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摘 要 近年來，電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故頻發(fā)，安全運(yùn)行問題引發(fā)廣泛關(guān)注。為系統(tǒng)識別事故特征、厘清致災(zāi)原因，摸清消防現(xiàn)狀問題，本研究采用統(tǒng)計分析和問卷調(diào)查相結(jié)合的方法，對電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故進(jìn)行了統(tǒng)計，并對消防安全現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。一方面，基于2016—2025年全球發(fā)生的102起典型電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故，從發(fā)生國家、時間分布、電池類型、電站運(yùn)行狀態(tài)及致災(zāi)因素等維度開展統(tǒng)計分析。結(jié)果顯示，事故呈時間頻次集中、區(qū)域聚集、運(yùn)行維護(hù)階段高發(fā)等特征，其中2018年與2023年為高發(fā)年份，韓國發(fā)生事故占比最高，運(yùn)行維護(hù)階段事故發(fā)生概率達(dá)80.8%；三元鋰電池事故數(shù)量持續(xù)高于磷酸鐵鋰，后者事故呈逐年上升趨勢；電池故障與儲能系統(tǒng)缺陷為主要致災(zāi)因素，分別占21.2%與54.5%。另一方面，通過對中國內(nèi)蒙古、江西、河北、貴州和山東等地18座電化學(xué)儲能電站的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，消防系統(tǒng)普遍由工程總承包單位主導(dǎo)設(shè)計，國家標(biāo)準(zhǔn)為主要依據(jù)，但消防投入占比偏低；77.78%電站采用七氟丙烷滅火劑，部分電站與屬地消防救援大隊(duì)車程超過60分鐘；有22.22%未報備應(yīng)急預(yù)案，38.89%未設(shè)專兼職消防救援隊(duì)，暴露出應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制薄弱等問題。
關(guān)鍵詞 電化學(xué)儲能電站；火災(zāi)事故；統(tǒng)計分析；問卷調(diào)查；消防安全
近年來，在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)、可再生能源高質(zhì)量發(fā)展政策、全球市場需求旺盛等多重因素驅(qū)動下，新型儲能經(jīng)過快速發(fā)展迎來了當(dāng)前的大規(guī)模、高質(zhì)量躍升發(fā)展階段。新型儲能技術(shù)主要包括機(jī)械儲能(除抽水蓄能)和電化學(xué)儲能。電化學(xué)儲能技術(shù)中，鋰離子電池因具有高充電效率、高能量密度、較長的循環(huán)壽命、綠色環(huán)保等優(yōu)勢而迅速發(fā)展。然而，現(xiàn)有鋰離子電池普遍存在電解液熱不穩(wěn)定、電化學(xué)反應(yīng)放熱等問題，在遭受電濫用、機(jī)械濫用或因自身缺陷、老化損壞時易引發(fā)熱失控，導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故，嚴(yán)重影響其在電化學(xué)儲能電站中的大規(guī)模應(yīng)用。因此，統(tǒng)計分析這些事故顯得尤為必要。
目前，眾多學(xué)者針對儲能電站火災(zāi)事故成因開展了研究。胡東燁等[10]分析了鋰電池儲能系統(tǒng)運(yùn)行中的火災(zāi)風(fēng)險，探討了相關(guān)案例的原因和特點(diǎn)，提出了加強(qiáng)力量調(diào)集、強(qiáng)化現(xiàn)場管控、開展火情偵察以及選擇合適的撲救措施的建議。曹文炅等結(jié)合韓國鋰離子電池儲能電站安全事故，探究了電池本體、運(yùn)行環(huán)境、外部激源及管理系統(tǒng)四類要素對電池系統(tǒng)安全事故的觸發(fā)及演化規(guī)律，并研究了各因素之間的相關(guān)影響機(jī)制。Im等統(tǒng)計分析了韓國社會因素(環(huán)境、監(jiān)管、文化背景、組織和認(rèn)知)對儲能電站火災(zāi)的影響。張華東等對某火電廠儲能系統(tǒng)鋰離子電池儲能單元火災(zāi)事故進(jìn)行了調(diào)查，事故原因?yàn)殡姵丶b箱內(nèi)固定螺栓頂部對外殼持續(xù)放電產(chǎn)生高溫引發(fā)火災(zāi)。Edwards等簡要概述了鋰電池的基本化學(xué)和大型、高能量密度設(shè)備的重要安全問題，探究了主要儲能系統(tǒng)火災(zāi)和爆炸的潛在原因。郭鵬宇等結(jié)合一起儲能電站磷酸鐵鋰電池火災(zāi)事故，通過過充、短路試驗(yàn)分析了事故原因。
