neoen联手签下了当时世界上最大的储能电池项目Hornsdale Power Reserve。项目位于南澳大利亚州Hornsdale风电场附近,储能容量100 MW/129MWh。由于该储能电站搭载了特斯拉的能源人工智能软件Autobidder,能以毫秒级别的响应速度参与电网调峰调频服务,使特斯拉在高额的电力交易中获得巨大的收益,仅2年就收回投资成本,并为南澳电网每年节省超过1.5亿澳元的开销。

在二季度的财报电话会议上,特斯拉CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)谈到了公司不断增长的储能业务,称特斯拉家用Powerwall储能电池的需求超过100万个,公用事业所用的Megapack储能电池的需求“非常大”。特斯拉在2021年第二季度的能源业务收入为8.01亿美元(该部门的经营成本为7.81亿美元),包括光伏及家庭、企业和公用事业的储能系统等业务,比上一季度增长了60%以上。咨询公司伍德麦肯兹(Wood Mackenzie)的数据也显示,去年全球范围内部署的储能项目数量增长了62%,到本世纪末,该市场将增长27倍。

目前特斯拉Megapack储能单元的电池主要来自LG化学、松下、三星SDI等企业的三元锂离子电池。锂电池储能的原理是利用锂离子在正负极之间移动实现电的充放,这种电化学反应必须在合理的温度区间才能稳定运行。如果发生“热失控”,电池内部会发生剧烈的化学反应,导致着火甚至爆炸。

知识小卡片

锂离子电池安全事故主要是由电极和电解液之间的反应引起的。电解液含有机溶剂,是一种极易燃烧的物质。在过充、过热和短路等情况下,正极材料稳定性较差,易释放出氧气,恰恰有机溶剂容易和氧气发生反应放出大量热和气体,产生的热量会进一步加剧正极的分解,造成恶性循环;当温度达到电解液燃点时,电解液就会燃烧。如果此时电池处于封闭状态,生成的大量气体会使电池内部压力迅速升高导致爆炸。

根据纽卡斯尔大学(Newcastle University)教授保罗·克里斯滕森(Paul Christensen)的统计,自2018年以来,全球共发生了38起大型锂电池火灾。

2019年,美国亚利桑那州的储能项目,由于锂离子电池短路引发火灾和爆炸,将一名消防员“炸飞”到20多米远的距离,事故共有4名消防员受伤,其中两名重伤。2020年9月,丹麦可再生能源公司Orsted在利物浦的一个大型储能项目在午夜起火。2021年4月,北京南四环一锂电池储能电站发生火灾和爆炸,导致2名消防员牺牲(详情回顾:北京储能电站明火扑灭,2名消防员牺牲)。更别提韩国发生的近30起储能电站火灾事件,影响了全球的储能行业。

锂离子电池引发的火灾比普通火灾燃烧时间长得多,即使明火被扑灭,但电池内部可能仍在进行电化学反应,很容易复燃。这时利用大量水可以使锂电池快速降温,降低化学反应速率,减少产生的可燃气体,达到彻底灭火目的。

国外的储能电站大多数使用的是镍钴锰三元锂离子电池(NMC),但由于三元锂电池发生热失控的故障率高于磷酸铁锂电池(LFP),因此在中国,基于安全和循环标准,储能电厂的建设基本上使用磷酸铁锂电池。马斯克在刚过去的二季度财报电话会议上也表示特斯拉未来可能会倾向于将磷酸铁锂电池用于Megapack储能单元。这次的“维多利亚大电池”起火,估计会加快这一转变的进程。

随着脱碳进程的推进,被喻为“可再生能源最后一公里”的储能技术正在快速的发展,但储能电站的安全问题也是各方关注的焦点。国家发展改革委、国家能源局就于7月15日印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,文件强调要推动建立安全技术标准及管理体系,强化消防安全管理,严守安全底线。

储能技术千万条,安全才是第一条。

参考来源:

维多利亚州消防管理局官网,https://news.cfa.vic.gov.au/firefighters-bring-large-battery-fire-near-geelong-under-control

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关键字:储能电站

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