储能行业崛起：气体安全的挑战与应对

　　一、常见的储能类型有哪些？

　　物理储能：包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等。抽水蓄能利用水的势能存储电能；压缩空气储能是将空气压缩存储，在需要时释放驱动发电机发电；飞轮储能则是将电能转化为旋转动能进行存储。

　　化学储能：主要有铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池等。化学储能是利用化学反应来实现电能和化学能的相互转化，从而达到储能的目的。

　　电磁储能：包含超级电容器储能、超导储能。超级电容器通过电极和电解质间的界面双电层来存储能量；超导储能可将电能直接无损耗地以电磁能形式存储。

　　二、储能行业爆发，安全需求激增

　　2024至2025年间，储能行业正经历巨变。从新型储能终于超越抽水蓄能，成为中国电力储能的主力军，到中国企业如宁德时代、比亚迪等在全球市场的激烈争夺，再到特斯拉上海工厂的投产所带来的鲶鱼效应，储能行业正以迅猛速度发展。

　　在储能行业蓬勃发展的当下，储能系统作为能源存储与调节的核心环节，其安全性至关重要。而气体安全，正是这一安全体系中不可少的关键部分，犹如坚固防线，守护着储能系统的稳定运行。

　　储能系统面临的气体风险：

　　1.可燃性气体泄漏风险

　　氢气（H₂）：锂电池在热失控过程中会释放氢气，氢气具有高能性和易燃性，极易引发火灾或爆炸。

　　烷烃类气体（如甲烷、乙烷等）：在电池热失控时，电解液分解可能产生烷烃类可燃气体，这些气体积聚后可能引发火灾。

　　一氧化碳（CO）：电池热失控时会释放大量一氧化碳，其不仅有毒，还具有可燃性。

　　2.有毒气体释放风险

　　一氧化碳（CO）：在电池热失控或燃烧过程中，一氧化碳浓度会显著增加，对人体健康构成严重威胁。

　　氟化氢（HF）：某些锂电池在热失控时可能释放氟化氢，这种气体具有强腐蚀性和毒性。

　　六氟化硫（SF₆）：在储能系统中，SF₆气体用于电气设备绝缘，但其在电弧作用下可能分解生成有毒的低氟化物。

　　3.火灾与爆炸风险

　　气体积聚与爆炸：可燃气体（如氢气、烷烃类气体）在密闭空间内积聚，一旦遇到点火源，可能引发爆炸。

　　热失控蔓延：电池热失控产生的高温和气体释放可能导致周围电池也发生热失控，进一步加剧火灾风险。

　　4.其他气体风险

　　二氧化碳（CO₂）：在电池燃烧过程中，CO₂浓度可能显著增加，导致局部缺氧。

　　挥发性有机化合物（VOCs）：某些电池材料在高温或热失控时可能释放VOCs，这些气体不仅有害，还可能加剧火灾风险。

　　以下是国内储能行业的风险事故案例：

　　案例一：

　　2021年4月16日11时50分许，北京丰台区南四环永外大红门西马厂甲14号院内储能电站南楼西电池间南侧电池柜起火冒烟。南楼起火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。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（氢气、甲烷、一氧化碳、碳酸甲乙酯等）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，遇电气火花发生爆炸。

　　该事故导致造成1名值班电工遇难、2名消防员牺牲、1名消防员受伤。

　　案例二：

　　2024年5月26日14时许，海南某市一70MW农光互补型光伏储能电站磷酸铁锂电池预制舱发生火灾，火灾造成1组电池预制舱烧毁。事故原因是6号电池预制舱内2号电池簇底部配电箱因外部高压冲击短路起火。

　　三、气体监测与预警的重要性

　　为了有效应对气体风险，储能系统需要配备完善的气体监测设备，实时监测氢气、一氧化碳、烷烃类气体等的浓度变化，并通过智能预警系统及时发现潜在风险。同时，相关国家标准（如《电化学储能电站安全规程》GB/T 42288-2022）也明确要求在储能系统中设置可燃气体探测器等设备。

　　通过气体监测和早期预警，可以有效预防火灾和爆炸事故的发生，保障储能系统的安全运行。

　　四、储能行业气体安全监测方案

　　1、监测范围

　　电池舱室：储能电池在充放电过程中易产生危险气体，是监测的核心区域，需对电池模组附近、电池舱室的顶部、底部及角落等位置进行监测。

　　电气设备间：如变压器、开关柜等设备，在故障情况下可能产生过热、放电现象，进而引发绝缘材料分解产生气体，需对该区域进行监测。

　　电缆沟（隧道）：电缆在运行过程中因过载、短路等原因可能释放可燃或有毒气体，且电缆沟（隧道）空间相对封闭，气体易积聚，应重点监测。

　　其他辅助区域：如储能电站的通风机房、控制室等，虽不是气体产生的主要区域，但可能受到泄漏气体的影响，也需适当监测。

　　2、监测方法

　　①固定式监测

　　在上述监测范围内的关键位置，如电池舱室的出入口、电缆沟的交叉点、电气设备间的中心等，安装高精度、高可靠性的湖南希思智能固定式气体探测器。该探测器具备快速响应、抗干扰能力强等性能，能够实时、连续地监测气体浓度。

　　将湖南希思智能固定式探测器连接到中央监控系统，通过有线或无线通信方式实现数据的实时传输，方便工作人员在控制室远程监控气体浓度变化情况。

　　②便携式监测

　　为巡检人员配备湖南希思智能便携式气体检测仪，便于其在日常巡检过程中对特定区域或怀疑存在气体泄漏的位置进行临时检测。

　　便携式检测仪操作简便、携带方便，具备快速检测多种气体的功能，并且能够实时显示检测结果。

　　五、利用气体检测仪智能AI监测报警系统

　　AI监测与自动报警：借助智能AI实时监测，数据超安全范围即自动触发声光报警，提醒人员安全撤离。

　　智能联动与安全保障：设备内置两组无源触点继电器，达预设报警条件时，智能启停联动设备，保障生产安全。