此外，部分學(xué)者對鋰電池儲能系統(tǒng)消防安全現(xiàn)狀開展了研究。李首頂?shù)葘︿囯x子電池電力儲能系統(tǒng)消防安全研究的最新進(jìn)展進(jìn)行了概括，從鋰離子電池火災(zāi)特性、滅火劑適用性、消防裝備匹配性和技術(shù)規(guī)范等方面分析了目前電力儲能系統(tǒng)消防安全現(xiàn)狀。安全問題是影響LIB儲能行業(yè)快速發(fā)展的重要因素。Li等總結(jié)了典型消防技術(shù)和儲能安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出了相應(yīng)的建議，為鋰電池儲能系統(tǒng)消防技術(shù)的研發(fā)與工程應(yīng)用提供了方向。Moa等描述了一種改進(jìn)的風(fēng)險評估方法，用于分析大型電池儲能系統(tǒng)中的安全設(shè)計。為解決磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э貙?dǎo)致的儲能系統(tǒng)火災(zāi)安全問題，Jia等對近年來磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)消防安全的發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)，介紹了目前電池?zé)崾Э仡A(yù)警和火災(zāi)檢測技術(shù)、常見的電池滅火劑和滅火方法，并對未來消防技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
當(dāng)前研究多聚焦于單一電化學(xué)儲能事故的成因分析，消防安全方面的探討主要局限于儲能系統(tǒng)層面，缺乏對電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故的系統(tǒng)性統(tǒng)計分析。同時，針對電化學(xué)儲能電站消防安全設(shè)施運(yùn)行現(xiàn)狀的調(diào)研較少。鑒于此，本研究通過系統(tǒng)梳理2016年8月至2025年3月期間的102起電化學(xué)儲能電站事故案例，從電池類型、事故發(fā)生的國家、事故發(fā)生時間、事故發(fā)生時電化學(xué)儲能電站狀態(tài)、事故原因5個方面進(jìn)行了統(tǒng)計分析。并調(diào)研18個電化學(xué)儲能電站現(xiàn)有消防安全設(shè)施的配置與運(yùn)行現(xiàn)狀，提出了針對性的預(yù)防措施，以期為改變城市電化學(xué)儲能電站事故頻發(fā)的局面和制定事故預(yù)防措施提供參考依據(jù)。
1 儲能電站火災(zāi)事故統(tǒng)計與分析
1.1 事故基本情況
為確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性與全面性，本研究基于中國知網(wǎng)等文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫、國際能源機(jī)構(gòu)(如美國能源部、國際能源署)、國內(nèi)外主流新聞媒體及行業(yè)通報等多渠道信息，系統(tǒng)收集整理了電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故案例。鑒于部分事故案例時間跨度較大，公開報道的信息量較為有限，部分案例無法獲取詳細(xì)事故經(jīng)過，但每起事故的發(fā)生國家、時間、事故電池類型等情況基本清晰。本次統(tǒng)計的事故案例信息相對完善，樣本具有較強(qiáng)的代表性。經(jīng)過多方信息互相驗(yàn)證，采集時間從2016年8月開始，到2025年3月，共收集整理了102起典型電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故。
