儲能系統安全管理概述


再生能源持續增加,需直流電與交流電互相轉換儲存,其中所需儲能系統全球都在加速佈局。但即便是儲能規範與技術日益成熟的今日,儲能系統的火災事故仍無法倖免。2021年7月底,特斯拉儲能系統延燒四天,今年3月底,龍井儲能案場也發生失火意外,近年來南韓也發生多起儲能火災事故。再度重視儲能災害挑起國內儲能法規的討論。

一、產品安全和消防規範都要全面思維

儲能系統的安全規範不僅要求產品檢驗,也很重視消防規範。為降低儲能火災的風險,不僅產品需要安全檢驗,消防的安全規範也刻不容緩。參考美、日、韓等國規範,內政部消防署訂定戶外儲能與室內儲能的消防安全相關草案,目前正在徵詢業界意見中。
電力測試專家解釋,一般家用電器火災的規模較小,建築與大樓的消防設備大致足以處理。一座大型的儲能系統內有上百至上萬顆的電池,一旦起火,處理難度很高,也可能延燒擴大,因此須搭配消防規範,才能有效降低風險。
產品安規跟消防規範的重點不盡相同。前者是對儲能系統本身的檢測,以美國儲能產品安全認證UL 9540為例,檢測項目包括電力、機械、流體、環境等。後者則為降低災害規模,包括儲能櫃的能量限制、與鄰櫃的安全距離,消防設備、供水、火災偵測等項目。現階段國內儲能安全規範尚未完備,目前建置的儲能大多由台電購置,台電採購時參考國際標準,要求廠商遵守國際設備跟消防安規。

二、現行儲能系統安全嗎? 設備、電器、消防三管齊下

配合再生能源發展,去(2021)年底,經濟部將2025年儲能建置目標提高到1000MW。今年能源局預計推出光電結合儲能計畫,2025年儲能目標來到1500MW。韓國在儲能發展初期頻傳大火的前車之鑑,儲能安全分三部分—設備、電器、消防。設備的安全標準由標檢局訂定中;電器安全則參考「用戶用電設備裝置規則」辦理,之後會要求儲能系統須有電氣技師簽證。經濟部提出的光電結合儲能草案中也納入消防規劃,擬參考美國消防協會發布的NFPA 855,訂定儲能貨櫃不得堆疊、與建物出口間隔3公尺以上等規定,以減少延燒風險。儲能系統安全標準(CNS 62933-5-2),「儲能系統驗證制度」「戶外儲能系統專案驗證技術規範」也在進行中。 技術規範將明訂儲能電池零件與系統須符合國家標準,且系統應取得電機技師的電氣安全、消防設備師的消防安全簽證後,才可經審查完成系統案場驗證。即便通過案場驗證,運轉維護不周等因素也可能釀災,因此「驗證制度」進一步涵蓋運維階段,並要求定期檢驗。 消防署為因應儲能系統之發展,提升儲能系統消防安全管理,以降低災害損失,保障人員安全,訂定相關儲能系統消防安全管理規範,除了設置特殊自動撒水設備、火警自動警報設備、火災緊急應變安全防護設施,要求管理權人應製定及執行緊急應變計畫外,還需有火災風險評估報告與防止爆燃機械通風裝置兩個特別重點。

三、火災風險評估報告

設置儲能系統應評估及分析下列資料,並據以製作火災風險評估報告:
(一) 儲能系統安裝位置、設施布局及其周圍建築物、停車場、公共道路、公共危險物品或可燃性高壓氣體製造或儲存場所之設置情形。
(二) 儲能系統數量、類型及驗證安全標準。
(三) 儲能系統專用貨櫃或其他構造形式空間等防護設施之防火時效。
(四) 儲能系統相關設備管理監控作業流程。
(五) 消防人員與車輛作業空間及水源容量。
前項火災風險評估報告,包括下列內容:
(一) 場所危害界定:評估可能之起火源、構造材料、可燃物質、使用情形,並說明其火載量,包括在正常充電、放電與操作過程中釋放之有毒及劇毒氣體,未超過儲能系統空間之燃燒下限濃度(釋放可燃氣體與空氣混合,遇到火源可以引起燃燒或爆炸的最低體積百分比)等。
(二) 潛在火災樣態設計:評估起火點、火災規模等火災設計之運用,與分析存在或不存在之依據、假設及限制,包括儲能系統單一模組或電池櫃之熱失控條件等。
(三) 評估火災情境:分析各種可能發生之火災過程,說明其依據、假設及限制,包括自動撒水設備、火警自動警報設備等設備失效條件等。
(四) 規劃防火概念設計:評估消防安全設備設計概念及其他強化防火方法,建立多重防火策略。

四、防止爆燃機械通風裝置

儲能系統應設置防止爆燃機械通風裝置,其設置指引如下:
(一) 設置二套以上。
(二) 設置氣體探測器連動啟動。
(三) 排風口於上方及下方各設一處以上,每分鐘總排風量大於專用貨櫃或其他構造形式空間容積。排氣口外側周圍不宜設置熱源等設施。
(四) 設置防止電氣短路及接地設施。
(五) 設置防爆照明設備及防爆開關。
(六) 於出入口設置洩壓孔。
儲能系統外氣流通無氣體蓄積之虞,且電池管理系統或儲能管理系統等具安全防護措施者,不受前項規定之限制。儲能系統設置之消防安全設備及防止爆燃機械通風裝置,其設置符合國際組織標準,且經國外驗證規範驗證合格者,從其規定。

按:宋郁德,中華民國仲裁人