2012年8月1日晚，煙霧、警報聲和閃爍的燈光打破了夜晚的寧靜，位於夏威夷瓦胡島北岸偏遠的卡胡庫風力發電場發生火災。凌晨3:30，一場大火在金屬倉庫中爆發，該倉庫內堆放著12,000個鉛酸電池，電池架高達6英尺多。
這個由Xtreme Power安裝的10兆瓦電池系統用於緩衝由First Wind運營的12個渦輪機、30兆瓦風力發電場的電力，從而平滑風力發電產生的峰值和低谷。
20分鐘內，檀香山消防局趕到了現場。這是自2011年該發電場開始運營以來，消防員第三次對這座9,000平方英尺的建築物做出反應，但之前的火災要麼自行熄滅，要麼在造成大面積損壞前被撲滅。
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“現場主管告知我們，由於存在危險，不建議進入建築物，”檀香山消防局消防預防局營長特里·西利格說。
來自滾燙的熱浪、有毒煙霧、倒塌的結構以及電池爆炸的潛在風險使消防員待在倉庫外。在確定沒有人在裡面後，響應小組專注於防止大火蔓延到現場的其他建築物。
“那時的消防攻擊是一種防禦性的，”西利格說。“那時唯一的風險是進入的響應人員。”
該小組用水冷卻建築物的某些部分，但避免用水滅火，因為擔心觸電以及產生有毒化學徑流的風險。相反，他們等待二氧化碳滅火系統到達現場，但事實證明該系統無法撲滅大火。
當12,000個電池燃燒時會發生什麼？
頑固的火災燃燒了13個多小時，並在36小時後繼續悶燒，噴出灰色煙霧，並迫使風力渦輪機關閉。儘管沒有人員傷亡的報告，但運營商登出了整個電池系統。
這場火災對儲能開發商和急救人員來說是處理新技術的一個深刻教訓。隨著行業成熟、價格下降以及法規迫使能源供應商投資儲能，尤其是在全國各地湧現了電網級電池系統。
“我們正在加大對儲能的投入，”能源部長歐內斯特·莫尼茲本週在眾議院預算聽證會上說。
在電網上儲存能量是使間歇性可再生能源對公用事業公司更具吸引力的重要組成部分 (ClimateWire, 2月13日)。 行業官員還希望EPA將儲能作為遵守奧巴馬政府清潔電力計劃以及州可再生能源組合標準的一種方式 (ClimateWire, 1月30日)。
根據市場研究公司IHS的資料，儲能的容量有望從2013年的340兆瓦擴大到2022年的40吉瓦以上，增加一百倍。這意味著飛輪、電池、壓縮空氣洞穴和抽水蓄能將在更多司法管轄區首次出現。
聯邦官員現在希望確保救護車隊和消防員不會以慘痛的教訓發現，巨大的儲能裝置會帶來獨特的挑戰，並正在努力制定規則以預先阻止災難。
“這並不是說儲能系統本身不安全，”能源部電力輸送和能源可靠性辦公室的儲能專案經理伊姆雷·吉克說。“但關鍵是，儲能系統的部署越來越多。”
1,200個儲能專案即將到來
上個月，吉克在一次關於能源部儲能安全戰略計劃的網路研討會上發言時表示，全球已經有1200多個儲能專案正在執行或正在開發中，令人擔憂的是儲能技術的上線速度快於法規的制定速度。
“許多大公司確實非常瞭解這個問題，但是如果沒有法規、標準和通用準則，我們真的只能受制於人們的善意，”他說。“絕大多數規範都不是為儲能而制定的。”
以任何形式移動和儲存能量都具有內在風險：燃料庫可能會著火。輸電線路可能會掉落並引起電擊。天然氣管道可能會爆炸。液體燃料可能會洩漏。但是救援人員在應對這些挑戰方面擁有數十年的經驗，並且該行業已經制定了防止問題的程式。
另一方面，電網級儲能是一個新的前沿領域，制定安全標準不僅對於保護人類生命和環境至關重要，而且對於保護昂貴的能源投資也至關重要。
卡胡庫風力發電場在2010年獲得了能源部1.17億美元的貸款擔保。Xtreme Power於2014年宣佈破產，德國儲能開發商Younicos收購了其資產。
“我們仍在調查火災發生的原因，”Younicos新聞發言人菲利普·希爾塞門澤爾說。該公司懷疑火災可能不是從電池本身開始的，而是可能由異物或接地電弧故障引起的。