1.2 按事故發(fā)生時間統(tǒng)計分析
2016—2025年全球發(fā)生的電化學(xué)儲能電站火災(zāi)按年份統(tǒng)計情況如圖1所示。整體來看，事故呈現(xiàn)階段性波動特征：2016—2018年事故數(shù)量持續(xù)上升，并在2018年達(dá)到峰值17起，究其原因?yàn)樾袠I(yè)快速擴(kuò)張情況下，存在的技術(shù)短板，例如三元鋰電池的熱失控風(fēng)險高，以及安全標(biāo)準(zhǔn)的缺失。2018—2020年事故數(shù)量下降，主要由于政策干預(yù)措施的推動，例如中國頒布的GB/T 36276《電力系統(tǒng)電化學(xué)儲能系統(tǒng)通用技術(shù)條件》，以及技術(shù)路線的替代優(yōu)化，如磷酸鐵鋰電池市場占比升高；2020—2023年事故數(shù)量再次反彈至24起，反映市場裝機(jī)規(guī)模的激增。如圖2所示，根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、中商產(chǎn)業(yè)研究院的統(tǒng)計，全球電化學(xué)儲能累計裝機(jī)容量大約從14.2 GW增長至56.6 GW；2023年后事故風(fēng)險逐步可控，這一轉(zhuǎn)變源于政策監(jiān)管的深化，安全技術(shù)的系統(tǒng)性升級，例如中國明確要求中大型儲能電站配置強(qiáng)制滅火系統(tǒng)。研究表明，火災(zāi)事故的階段性波動與儲能裝機(jī)規(guī)模增長、技術(shù)路線迭代及政策動態(tài)調(diào)控密切相關(guān)，未來需通過強(qiáng)化國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同機(jī)制、完善電池全生命周期管理體系，以實(shí)現(xiàn)安全性與規(guī)?；l(fā)展的平衡。
圖1 電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故按年份的統(tǒng)計
圖2 全球電化學(xué)儲能裝機(jī)容量
2016—2025年全球發(fā)生的電化學(xué)儲能電站火災(zāi)按月份統(tǒng)計情況如圖3所示。從各季度事故發(fā)生情況來看，第三季度發(fā)生事故數(shù)最多，共35起，占事故總數(shù)的34.3%。從各月事故發(fā)生情況來看，9月份的事故數(shù)在一整年當(dāng)中是最高的。這一現(xiàn)象可能與以下因素相關(guān)：其一，高溫環(huán)境加劇電池?zé)崾Э仫L(fēng)險，夏季環(huán)境溫度升高導(dǎo)致電池組散熱效率下降，鋰離子電池?zé)崾Э亻撝狄妆煌黄疲黄涠?，用電?fù)荷季節(jié)性波動，第三季度可再生能源出力高峰與電網(wǎng)調(diào)頻需求增加，儲能系統(tǒng)充放電頻次及強(qiáng)度提升，加速電池老化與故障累積；其三，部分區(qū)域濕度升高可能引發(fā)電氣絕緣性能下降，增加短路概率。研究結(jié)果表明，儲能電站火災(zāi)風(fēng)險受環(huán)境條件與運(yùn)行強(qiáng)度雙重驅(qū)動，需針對性優(yōu)化熱管理設(shè)計與負(fù)荷調(diào)控策略。
圖3 電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故按月份的統(tǒng)計
1.3 按事故發(fā)生國家統(tǒng)計分析
2016—2025年全球發(fā)生的電化學(xué)儲能電站火災(zāi)按國家統(tǒng)計情況如圖4所示。經(jīng)統(tǒng)計，電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故發(fā)生在韓國、美國、中國、德國、法國、英國、澳大利亞、瑞典、日本、加拿大、比利時。由圖4可知，韓國發(fā)生的事故最多，高達(dá)50起，占比49.0%。究其原因?yàn)椋焊鶕?jù)相關(guān)研究，電池本體、外部激源、運(yùn)行環(huán)境及管理系統(tǒng)是導(dǎo)致韓國儲能電站事故的原因，韓國電化學(xué)儲能電站多選用三元鋰電池，這主要因?yàn)轫n國各大電池企業(yè)以三元鋰電池為主流產(chǎn)品。與此同時，電池管理系統(tǒng)或預(yù)警系統(tǒng)存在缺陷，可能導(dǎo)致無法及時發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。