儲能行業崛起：氣體安全的挑戰與應對

一、常見的儲能類型有哪些？

　　物理儲能：包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等。抽水蓄能利用水的勢能存儲電能；壓縮空氣儲能是將空氣壓縮存儲，在需要時釋放驅動發電機發電；飛輪儲能則是將電能轉化為旋轉動能進行存儲。

化學儲能：主要有鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池等?；瘜W儲能是利用化學反應來實現電能和化學能的相互轉化，從而達到儲能的目的。

　　電磁儲能：包含超級電容器儲能、超導儲能。超級電容器通過電極和電解質間的界面雙電層來存儲能量；超導儲能可將電能直接無損耗地以電磁能形式存儲。

　　二、儲能行業爆發，安全需求激增

2024至2025年間，儲能行業正經歷著前所未有的巨變。從新型儲能首次超越抽水蓄能，成為中國電力儲能的主力軍，到中國企業如寧德時代、比亞迪等在全球市場的激烈爭奪，再到特斯拉上海工廠的投產所帶來的鯰魚效應，儲能行業正以前所未有的速度發展。

　　在儲能行業蓬勃發展的當下，儲能系統作為能源存儲與調節的核心環節，其安全性至關重要。而氣體安全，正是這一安全體系中不可或缺的關鍵部分，猶如堅固防線，守護著儲能系統的穩定運行。

　儲能系統面臨的氣體風險：

　　1.可燃性氣體泄漏風險

　　氫氣（H₂）：鋰電池在熱失控過程中會釋放氫氣，氫氣具有高能性和易燃性，極易引發火災或爆炸。

　　烷烴類氣體（如甲烷、乙烷等）：在電池熱失控時，電解液分解可能產生烷烴類可燃氣體，這些氣體積聚后可能引發火災。

　　一氧化碳（CO）：電池熱失控時會釋放大量一氧化碳，其不僅有毒，還具有可燃性。

　　2.有毒氣體釋放風險

　　一氧化碳（CO）：在電池熱失控或燃燒過程中，一氧化碳濃度會顯著增加，對人體健康構成嚴重威脅。

　　氟化氫（HF）：某些鋰電池在熱失控時可能釋放氟化氫，這種氣體具有強腐蝕性和毒性。

　　六氟化硫（SF₆）：在儲能系統中，SF₆氣體用于電氣設備絕緣，但其在電弧作用下可能分解生成有毒的低氟化物。

　　3.火災與爆炸風險

　　氣體積聚與爆炸：可燃氣體（如氫氣、烷烴類氣體）在密閉空間內積聚，一旦遇到點火源，可能引發爆炸。

　　熱失控蔓延：電池熱失控產生的高溫和氣體釋放可能導致周圍電池也發生熱失控，進一步加劇火災風險。

　　4.其他氣體風險

　　二氧化碳（CO₂）：在電池燃燒過程中，CO₂濃度可能顯著增加，導致局部缺氧。

　　揮發性有機化合物（VOCs）：某些電池材料在高溫或熱失控時可能釋放VOCs，這些氣體不僅有害，還可能加劇火災風險。

　　以下是國內儲能行業的風險事故案例：

　　案例一：

　　2021年4月16日11時50分許，北京豐臺區南四環永外大紅門西馬廠甲14號院內儲能電站南樓西電池間南側電池柜起火冒煙。南樓起火直接原因系西電池間內的磷酸鐵鋰電池發生內短路故障，引發電池熱失控起火。北樓爆炸直接原因為南樓電池間內的單體磷酸鐵鋰電池發生內短路故障，引發電池及電池模組熱失控擴散起火，事故產生的易燃易爆組分（氫氣、甲烷、一氧化碳、碳酸甲乙酯等）通過電纜溝進入北樓儲能室并擴散，與空氣混合形成爆炸性氣體，遇電氣火花發生爆炸。

該事故導致造成1名值班電工遇難、2名消防員犧牲、1名消防員受傷。

　　案例二：

　　2024年5月26日14時許，海南某市一70MW農光互補型光伏儲能電站磷酸鐵鋰電池預制艙發生火災，火災造成1組電池預制艙燒毀。事故原因是6號電池預制艙內2號電池簇底部配電箱因外部高壓沖擊短路起火。

　　三、氣體監測與預警的重要性

　　為了有效應對氣體風險，儲能系統需要配備完善的氣體監測設備，實時監測氫氣、一氧化碳、烷烴類氣體等的濃度變化，并通過智能預警系統及時發現潛在風險。同時，相關國家標準（如《電化學儲能電站安全規程》GB/T 42288-2022）也明確要求在儲能系統中設置可燃氣體探測器等設備。

　　通過氣體監測和早期預警，可以有效預防火災和爆炸事故的發生，保障儲能系統的安全運行。

　　四、儲能行業氣體安全監測方案

　　1、監測范圍

　　電池艙室：儲能電池在充放電過程中易產生危險氣體，是監測的核心區域，需對電池模組附近、電池艙室的頂部、底部及角落等位置進行監測。

　　電氣設備間：如變壓器、開關柜等設備，在故障情況下可能產生過熱、放電現象，進而引發絕緣材料分解產生氣體，需對該區域進行監測。

　　電纜溝（隧道）：電纜在運行過程中因過載、短路等原因可能釋放可燃或有毒氣體，且電纜溝（隧道）空間相對封閉，氣體易積聚，應重點監測。

　　其他輔助區域：如儲能電站的通風機房、控制室等，雖不是氣體產生的主要區域，但可能受到泄漏氣體的影響，也需適當監測。

　　2、監測方法

①固定式監測

　　在上述監測范圍內的關鍵位置，如電池艙室的出入口、電纜溝的交叉點、電氣設備間的中心等，安裝高精度、高可靠性的湖南希思智能固定式氣體探測器。該探測器具備快速響應、抗干擾能力強等性能，能夠實時、連續地監測氣體濃度。

將湖南希思智能固定式探測器連接到中央監控系統，通過有線或無線通信方式實現數據的實時傳輸，方便工作人員在控制室遠程監控氣體濃度變化情況。

　　②便攜式監測

　　為巡檢人員配備湖南希思智能便攜式氣體檢測儀，便于其在日常巡檢過程中對特定區域或懷疑存在氣體泄漏的位置進行臨時檢測。

　　便攜式檢測儀操作簡便、攜帶方便，具備快速檢測多種氣體的功能，并且能夠實時顯示檢測結果。

　　五、利用氣體檢測儀智能AI監測報警系統

　　AI監測與自動報警：借助智能AI實時監測，數據超安全范圍即自動觸發聲光報警，提醒人員安全撤離。

　　智能聯動與安全保障：設備內置兩組無源觸點繼電器，達預設報警條件時，智能啟停聯動設備，保障生產安全。