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2021年4月16日，北京市丰台区南四环永外大红门西马厂甲14号院内储能电站发生火灾和爆炸，导致2名消防员牺牲，1名消防员受伤（伤情稳定），电站内1名员工失联。此次事故是近年来国内储能电站发生的最严重事故。事故原因和财产损失正在调查之中。
与本次事故类似，2019年美国亚利桑那州的电化学储能电站也发生过火灾爆炸事故。
2020年7月18日，美国亚利桑那州公用事业服务公司（APS）发布McMicken事故调查 告，详细分析了2019年4月19日APS公司McMicken电池储能项目火灾事故的原因。
McMicken电池储能电站项目
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项目简介
为了促进间歇性可再生能源并 ，APS计划在两个独立的配电馈线上安装两套电池储能系统。其中一套安装在McMicken变电站。2016年6月7日，APS和AES达成协议，AES为项目提供储能系统的设计、集成、采购、施工和运维服务。2017年3月14日，项目正式投运。 储能舱布图如下图所示。 该项目主要应用于每天的负荷调节，白天储存太阳能发电，夜晚将电能反馈回电 。
McMicken电池储能项目总布局
该项目采用LG Chem 公司专有的NMC （三元）电芯，型号JP3 ，LG Chem 以模组形式交付给AES。 电芯层级的电压平衡和电流调节也是LG Chem BMS负责。
项目配备了Novec1230全淹没洁净气体灭火系统。当火灾探测系统探测到火灾时，灭火系统通过安装在天花板上的管道系统喷出灭火剂，该管道系统喷出灭火剂形成细雾，在大气中分散蒸发。此外，项目还包含一个Very Early Smoke Detection Apparatus (VESDA) 激光烟雾探测系统。通过监测激光束的任何干扰，VESDA 可以探测到集装箱内的细小颗粒和降低能见度( 由于烟雾) 。
McMicken 项目消防系统布置简易图
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事故发生过程
2019 年4 月19 日，McMicken 电池储能项目发生火灾爆炸事故，造成4 名消防员受伤。事故引发多方关注，APS 也就此停止了850MW 电池储能安装计划。此次事故的时间轴为：
16:54:30 15号电池簇，2 号模组，7 号电池的电压下降0.24V （从4.06V 下降至3.82V ）。
16:54:38 15号电池簇的总电压下降3.8V （从799.9V 下降至796.1V ），BMS 丢失模组层级的数据。
16:54:40 15 号电池簇后部的温度开始升高.
16:55:20 电池系统烟雾 警器1 和2 启动，消防系统触发多个断路器断开（BMS 直流断路器、逆变器交流接触器、主交流断路器）。
16:55:45 检测到接地故障。
16:55:50灭火系统喷出Novec 1230 灭火剂（根据设计，灭火剂在警 启动30 秒后喷出）。
16:57 APS 联系Fluence 核实灭火剂是否喷出。
17:07Fluence 通知APS ，其现场服务工程师正在赶往事故地点，以目测确认发生火灾的可能性。
17:12APS 向现场调派了一名故障检修员。
17:40Fluence 的现场服务工程师拨打火警电话。
17:44APS 拨打火警电话，并结束数据收集，以及中止远程通信（结束主服务器和通信设备的备用电源）。
17:48消防队到达现场。
20:02急救人员打开集装箱前门 。
20:04发生爆炸 。
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事故原因分析
告将引发此次严重事故的原因总结为以下五个方面：
1 电池内部故障引发热失控。
在随机取样分析中，充分存在金属锂沉积和异常的枝晶生长的证据。它被认为是导致最初电芯故障，以及引发随后热失控的一个原因，这个原因也具有一定科学确定性。但由于 15 号电池簇已经严重损坏，因此无法用这一簇的电池去验证金属锂沉积和异常枝晶生长。
2 灭火系统无法阻止热失控。
CP Fire 指出该项目的消防系统在事故发生时均按设计运行，在第一个电池电压下降的一分钟内， VESDA 烟雾探测系统超过了所有四个 警阈值。在 Novec 1230 灭火剂喷出前， VESDA 烟雾探测系统按照设计启动 30 秒倒计时，计时一到才会喷出。此外，项目只采用了洁净气体灭火剂，通常适用于火灾初期，并不能防止或抑制锂离子电池系统的级联热失控。事实上， Novec 1230 洁净气体灭火剂的制造商 3M 公司曾在 2017 年 8 月 NFPA 855 标准起草期间，向起草委员会致信声明过这一点，但当时项目已经设计并试运行了一年多，因此并未得到改善和引起重视。
3 电芯单元之间缺乏足够的隔热层保护导致级联热失控。
事故由 15 号电池簇、 2 号模组的 7 号电池内部故障引发，产生的大量热量在相邻模组间传递，进而影响了整个 15 号电池簇。电芯与电芯之间并没有隔热层阻止或减慢这种直接的热传递，从而导致不可避免的级联热失控的发生。
4 易燃气体在没有通风装置的情况下积聚。
按照设计，当灭火系统启动时，空调会被关闭，从而使喷出的灭火气体得以集中。当集装箱门被打开时，可燃混合物接触到热源（很可能是 15 号电池簇中余热的电池），引起爆炸。一般来说，在电池模组发生热失控损坏后，电池模组内的余热可能会在热失控后持续几分钟或几小时。
5 应急响应计划没有灭火、通风和进入程序。
AES 向 APS 提供的应急响应计划 (ERP) 中没有说明如何应对潜在的爆炸事故，也没有说明在灭火系统启动后如何进入。ERP 中大部分细节都与电气关闭程序， APS 和 Fluence( 作为 O&M 承包商 ) 之间的角色和职责，以及何时 / 是否通知消防部门有关。ERP 中没有说明何时或如何进入系统，也没有提供有关进入准备的信息，包括监测、测量、通风和灭火。
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建议
此次事故清楚地表明了与锂离子电池级联热失控有关的危险，并希望防止此类事件的再次发生， 告就储能系统安全性提出了以下建议：
——解决现有和运营系统中级联热失控、通风和灭火系统的缺陷；
——更新标准和规范，以直接解决未来储能系统中的级联热失控问题；
——在未来的储能设施中采用通风、灭火或冷却系统以控制热失控；
——电池设计和电池储能系统设计中，应考虑热失控期间如何减慢或停止电芯间和模组间的热传播；
——开展教育、培训和应急响应程序，解释级联热失控 ( 包括可燃气体 ) 的风险和危害，以及在事故后如何进入系统。
告也表示未来类似的事故仍有可能再次发生。目前，现有标准规范虽然都已经认识到热失控蔓延是一种严重的安全风险，但并没有很好的解决措施，仍然需要有商业上可用的技术和设计来应对潜在的热失控蔓延风险。
此次火灾事故也凸显了储能方面的挑战，现有灭火系统只能应对锂离子电池储能系统早期阶段的火势处理，未来仍需要有更好的措施来应对热失控蔓延以及可燃气体积聚导致的火灾和爆炸风险。
告也给当前国内低价竞争环境下的储能项目建设敲响了警钟，储能系统的安全需要从系统设计、建设到运维进行全方位考虑，如果没有做好安全防护， 小隐患终将会酿成大事故。
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