在統(tǒng)計的火災(zāi)事故中，美國共發(fā)生20起。其次是中國，共發(fā)生11起。從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面分析，美國對儲能電池環(huán)境測試和熱失控測試較全面，中國標(biāo)準(zhǔn)更注重測試結(jié)果。并且，美國和中國的裝機(jī)規(guī)模排名靠前，儲能電站的規(guī)模越大，整體系統(tǒng)的火災(zāi)風(fēng)險越高。此外，大規(guī)模儲能系統(tǒng)的管理和監(jiān)測難度也更大，需要更高效和精確的電池管理系統(tǒng)來避免過充、過放等問題。
圖4 電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故按國家的統(tǒng)計
1.4 按事故發(fā)生中電池類型統(tǒng)計分析
2016—2025年全球發(fā)生的電化學(xué)儲能電站火災(zāi)按發(fā)生事故中的電池類型統(tǒng)計情況如圖5所示。從圖中不難看出，三元鋰電池更容易造成儲能電站事故，已知鋰離子電池種類的86起電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故中，由三元鋰電池引起的事故達(dá)69起，占比約80.2%，磷酸鐵鋰電池占比19.8%。為滿足高速增長的能源需求，電化學(xué)儲能電站普遍選擇高能量密度的電池作為儲能單元，在此過程中往往忽視了其潛在的安全風(fēng)險。相關(guān)研究表明，相比磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池更容易發(fā)生熱失控，熱失控觸發(fā)溫度更低，且熱失控觸發(fā)時間更早。另外，三元鋰電池不需要外部的氧氣就可以發(fā)生燃燒，且誘發(fā)三元鋰電池單體熱失控需要的熱量更少，同時，三元鋰電池?zé)崾Э貢r會釋放更多的易燃易爆性氣體，增大了三元鋰電池發(fā)生火災(zāi)爆炸的風(fēng)險。由于三元鋰電池的以上特性，其在安全性方面需要更加嚴(yán)格的監(jiān)管。因此，中國國家能源局綜合司發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求(2022年版)(征求意見稿)》中提到中大型電化學(xué)儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池。數(shù)據(jù)顯示，三元鋰電池事故發(fā)生率持續(xù)高于磷酸鐵鋰電池，表明三元鋰電池在儲能領(lǐng)域仍占據(jù)一定市場份額。2020年后，隨著磷酸鐵鋰電池裝機(jī)占比快速提升，其熱穩(wěn)定性優(yōu)勢雖有效降低單體熱失控概率，但大規(guī)模應(yīng)用后暴露出新的問題，如熱失控釋放的可燃?xì)怏w爆炸濃度范圍寬泛，易在密閉艙體內(nèi)形成燃爆風(fēng)險。結(jié)果表明，行業(yè)需在加速三元鋰電池替代進(jìn)程的同時，針對磷酸鐵鋰電池應(yīng)用場景完善安全標(biāo)準(zhǔn)體系并強(qiáng)化周期性質(zhì)量管控機(jī)制。
圖5 電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故按事故電池的統(tǒng)計
1.5 按事故發(fā)生時電站運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計分析
2016—2025年全球發(fā)生的電化學(xué)儲能電站火災(zāi)按發(fā)生事故時電站運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計情況如圖6所示。電站分為建設(shè)施工、調(diào)試驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)和退役處理階段。其中，運(yùn)行維護(hù)階段的事故占比高達(dá)80.8%，是事故發(fā)生的主要階段。根據(jù)統(tǒng)計事故可以發(fā)現(xiàn)，電池衰減、設(shè)備老化及連接故障是導(dǎo)致該階段發(fā)生電站事故的主要原因。其次就是調(diào)試驗(yàn)收階段，占8.5%，可能與系統(tǒng)集成設(shè)計缺陷和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不到位有關(guān)。其余事故分布于修理檢查階段(占比5.3%)、建設(shè)施工階段(占比3.2%)及退役處理階段(占比2.2%)。
