近日，位于美国加州蒙特利县的埃尔克霍恩变电站发生火灾，火灾由特斯拉的储能系统Megapack起火所致。据了解，目前火灾已经得到控制，但起火的具体原因尚不明确。

在不到一年两个月的时间里，特斯拉的储能系统Megapack已经诱发了两起火灾。2021年7月30日，澳大利亚维多利亚州的维多利亚储能电站中，Megapack系统着火，当时该系统还在测试中。

Megapack 是特斯拉于2019年7月发布的大容量锂离子电池储能系统。根据公司网站介绍，系统每个单元可以储存超过3 MWh的能量。Megapack储能系统中最早使用的电池是三元锂电池，2021年5月，特斯拉将Megapack中的一部分电池改为磷酸铁锂电池，以降低生产成本，提高安全性，并缓解三元锂电池中镍的供应紧张的状况。

根据特斯拉公司最新介绍，在经过改进后，目前Megapack系统每个单元的储能容量为3.9MWh，额定功率为1.9MW。

据autoevoltuion网站介绍，加州埃尔克霍恩储能电站由美国太平洋天然气和电力公司(PG&E)管理。太平洋天然气和电力公司今年4月启用了特斯拉Megapack储能系统，在埃尔克霍恩电站中，Megapack储能系统的总容量为182.5兆瓦。

特斯拉公司在官方网站上介绍，Megapack储能系统能够为电网可靠而安全地储存能量，每个电池模块都单独配有逆变器，以提高效率和增加安全性。通过云软件平台的更新，Megapack的性能会随着时间的推移得到不断优化。Megapack系统经过广泛的防火测试，包括集成系统的安全测试，采用了专门的监控软件，能够进行一周七天、每天24小时监控支持。

防不胜防的电池热失控

从全球范围的电化学储能项目来看，特斯拉Megapack储能系统的火灾事故，不是个案。

在前不久于杭州举办的第十二届中国国际储能大会中，据欧盟科学院院士、中国科技大学教授孙金华介绍，截至目前，全球总共发生了60多起电化学储能火灾事故，大部分储能电池使用的是三元锂电池，事故发生时段主要在设备调试阶段和充放电后的休止中。

在此次大会中，福建星云电子股份有限公司总裁助理刘震等多位业内人士向澎湃新闻记者表示，电化学储能的安全是一个系统性问题。导致电化学储能电站起火的原因很多，包括电池、电气设备本身的质量问题，也包括系统保护措施设计的不完备，PCS（双向储能变流器）和BMS（电池管理系统）以及EMS（能量管理系统）等系统之间的控制及保护功能协调性差等，施工过程中出现的质量问题、运行和维护管理不当等均也是储能电站起火的原因。

不过，尽管储能电站起火的原因众多，但电池本身的热失控，以及电池模块和系统的热失控扩散，是行业目前关注的焦点。

特斯拉去年7月澳大利亚的火灾事故调查报告显示，Megapack储能系统的冷却系统内泄漏导致电池短路，并引发电子元件起火，而局部过热造成了电池热失控，热失控蔓延，进而导致火灾。

通常而言，电化学电池以不可控制的方式通过自加热升高其温度的事故被称为热失控。孙金华在大会发言中说，“以锂离子电池为例，电池的金属氧化物正极具有氧化性，而电池的电解液、隔膜等是可燃材料，具有还原性。氧化性和还原性物质组成在一起，在一定情况下就会发生氧化还原反应。”

孙金华介绍说，“电池热失控的初始力量主要来自于电池充放电循环的热量积累，如果热量不能及时导出，就会使系统的温度升高，诱发初始反应即电池负极表面的SEI膜分解，继而会诱发主控反应，即隔膜产生大量焦耳热后导致的系列反应，包括电解液的分解、电解液与正极的反应等。”

在此次储能大会中，很多消防业内人士承认，电化学储能电站的火灾一旦蔓延，灭火实际非常困难。据中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司副总工程师斯林军介绍，现有的灭火剂包括水、全氟己酮、七氟丙烷、二氧化碳、气溶胶等，都无法从根本上中断电池内部连锁分解反应。其中，气体灭火剂主要熄灭明火，减低失控电池表面温度，提供更多的反应时间；水基型灭火剂冷却降温效果最好。从灭火实践来看，对于储能电站的火灾，最后的手段就是大水漫灌。

对于储能电站的消防安全维护，斯林军则从消防设计、防排烟设计、电池室布置、PCS室布置、暖通设计等方面给出了建议。

首先，储能电站应该配备火灾报警系统、气体灭火系统和二次喷淋冷却系统。其中，报警系统应该设置完善的可燃气体探测器，通过烟感、温感、消防报警信号与BMS温度信号联合判断电池热失控。而电池区域应该按规范设置气体灭火系统，并与火灾报警系统连锁，一个独立的电池区域作为一个防护区。因电池室着火后，人员难以靠近，建议每个电池区域上方设置雨淋喷头，手动接入外部电源。

其次，储能电站的通风系统应该能限制可燃气体在最低爆炸极限的25%以下。电池室必须设置灾后机械通风系统，采用防爆风机，可燃气体探测系统应与通风系统联动，预防热失控过程中特别是明火灭后产生的气体积聚导致的爆炸。

再次，在进行电池室的布置时，电池柜基座应该预埋槽钢，找平、焊接、可靠接地。电池柜正面应预留足够的维护通道，建议在1200MM以上。电池柜背靠背布置或靠墙布置时，应预留200MM以上的散热空间。为防止事故扩大化，建议电池室电缆应上出线和桥架方式。 

原标题：火灾、爆炸警示录：电化学储能安全如何守护？