希爾塞門澤爾表示，Younicos對電池化學成分持不可知態度，但目前在新專案中堅持使用鋰離子電池。該公司的許多安全措施來自於如何設計裝置，使用軟體來調節電池效能，使電池保持舒適的狀態，並隔離電池組，因此一個電池的故障不會蔓延到另一個電池。
“我們非常有信心我們的裝置非常安全，”希爾塞門澤爾說，但他承認在狹小的空間裡塞入兆瓦時總是會帶來危險。“我認為任何人如果說‘我的電池在任何情況下都不會燃燒’都是有點虛偽。”
生產商表示新技術可能更安全
但是，與傳統的發電機和電力基礎設施相比，儲能可以具有安全優勢。
“在很多方面，儲能實際上比我們做事的其他方式更安全，”AES Energy Storage副總裁普拉文·卡特帕爾說，該公司在網路上擁有200兆瓦的儲能組合，在全球範圍內還有100兆瓦以上的開發專案。“儲能的一個優勢是，你擁有一個受控環境，並且擁有的東西是模組化的。”
他解釋說，開發商圍繞相同的電池構建儲能系統。與汽車或飛機中的電池不同，電網級電池沒有嚴格的重量和尺寸限制，也不必承受高速碰撞，因此開發商有足夠的空間來提供冷卻、隔離和滅火系統。
當涉及鋰離子電池時，該技術具有可靠的安全記錄和廣泛的公眾接受度。“幾乎每個人的口袋裡都有一個鋰電池，”卡特帕爾說。
國家消防協會公共消防部門經理肯尼斯·威萊特表示，運輸部門為如何培訓急救人員進行儲能提供了先例。
隨著電動汽車的興起以及飛機上能量密度更高的電池，緊急救援人員已經處理了持續的電池火災和熱失控情況 (ClimateWire, 2014年12月18日)。
威萊特引用了混合動力雪佛蘭Volt的經驗。製造商教會了急救人員如何處理電池問題，並在汽車中內建了保護消防員的功能，例如用橙色標記高壓電纜，併為電池配備了緊急放電系統。
“這些小事在現場看起來真的很重要，”威萊特說。“當發生雪佛蘭Volt電池火災時，這對伏特及其行業（安全感知）沒有產生重大影響。”
在辦公樓和家庭中的應用
大型電池也開始在辦公樓等商業應用中紮根，並且可能很快也會進入家庭。在某些社群，擁有屋頂太陽能電池板的家庭更有動力儲存自己的電力，而不是將其輸送到電網，從而將其儲存起來在日落時使用。
汽車製造商特斯拉汽車公司表示有興趣將其電池系統打入住宅市場 (ClimateWire, 2月12日)。
更大的市場意味著更多的電池生產商，隨著新公司為了滿足需求而湧現，帶來了更大的製造缺陷風險。更廣泛的部署也意味著不充分的安全預防措施的可能性更大，這增加了制定儲能管理法規的緊迫性。
一個重要的教訓是，要在現場配備消防響應資源，例如干粉化學品和部署系統。諸如倉庫之類的密封結構也必須具有更好的方法來控制火焰並防止有害化學物質洩漏。
“這是一個非常偏遠的地區，”西利格在談到卡胡庫時說。“當你獲得足夠的消防力量和正確的滅火資源時，火勢將會蔓延相當遠。”
另一個關鍵因素是儲能運營商和響應人員之間的資訊差距。“這些設施可能有一個內部消防隊或響應小組......但在某些情況下，沒有現場人員，”威萊特說。這意味著消防員可能不得不在不知道正在使用什麼化學物質、電氣斷路器在哪裡或者使用哪種滅火劑的情況下滅火。
威萊特補充說，開發商和響應人員需要採取積極措施，以確保他們在發生事故時知道自己在處理什麼。
由於夏威夷正在考慮減少激勵措施，因此該州對可再生能源和儲能的熱情正在變化中 (ClimateWire, 1月26日)。2014年，運營商將卡胡庫風力發電場的發電能力恢復到滿負荷執行，但沒有電力儲存元件。
今年早些時候，夏威夷公共事業委員會批准在卡胡庫安裝另一個風力渦輪機，但是此安裝會將能源直接傳送到電力線，而不是透過電池系統緩衝。
然而，在其他地區，例如加利福尼亞州，對儲能的需求仍然強勁，該州規定到2020年實現1.3吉瓦的電網儲能容量。
Younicos公司的Hiersemenzel表示：“終於，終於，終於人們開始理解儲能的價值了。它正在從一種奇特的物品轉變為一種主流事物。”
經環境與能源出版有限責任公司許可，轉載自Climatewire。www.eenews.net, 202-628-6500