2.1.2 美国
据美国能源信息署(EIA)预计,美国未来两年所有能源的装机容量将增加78GW,其中大部分将是大型太阳能发电设施和储能项目,预计将增长62%,总装机容量为49GW。根据美国能源信息署最新发布的《电力月度更新》调查报告预计,美国在两年内部署的电池储能系统的装机容量将达到10GW。
通过公开资料检索,2011—2012年,美国先后发生的3起电化学储能电站的火灾事故,事故地点均为夏威夷Kahuku风电场储能电站,发生火灾时间分别为2011年4月、2012年5月、2012年8月。Kahuku风电场风电装机容量为30MW,并配备15MW的铅酸电池储能系统,前两起火灾均是储能系统中ECI电容器发生故障导致起火事件,而第三起则是从储能系统的电池箱内部起火并迅速扩散蔓延导致火灾。事故调查报告显示,这三起事故的主要原因是储能系统安全设计不足以及防护设施缺失,当储能系统周边的电器部件引发起火时,储能系统无法采取有效措施规避安全风险致使发生连锁反应。
2019年4月19日的亚利桑那州McMicken变电站中电力储能系统设备发生起火事件,并在消防人员开展现场检查时发生爆炸,造成消防员受伤。该变电站安装有2套2MW/2MWh三元电力储能系统,2017年建成投运,主要用于提升光伏发电的并网友好性。
2020年7月18日,电站所属企业发布该储能事故分析报告,将事故原因总结为五个方面:一是电池内部故障引发热失控;二是灭火系统无法阻止电池的级联式热失控;三是电芯单元之间缺乏足够的隔热层保护;四是易燃气体在没有通风装置的情况下积聚,当预制舱门被打开时引起爆炸;五是应急响应计划没有灭火、通风和进入事故区域的程序。
在2011—2012年的夏威夷Kahuku风电场储能电站火灾等事件之后,美国开始重视电池储运、使用过程中的安全性问题。美国的消防协会、国家运输安全委员会、联邦航空署以及UL实验室等机构纷纷加大对锂离子电池安全问题的研究,以及加紧制定锂离子电池安全的相关标准。
到目前为止,美国在储能系统的安装规范和安全标准方面,已经制定了包括相关的美国电气规范(NEC)、国际防火法规(IFC)、国际建筑规范(IBC)、国际住宅规范(IRC)、储能系统安装规范(NFPA 855)、储能系统和设备的安全标准(UL 9540),以及评价储能系统热失控扩散危险性和消防措施有效性的大规模火烧测试标准(UL 9540A)等。