圖6 電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故按電站運(yùn)行狀態(tài)的統(tǒng)計
1.6 按事故發(fā)生原因統(tǒng)計分析
2016—2025年全球發(fā)生的電化學(xué)儲能電站火災(zāi)按發(fā)生事故的原因統(tǒng)計情況如圖7所示。電站的安全問題是系統(tǒng)性問題，事故的發(fā)生往往是由多因素交互作用導(dǎo)致的，涉及設(shè)備本體、運(yùn)行操作、外部環(huán)境等多個維度。本研究基于對全球102起典型火災(zāi)事故的系統(tǒng)調(diào)研，按事故誘因?qū)⑵鋭澐譃槿箢悾涸O(shè)備因素、人為因素與環(huán)境因素。其中，設(shè)備因素進(jìn)一步細(xì)化為電池因素與儲能系統(tǒng)因素。統(tǒng)計結(jié)果如圖7所示，電池因素和儲能系統(tǒng)因素占比最高，分別占21.2%、54.5%，儲能系統(tǒng)具體表現(xiàn)為電池管理系統(tǒng)(battery management system，BMS)誤判，熱管理失效及電氣連接異常。電池以熱失控為核心致災(zāi)路徑，涉及三元鋰電池正極分解及磷酸鐵鋰電池產(chǎn)氣燃爆。人為因素占15.2%，主要源于施工安裝不規(guī)范、調(diào)試過程中操作不當(dāng)、運(yùn)維人員培訓(xùn)不足及應(yīng)急響應(yīng)不到位等問題。環(huán)境因素占9.1%，盡管占比相對較小，但其作用不容忽視，主要包括高溫高濕、粉塵污染、雷擊、洪水、動物侵?jǐn)_等自然或外部不可控因素的影響，部分事故發(fā)生于極端天氣或環(huán)境條件變化后系統(tǒng)防護(hù)不足的情況下。
圖7 電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故按事故原因的統(tǒng)計
圖8是2016—2025年全球發(fā)生的電化學(xué)儲能電站火災(zāi)按事故發(fā)生時不同電站狀態(tài)對應(yīng)事故原因的雷達(dá)圖。從圖中不難看出，在運(yùn)行維護(hù)階段，儲能系統(tǒng)、電池因素和環(huán)境因素發(fā)生故障、失誤等最易導(dǎo)致火災(zāi)事故。主要原因是在運(yùn)行維護(hù)階段，電池容易過充過熱、電池管理系統(tǒng)容易誤判、環(huán)境溫度過高等因素容易造成電站事故的發(fā)生。
圖8 不同電站狀態(tài)對應(yīng)事故原因的統(tǒng)計
綜上所述，電池故障與儲能系統(tǒng)缺陷仍是當(dāng)前儲能電站火災(zāi)事故的主要誘因，而人為因素與環(huán)境因素則往往作為事故的激發(fā)條件或加劇因素參與其中。現(xiàn)有儲能電站在系統(tǒng)集成設(shè)計的完整性、設(shè)備兼容性與故障聯(lián)動響應(yīng)能力方面仍存在短板，同時電站運(yùn)行全生命周期安全管理方面缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)險識別機(jī)制。因此，應(yīng)強(qiáng)化安全設(shè)計源頭控制，推進(jìn)儲能系統(tǒng)故障監(jiān)測與主動預(yù)警技術(shù)的研發(fā)，完善標(biāo)準(zhǔn)體系與運(yùn)維管理能力，構(gòu)建多層次、全鏈條的安全防護(hù)體系，以系統(tǒng)性手段降低火災(zāi)事故發(fā)生率。
2 電化學(xué)儲能電站消防安全措施現(xiàn)狀調(diào)研分析
2.1 調(diào)研基本情況
隨著電化學(xué)儲能電站規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)的復(fù)雜化，其消防安全和運(yùn)營管理面臨著新的挑戰(zhàn)和需求。因此，本研究通過問卷調(diào)查方式調(diào)研了來自中國內(nèi)蒙古、江西省、河北省、貴州省和山東省的18座電化學(xué)儲能電站，旨在全面了解電化學(xué)儲能電站消防安全措施的實(shí)施情況、運(yùn)營管理的現(xiàn)狀以及的潛在問題。
2.2 電站消防系統(tǒng)調(diào)研分析
