恐怖!北京4·16储能站爆炸源自热失控,威力等于26kg TNT炸药

2021-11-24 09:51:06 明镜pro

在今年4月发生了北京市丰台区储能站爆炸事件的事故调查报告在7个月后正式公布。11月22日,北京应急管理局发布的报告显示,此次储能站爆炸的原因在于:1、储能站南楼起火,而起火的直接原因系西电池间内的磷酸铁锂电池发生内短路故障,引发电池热失控起火。2、储能站北楼爆炸直接原因为南楼电池间内的单体磷酸铁锂电池发生内短路故障,引发电池及电池模组热失控扩散起火,事故产生的易燃易爆组分通过电缆沟进入北楼储能室并扩散,与空气混合形成爆炸性气体,遇电气火花发生炸。

很多人对储能站爆炸没有概念,实际上电池爆炸具有时间短、威力大的特性。事故调查报告显示,经北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室对爆炸过程进行仿真模拟:当北楼内易燃易爆组分(氢气、甲烷、一氧化碳、碳酸甲乙酯等)达到 200 立方米,并遇北楼储能室内点火源起爆,仿真模拟得到的爆炸破坏场景与事故现场相符,爆炸当量为 26 千克 TNT。

简单做个对比,一个手榴弹的装药是50克左右,在10米范围内没有生存,一公斤就是相当于200个手榴弹同时爆炸(来自知乎解答)。据悉,该电站为光储充一体化项目,包括25MWh磷酸铁锂电池储能设备。而这起事件造成了严重的后果。

据当时报道,此次储能站爆炸,造成1名值班电工遇难、2名消防员牺牲、1名消防员受伤。而经北京市丰台区价格认证中心进行价格认定,丰台区消防救援机构统计确认,此次火灾直接财产损失为1660.81万元。根据事故追责处理建议,负责项目投资建设以及光伏、储能、充电设施等设备采购及安装的业主单位——福威斯油气公司法定代表人、后勤主管、运营与维护岗员工,对事故发生负有直接责任,涉嫌重大责任事故罪,已经被丰台区人民检察院批准逮捕。

“4·16”事件的影响不仅仅是一次事故,而改变了整个储能行业的发展。在随后6月发布的《新型储能项目管理规范(暂行)(征求意见稿)》中对储能站的发展作出了新的要求。该意见稿特别提出,“在电池一致性管理技术取得关键突破、动力电池性能监测与评价体系健全前,原则上不得新建大型动力电池梯次利用储能项目。已建成投运的动力电池梯次利用储能项目应定期评估电池性能,加强监测、强化监管。”

《征求意见稿》对储能项目持有者和储能电池制造是巨大利好,但对梯次利用电池是大利空,外界一度认为梯次利用电池将退出储能系统。这对于新能源汽车发展来说,也是巨大的利空信息。新能源汽车动力电池退役后,一般仍有70%-80%的剩余容量,从理论上来说,对新能源汽车退役动力电池进行必要的检验检测、分类、拆分、电池修复或重组,可降级用于储能、备电等场景,实现余能最大化利用。

梯次利用的电池多为磷酸铁锂电池,磷酸铁锂电池循环寿命在3500次以上,部分可达5000次,同时容量随循环次数增加衰减趋势较于缓慢。此外磷酸铁锂电池不含钴、锂、镍等金属,资源化价值较低。因此,磷酸铁锂电池一般继续作为储能电池继续利用,三元电池由于可以提炼出镍、钴、锂等金属,更适合进行资源回收。

另一方面,储能的场景对电池剩余容量的要求不高,储能系统可使用剩余容量区间在20%-80%范围内的梯次利用电池,较大利用范围可提升梯次利用经济性。而按照电池的使用年限,一般的动力电池都是设计的4-6年的使用寿命,据此从2021年开始,磷酸铁锂电池已经处于退役电池的高峰期,且是这一段时期的主力。中汽研数据显示,2020年我国退役动力电池达25GWh,预计2025年进一步提升至116GWh。

而在新能源汽车发展上,电池梯次利用也是重要且关键的一环。一些新兴造车企业将之作为其商业模式的闭环的关键。比如蔚来,其在汽车业务之外,还成立了电池板块的蔚来能源有限公司,该公司则有充换电建设、储能、梯次利用等业务。蔚来将电池资本化,充分利用电池银行的概念,降低自身的资产负担,同时可以打造出独立于汽车之外的另一个新兴业务。实际上,特斯拉也同样如此。

“目前退役的电池多为5年前生产的,其技术水平较差,也没有任何基于回收的电池设计和追踪设备。”在彭博新能源财经储能行业分析师李岱昕看来,现阶段退役电池规模小且分散,不具备梯次利用条件。

实际上,从2019年开始,一些电池企业也注意到梯次利用电动汽车的电池可能带来一些隐患,于是转而开发专用的储能电池。2019年以宁德时代、亿纬锂能为首的一批电池企业都开始关注储能领域,投资布局规划新产能热度高涨。今年7月,宁德时代正式发布了旗下第一款钠离子电池,该电池将会被应用在储能领域。

数据显示,新电池储能成本根据铅炭电池与锂电池等区分,储能成本在1.3元/瓦时至2元/瓦时之间,而梯次利用储能成本已下探至0.6元/瓦时至1元/瓦时之间,优势明显。

而就新能源汽车和储能发展来看,这个环节至关重要,不少车企和动力电池企业都将储能作为电池回收梯次利用的关键一步。

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