2024电池储能设施场地的风险评估报告(英文版)
DNV对来自20家不同制造商的数百个容量从2Ah到300 Ah的电池单元进行了破坏性测试,以及数十次中大型测试和无数次火灾和故障调查。破坏性测试是一种测试方法,其主要目的是故意损坏或破坏组件、材料或产品,以评估其在极端条件下的性能、耐用性和故障特性。在锂离子电池测试中。破坏性试验涉及将电池置于过充电、过放电、短路、机械滥用和极端温度等条件下。这些试验有助于我们了解电池在火灾和其他故障条件下的行为。得出的数据旨在指导制造商、系统设计人员、安全专家和许可当局确定 BESS 设施所需的防火和防爆保护。
此外,我们评估了石油和天然气,公用事业和石化行业的数据,当BESS和其他设施在预定条件之外运行(可能导致火灾)时的情况。DNV使用这些来源以及统计分析和风险评估工具来估计灾难性电池故障的风险,包括有毒气体释放、火灾和爆炸。但是,我们没有根据已知的电池故障事件分析故障或确定故障率。相反,我们对BES失效的可能性以及对工人和公众的影响进行了定量评估,包括安全措施和不安全措施。我们还比较了BESS 行业与公众熟悉的其他行业和应用,以深化跨行业的电池 BESS 安全性对话。
以下是DNV针对常见问题的调查结果。
锂离子电池为何如此受欢迎?
在各种储能选择中,锂离子电池因其高能量密度和不断下降的成本而脱颖而出。尽管发生了导致审查的事件,但锂离子电池因其用途广泛而继续受到青睐,从个人电子产品到电动汽车,再到固定式BESS,这些 BESS用于平衡电力系统的供需。
各国,特别是美国,积极寻求加强储能部署的战略,包括解决成本竞争力、监管框架和行业接受问题,加州、得克萨斯州和纽约州等州在BESS部署方面处于领先地位。
BESS锂离子电池为什么会失效?失效的频率是多少?
在BESS中,电池故障很少见。锂离子电池的故障原因包括电气故障(例如,导致电池过充电或过放电的电池管理系统故障)、机械故障(例如,制造过程中使用的材料有缺陷)、极端环境(例如,电池暴露在高于其设计温度的环境中)、热故障(例如,冷却系统故障)和人为错误(例如,安装不当)。故障类型也各不相同--故障可能意味着电池失去了一些储存能量的能力,可能意味着电池停止工作,也可能意味着电池着火。本报告主要介绍锂离子电池火灾的相关风险。
估计故障的可能性需要采用定性和定量两种方法。定性分析依赖于主题专家的专业知识。相比之下,定量分析利用历史可靠性数据或事件数据库来确定精确的故障率。DNV使用来自各个行业(如核能、公用事业、石油和天然气以及石化行业)的数据库和统计工具来定量估计故障的可能性。这些BESS组件故障率的数量级为10年一次到100年一次。应当指出,这些是设备的故障率,而不是与故障有关的伤亡率。
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