（1）消防系統(tǒng)設(shè)計與投資現(xiàn)狀分析。18座儲能電站消防系統(tǒng)設(shè)計主導(dǎo)方、設(shè)計參考及投資占比的調(diào)查結(jié)果如圖9所示。結(jié)果表明，在儲能電站消防系統(tǒng)設(shè)計中，工程總承包單位主導(dǎo)比例最高，占比50.0%；設(shè)計院次之，占比44.4%；業(yè)主單位主導(dǎo)的比例僅為5.6%。受成本控制和市場競爭影響，消防作為隱形投入，存在被忽視的風(fēng)險較高，易造成安全隱患。設(shè)計參考方面，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為主要依據(jù)，占比達(dá)100%，其次為企業(yè)集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)(33.3%)和省級地方標(biāo)準(zhǔn)(11.1%)。然而，當(dāng)前尚缺乏專門針對儲能電站的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，特別是在滅火與火災(zāi)探測方面缺乏具體指導(dǎo)，企業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)覆蓋亦較有限，制約了消防設(shè)計與施工的規(guī)范性和可操作性。在建設(shè)投資方面，根據(jù)中國GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(2018年版)規(guī)定及其他相關(guān)設(shè)計規(guī)定與行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，商業(yè)建筑消防投入約占建安投資的8%~10%，儲能電站在消防系統(tǒng)方面的投資明顯不足。調(diào)研顯示，38.9%的電站消防系統(tǒng)投資占比低于2%，33.3%控制在2%~3%，22.2%在3%~5%，僅有5.6%超過5%。整體來看，當(dāng)前儲能電站在面臨高火災(zāi)風(fēng)險的同時，整體消防投入比例偏低，難以有效支撐系統(tǒng)性消防安全需求，亟需在政策引導(dǎo)、標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)及資金保障等方面加以改進(jìn)。
圖9 電化學(xué)儲能電站消防系統(tǒng)設(shè)計主導(dǎo)方、設(shè)計參考及消防投資調(diào)查結(jié)果
注：A1—業(yè)主單位；A2—設(shè)計院；A3—工程總承包；B1—國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；B2—集團(tuán)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；B3—省級地方標(biāo)準(zhǔn)；C1—2%以下；C2—2%~3%；C3—3%~5%；C4—5%以上
（2）消防系統(tǒng)類型及配置層級特點(diǎn)。調(diào)研結(jié)果如圖10所示，所調(diào)查的儲能電站普遍配備火災(zāi)報警系統(tǒng)與滅火抑爆系統(tǒng)，配置比例分別為100%和88.89%，體現(xiàn)了其在電站消防系統(tǒng)中的基礎(chǔ)地位。配套場站級消防安全監(jiān)管平臺的比例為55.56%，而視頻人工智能(artificial intelligence，AI)預(yù)警系統(tǒng)配置率僅為16.67%，應(yīng)用仍較為有限。在火災(zāi)報警系統(tǒng)配置級別方面，大多數(shù)儲能電站選擇了儲能艙級配置，占比為88.89%，55.56%的電站選擇了簇級配置，PACK級配置比例僅為22.22%，主要受限于鋰離子電池?zé)崾Э爻跗跉怏w(H2、CO)擴(kuò)散具有非線性特征，早期預(yù)警技術(shù)的復(fù)雜性。在滅火抑爆系統(tǒng)配置級別方面，大多數(shù)儲能電站選擇了儲能艙級配置級別，占比達(dá)到94.44%，55.56%的電站采用了簇級配置，而具備較好滅火效果的PACK級配置比例僅為11.11%。整體而言，當(dāng)前儲能電站消防系統(tǒng)仍以艙級配置為主，卻因電池包密閉結(jié)構(gòu)導(dǎo)致藥劑滲透率較低，復(fù)燃率高，表明儲能電站關(guān)鍵環(huán)節(jié)的預(yù)警與滅火能力有待改進(jìn)和提升。
