电力储能系统安全技术与应用
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2.1.4 日本

日本部署电力储能系统以电化学储能为主,早期主要推广钠硫电池储能,后期则以锂离子电池储能系统为主。

2011年9月21日上午,日本茨城县三菱材料筑波制作所内的一座1MW/6MWh钠硫电池电站发生火灾,10月5日大火被彻底扑灭。日本钠硫电池制造商在事故发生当天成立了事故调查委员会,并同时宣布停运其在世界各地部署的全部钠硫电池储能电站。事故调查表明,由于钠硫电池的构造及工作原理,钠硫电池存在以下两大安全风险:1)钠硫电池使用金属钠和单质硫,化学活性强;2)由于钠硫电池的工作温度需达300~350℃,当电池单元着火时,火势容易向周围的其他电池单元蔓延。在发生事故的钠硫电池系统中存在1个“不合格”的钠硫电池单元,该电池单元的破损导致高温熔融物(液态的钠和硫)从内部流出,致使相邻的区块之间发生了短路。在发生火灾的同时,再加上熔融物流出,火势便蔓延到了整个储能电站。事故后,日本钠硫电池制造商推出钠硫电池安全防护强化措施,为每一节电池设置了防火板,电池元件之间增加了熔断器,在电池模块之间放置绝缘板,还在电池模块之间的上下方放置了防火板。

事实上,早在2007年,日本消防法修订了“与危险品限制相关的规定”,改为允许将不同种类的危险品装入同一容器内运输或储藏,(可燃性固体的)硫被定义为第二类危险品,(自燃性物质及禁水性物质的)钠被定义为第三类危险品。根据这一修订,只要容器及设置场所达到一定标准,即可安装部署钠硫电池。不过,此次事故说明钠硫电池的安全技术及火灾对策并不成熟。

为此,日本钠硫电池制造商在加强安全防护工艺的同时,还提出了钠硫电池储能电站安全强化对策,如“建立用来在早期发现火灾的监控体制”“设置灭火防火设备并建立灭火体制”,以及“制定火灾发生时的逃生线路并建立引导疏散体制”等。

在锂离子电池方面,未查到近年来有关日本电力储能系统电站方面的火灾报道,仅有其他领域的锂离子电池事故报道,比如2006年日本国内发生的首起索尼笔记本电池起火事件,以及2013年全日航空公司的波音787锂电池起火事件等。