美国加州圣迭戈县奥泰梅萨Gateway储能电站的这场大火，整整烧了11天。经过40 名消防员和 5 辆消防车的昼夜努力，终于被扑灭了。与其说是被扑灾，不如说是终于等到这场大火自行烧光了所有可燃物而自行熄灭。

花了这么长时间，并非美国消防队员无能。在山火不断的加州，当地政府对于消防资源的投入十分高昂。得益于此，加州的消防设备的先进水平以及消防员的能力，在整个美国甚至全球，都属首屈一指。

可是即便如此，在投入了大量消防的人力与物力下，依旧花费了足足十一个昼夜，才扑灭这场储能电站的大火。这背后所凸显出来的问题，足以引起人们对于电化学储能安全性的高度重视。

Gateway储能电站，装机容量为250MW，占地 80,000 平方英尺，是加州乃至全世界规模最大的大储之一。该电站于2020年8月19日完成并网。

致本次大火的原因，来源于锂电池不稳定带来的安全隐患。

锂电池起火较难扑灭，因为锂盐具有自氧化性。锂电池着火后会产生氧气，从而造成二次燃烧，反复燃烧等。

此外，在灭火的过程中，紧密的锂电池与水进行接触的过程，同样容易造成短路与二次燃烧的情况。

锂电池化学储能电池的复杂结构以及电池化学属性，经常导致火情反复，难以用处理传统火灾的方式来扑灭。

紧密簇拥的电池形成了高密度能源集群，当其中的任意电池组件爆发质量风险，如过热短路等，很容易与周遭的电池形成连锁反应，最终导致巨大的灾难。

此外，锂电池的燃烧本身也会产生有害的毒性化学气体，造成多米诺骨牌式的连锁效应。

Gateway储能电站靠近居民密集区，造成的危害与不可预测的污染让附近的居民对此感到担忧。

储能热失控的罪魁祸首三元锂离子电池

需要特别指出的是，该电站使用的是LG Chem三元锂离子电池。这种电池大多运用于电车而非化学储能电站。

三元锂电池是一种使用镍、钴和锰作为正极材料的锂离子电池，因其高能量密度、较长的循环寿命以及较好的性能而被广泛采用在电动汽车、便携式电子设备等领域。

而同样因为其高能量密度，三元锂离子电池相对于磷酸铁锂电池而言更加不稳定，高密度意味着它们储存了大量的电能。一旦发生热失控，释放出的能量足以引起严重的热事故。

根据相关调查，绝大部分出现热失控灾害的化学储能电站热都使用了三元锂离子电池。

具体而言，在最近10年中，全球共发生三十三起储能电站起火爆炸事故，其中26起事故的电站都采用了三元锂电池。

不过，即便是在美国市场，采用三元锂电池的储能电站，也正在逐步被淘汰。研究机构预测，到2030 年，三元锂电池在全球的市场份额将仅为 1%。随着三元锂离子电池的迭代与更换，化学电储能的安全性与稳定性都在上升，热失控的风险将会越来越小。

2022年6月29日，国家能源局发布了《防止电力生产事故的二十五项重点要求（2022年版）（征求意见稿）》。

《意见稿》针对电化学储能电站火灾事故防范，提出了详细要求，其中第一条便为中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池，不宜选用梯次利用动力电池。因此，中国的中大型储能电站，没有采用三元锂电芯。

如果进一步深入了解三元锂离子的风险因素，事故的发生往往由多因素交互作用演化发展，最终导致电池滥用及热失控的发生。

研究表明，导致热失控的原因在于电池在生产制造过程中，存在涂布过程金属污染物颗粒混入、正负极流体边缘毛刺等概率问题。

Fe、Ni等金属颗粒污染物混入电池内后，会随着电池老化的进行逐渐分解并沉积在负极表面，形成枝晶并逐渐演化为微内短路。在使用过程中，三元锂电池会有老化的迹象从而产生鼓胀及排气漏液等问题，进而腐蚀铜排及连接件等部件，造成接触电阻增大、绝缘性能降低，触发外部激源。

锂电池本身的风险因素与外部因素，例如激源与运行环境产生进一步恶变叠加反应，最终就会导致三元锂电池过热。

资料来源:标普全球、Wood Mackenzie、阿特斯年报

2023年，全球净新增容量为45 GW/97 GWh（不包括抽水蓄能），这意味着新增容量主要是电池储能部署。 更为关键的是，中国这个全球最大的储能市场，正成为全球储能的主力军，并成为全球储能安全的重要基石。

根据彭博NEF最新发布的2024年上半年版 “全球储能展望 ”报告预计，2024年全球储能部署的新增容量，将首次超过100 GWh。

这一增长将主要由中国推动，中国将再次成为全球最大的储能市场。中国的价格创下了历史新低，今年2 月份交钥匙储能系统成本比去年同期低了43%，两小时储能系统每千瓦时成本，更是创下115 美元的历史新低。

就中国储能成本下降而言，该报告认为磷酸铁锂电池是主要推动因素，因为这些电池不使用镍，并继续从三元锂电池手中抢夺市场份额。到 2030 年，预计三元锂电池在全球储能市场的份额仅为1%。

报告预测，到2030年，全球储能市场的复合年均增长率为 21%，达到 137GW/442GWh，而同期的全球太阳能和风能市场的复合年均增长率预计将仅为 9%和7%。

加利福尼亚州莫罗湾已关闭的发电厂，Vistra 公司已提议在该厂区的部分场地上建设一个 600 兆瓦的电池存储项目。

欧美对于储能能源的需求正在爆发式增长。对于储能的刚性需求远远大于对于火灾的恐惧。

美国德克萨斯州为例，德克萨斯州的储能系统有助于减轻极端天气条件（包括冬季风暴和创纪录的炎热夏季）造成的影响和成本。一个显著的案例是，2023年9月6日，在酷暑和电力需求激增的情况下，德克萨斯州当地储能电站通过调度最高达2GW的电力，维持了电力供应，从而避免了一次紧急大停电事故的发生。在过去的三年里，德克萨斯州建设化学储能电站的速度非常快，储能已经成为该州能源结构的重要组成部分。

在欧洲、中东和非洲，户用储能将继续成为储能需求的最大来源，尤其是德国和意大利，以及奥地利、瑞士、比利时、瑞典、西班牙和英国等市场。

BNEF的报告指出，储能投资增长的大部分动力来自强制规定和定向补贴，包括中国的太阳能和风能共置规定、美国的《通货膨胀削减法案》和州级政策。欧洲、澳大利亚、日本、韩国和拉丁美洲地区也正在出台新的支持计划。

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