圖10 電化學(xué)儲能電站消防系統(tǒng)和滅火劑類型調(diào)查結(jié)果
注：D1—火災(zāi)報警系統(tǒng)；D2—滅火抑爆系統(tǒng)；D3—場站級消防安全監(jiān)管平臺系統(tǒng)；D4—視頻AI預(yù)警系統(tǒng)；E1—儲能艙級；E2—簇級；E3—PACK級；F1—儲能艙級；F2—簇級；F3—PACK級；G1—七氟丙烷；G2—全氟己酮；G3—水成膜；G4—其他
（3）消防設(shè)施建設(shè)與聯(lián)動機(jī)制完善程度。在消防系統(tǒng)設(shè)施及聯(lián)動機(jī)制方面，18座儲能電站中僅有1座電站的消防值班中心無法實(shí)時查看各儲能艙的消防狀態(tài)，反映出多數(shù)電站已實(shí)現(xiàn)消防系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時可視化監(jiān)控。其次，僅1座電站缺乏完整的消防水系統(tǒng)，說明儲能行業(yè)整體已高度重視基礎(chǔ)消防設(shè)施的完備性與有效性。但是，在與地方消防部門的聯(lián)動方面仍存在短板，僅1座電站實(shí)現(xiàn)了消防系統(tǒng)接入屬地消防部門監(jiān)控平臺，其余17座電站尚未建立實(shí)時數(shù)據(jù)共享機(jī)制，表明多數(shù)電站在信息互通、指揮聯(lián)動等方面仍有較大提升空間。
（4）滅火劑選型與抑爆泄爆配置現(xiàn)狀。在滅火劑選擇方面，調(diào)研結(jié)果顯示，77.78%的儲能電站選用七氟丙烷作為主要滅火劑，22.22%采用全氟己酮，水成膜及其他類型滅火劑的使用比例均為5.56%，反映出七氟丙烷在行業(yè)內(nèi)的廣泛應(yīng)用。但值得注意的是，相關(guān)研究表明，全氟己酮及七氟丙烷滅火劑雖然對環(huán)境友好，其冷卻能力相對有限，難以徹底抑制電池內(nèi)部持續(xù)的熱失控反應(yīng)，存在較高的復(fù)燃風(fēng)險。另外，所有調(diào)研對象均配備了抑爆泄爆措施，表明該項(xiàng)安全配置已成為儲能艙設(shè)計中的普遍標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)出行業(yè)對爆炸風(fēng)險防控的高度重視。
總體而言，當(dāng)前儲能電站消防系統(tǒng)在設(shè)計主導(dǎo)、設(shè)施配置及安全措施等方面已形成基本框架，但在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)、系統(tǒng)層級優(yōu)化、滅火劑適配性與屬地聯(lián)動機(jī)制等方面仍存在明顯不足，需通過制度完善與技術(shù)進(jìn)步協(xié)同推動，全面提升電化學(xué)儲能電站火災(zāi)防控的系統(tǒng)性與可靠性。
2.3 電站其他安全措施調(diào)研分析
（1）運(yùn)維團(tuán)隊(duì)安全素質(zhì)能力提升方式。為全面提升儲能電站運(yùn)維團(tuán)隊(duì)的安全素質(zhì)能力，當(dāng)前主要途徑包括場站安全教育與演練、第三方社會培訓(xùn)、市級消防救援支隊(duì)培訓(xùn)以及安全證書培訓(xùn)。調(diào)查結(jié)果如圖11所示，94.44%的儲能電站優(yōu)先選擇場站內(nèi)部開展安全教育與實(shí)戰(zhàn)演練，體現(xiàn)出運(yùn)維團(tuán)隊(duì)對現(xiàn)場操作技能和應(yīng)急響應(yīng)能力培養(yǎng)的高度重視。其次為安全證書培訓(xùn)(61.11%)和市級消防救援支隊(duì)培訓(xùn)(55.56%)，而第三方社會培訓(xùn)的參與比例相對較低，僅為33.33%。整體上，電站管理者更傾向于通過內(nèi)訓(xùn)手段進(jìn)行常態(tài)化、針對性的安全能力提升。體現(xiàn)出行業(yè)培訓(xùn)體系的系統(tǒng)性短板，第三方社會培訓(xùn)多基于通用消防標(biāo)準(zhǔn)，缺乏電池?zé)崾Э靥赜星樾蔚奶幹靡?guī)范。安全證書培訓(xùn)考核未覆蓋關(guān)鍵決策場景。場站培訓(xùn)是成本-風(fēng)險博弈的結(jié)果。
圖11 電化學(xué)儲能電站運(yùn)維團(tuán)隊(duì)安全能力素質(zhì)提升途徑
（2）與消防力量的響應(yīng)聯(lián)動時效。調(diào)研結(jié)果如圖12所示，33.33%的儲能電站與屬地消防救援大隊(duì)的車程在15分鐘以內(nèi)，27.78%在30分鐘以內(nèi)，22.22%在60分鐘以內(nèi)，另有16.67%的電站車程超過60分鐘。后者遠(yuǎn)超電池?zé)崾Э攸S金響應(yīng)窗口，在火災(zāi)等突發(fā)事件中面臨響應(yīng)滯后風(fēng)險，亟需通過加強(qiáng)自有應(yīng)急能力或建設(shè)遠(yuǎn)程預(yù)警機(jī)制來彌補(bǔ)空間劣勢。
圖12 電化學(xué)儲能電站距離最近屬地消防救援大隊(duì)的路程
（3）消防應(yīng)急預(yù)案管理及隊(duì)伍配置情況。在預(yù)案管理方面，77.78%的儲能電站已將消防應(yīng)急預(yù)案向當(dāng)?shù)叵啦块T備案，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急資源的互通共享；但仍有22.22%的電站未完成備案，可能影響在突發(fā)事件中與消防力量的協(xié)同作戰(zhàn)效率。此外，有61.11%的儲能電站已設(shè)立專職或兼職消防救援隊(duì)，在提升本地化快速響應(yīng)能力、推動應(yīng)急管理專業(yè)化方面起到積極作用；而其余38.89%的電站未配置專門力量，安全保障存在一定短板，依賴外部消防資源可能導(dǎo)致初期火災(zāi)處置延遲。
綜上所述，當(dāng)前儲能電站在運(yùn)維團(tuán)隊(duì)安全培訓(xùn)、應(yīng)急響應(yīng)聯(lián)動以及預(yù)案管理方面已具備一定基礎(chǔ)，但部分電站在消防隊(duì)伍建設(shè)、預(yù)案備案及快速響應(yīng)能力方面仍存在短板，需進(jìn)一步強(qiáng)化內(nèi)部能力建設(shè)、完善協(xié)同聯(lián)動機(jī)制，以全面提升儲能電站的本質(zhì)安全水平與應(yīng)急處置效率。
3 結(jié)論
隨著電化學(xué)儲能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，火災(zāi)事故頻發(fā)，安全運(yùn)行問題亟需重視。本研究通過統(tǒng)計分析與問卷調(diào)研相結(jié)合的方法，系統(tǒng)識別了電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故的基本特征、主要致災(zāi)因素及消防安全現(xiàn)狀，得出以下結(jié)論：
（1）2016—2025年發(fā)生的102起電化學(xué)儲能火災(zāi)事故統(tǒng)計中，事故高發(fā)年份集中于2018年和2023年，第三季度為事故高發(fā)期，韓國發(fā)生事故數(shù)量最多，運(yùn)行維護(hù)階段發(fā)生事故概率達(dá)80.8%，呈現(xiàn)出時間頻次集中、區(qū)域聚集明顯、運(yùn)行維護(hù)階段高發(fā)的特點(diǎn)。
（2）三元鋰電池事故數(shù)量長期高于磷酸鐵鋰電池，后者事故數(shù)量呈逐年上升趨勢。電池故障因素和儲能系統(tǒng)缺陷因素為主要致災(zāi)原因，占比為21.2%和54.5%。在運(yùn)行維護(hù)階段，由儲能系統(tǒng)、電池和環(huán)境因素所引發(fā)的事故比例均最高，反映出該階段為火災(zāi)風(fēng)險防控的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。
（3）18座電化學(xué)儲能電站在消防系統(tǒng)設(shè)計中，工程總承包在整體設(shè)計中占主導(dǎo)地位，國家標(biāo)準(zhǔn)為主要技術(shù)依據(jù)，但消防系統(tǒng)的投資占比較低。大多數(shù)儲能電站均配備了艙級火災(zāi)報警系統(tǒng)及滅火抑爆系統(tǒng)，其中77.78%的系統(tǒng)選用七氟丙烷作為主要滅火劑。此外，16.67%的儲能電站與最近的屬地消防救援大隊(duì)車程超過60分鐘，存在響應(yīng)時效風(fēng)險。同時，存在 22.22%的儲能電站未將消防應(yīng)急預(yù)案報備至當(dāng)?shù)叵乐鞴懿块T，38.89%的儲能電站未設(shè)立專職或兼職消防救援力量，暴露出應(yīng)急管理體系建設(shè)方面的不足。
