当没有风或阳光时，人们仍然需要电力，这就是为什么可再生能源开发商越来越多地投资于储能系统。他们需要吸收多余的电能，并在需要时释放出来。
然而，储存大量的能量，无论是用于电动汽车的大型电池还是用于电网的水库，仍然是一个新兴领域。它带来了挑战，尤其是在安全方面。
最近的挑战首次出现在五月份，雪佛兰Volt沃蓝达（通用汽车公司的插电式混合动力车）碰撞安全测试三周后。这辆报废的汽车在一家存储设施中自行起火，引发了对其锂离子电池的质疑。
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上周，在对Volt沃蓝达电池进行了一系列额外的侧面碰撞测试后，国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 发起了一项所谓的“安全缺陷调查”，调查雪佛兰Volt沃蓝达在发生严重事故后起火的风险。
旋转飞轮也遇到了问题，旋转飞轮允许发电厂和其他大型能源用户存储和释放强大的能量脉冲。在纽约州斯蒂芬敦，Beacon Power公司的20兆瓦飞轮储能设施发生了两次飞轮爆炸，一次在7月27日——刚刚开放两周后——另一次在10月13日。该公司在本月早些时候宣布破产。
在日本，三菱综合材料公司位于茨城县筑波市的工厂的钠硫电池在9月21日着火。消防员花了八个多小时才控制住火势，当局于10月5日宣布火势被扑灭。
能源存储系统的制造商NGK Insulators Ltd.公司表示，他们仍在调查事故原因，并已暂停生产其钠硫电池，该电池安装在六个国家的174个地点。
“显然，从物理学的角度来看，储存大量能量是困难的； [能量]更愿意在其他地方，”国家可再生能源实验室的高级能源分析师保罗·丹霍尔姆说。
他解释说，能量自然地想要扩散开来，因此将其压缩到像电池或燃料电池这样的小空间中，就会产生不受控制的能量释放的风险，如火灾或爆炸。机械存储也会出现类似的问题，无论是水坝后面的水、地下压缩空气还是旋转飞轮。
一些存储风险是“祖父条款”
然而，这些风险并非电力存储所独有。化石燃料在技术上也是一种储存能量的形式，在提取、提炼、分配和输送过程中也存在许多问题。
“我们基本上已经对这些风险因素采取了祖父条款。汽油总是会着火，”丹霍尔姆说。根据丹霍尔姆的说法，电力储能系统并非天生就比石油或天然气风险更大，但它们的风险是不同的。
NHTSA在汽车方面也认同丹霍尔姆的评估。“让我们明确一点：NHTSA不认为电动汽车比其他车辆更容易发生火灾，”该机构在本月早些时候对Volt沃蓝达起火事件做出回应的新闻稿中表示。“常识告诉我们，电动汽车的不同设计将需要不同的安全标准和预防措施。”
对于电池，主要问题是如何控制它们产生的热量。“你真正想要避免的是级联失效，”丹霍尔姆说。“任何一个电池的失效都不是一个巨大的事件，但如果你没有适当的热管理，一个电池的失效可能会导致另一个电池的失效。”
这种情况被称为热失控，当一个电池失效并以热量的形式释放其能量时就会发生。这种热量会导致相邻的电池也失效并产生热量，从而导致材料熔化和火灾。
当电池位于固定位置时（例如，在风力发电场旁边），控制温度相对简单，但当电池放置在汽车或公共汽车中时，控制温度就会变得更加困难。
“人们对[汽车中的电池]最担心的事情是承受滥用的能力，”西南研究院（一家非营利性工程研究和开发集团）的首席工程师乔·雷德菲尔德说。
在汽车中，电池暴露在各种湿度、温度和电气负载下。所有这些因素都会影响电池的可靠性，如果它们变得太极端，它们可能会导致热失控状况。
消防员的新问题
更新的锂离子电池比其他电化学储能系统存储更多的电力，这使得问题更加复杂。“铅酸电池已经存在很长时间了”，并且是一项成熟的技术，雷德菲尔德说。“锂离子电池的能量水平比铅酸电池高得多、得多、得多。”
在涉及锂离子电池的事故中，这对消防员和急救人员来说是一个主要问题。水并非总是可以用来扑灭电气火灾，因为水可以导电。
此外，在发生热失控的情况下，通常不是电池着火，而是它们的气体，尽管锂本身是易燃的。即使火被扑灭后，电池仍然会产生巨大的热量并重新点燃气体，从而阻碍救援工作。
一种解决方案是将电池分成模块，从而更容易将故障电池与其余电池隔离。另一个诀窍是安装一个主断路开关，这是一种可以快速禁用电气系统并释放电池电量的机制。
根据NHTSA的说法，能源部和国家消防协会正在共同努力培训消防员和救援人员，以识别车辆和电网储能系统中的这些开关，以及如何应对电池火灾。
雷德菲尔德说，防止此类事件的最佳方法是使用电池管理系统，该系统可以均匀分配电气负载并控制温度。“这不仅仅是为了安全；它主要用于提供性能和电池寿命，”他说。
电动汽车在碰撞测试中获得高分
“随着工作温度升高，寿命会急剧下降。您希望确保最长的电池寿命，如果您实现了这一目标，那么您显然处于工作环境的安全限制之内，”他补充道。
总的来说，雷德菲尔德预计储能系统将有助于提高可再生能源的使用率，并减少美国对化石燃料的依赖。道路上的颠簸是显着的，但它们并非源于该想法的固有缺陷。
“新技术的失败几乎总是由于在将新技术投入应用的过程中采取的设计捷径造成的。偶尔，你会遇到一些未知的领域——我们以前从未见过的事情——但通常，它们很少而且相隔很远，”雷德菲尔德说。
“这实际上是沿着我们以前走过很多次的路走下去。我们不需要重蹈我们在液态燃料方面犯过的错误。”在早些时候的测试之后，NHTSA给予Volt沃蓝达五星级碰撞测试评级——该机构的最高评级——并且对日产的全电动Leaf聆风也给予了同样的评级。
与此同时，第二个测试机构，公路安全保险协会，在正面、侧面、后方和翻滚碰撞测试后，给予雪佛兰Volt沃蓝达“G”级，这是可能的最高安全评分。
保险集团的附属机构公路损失数据研究所的研究估计，由于混合动力汽车的大型电池使其比类似的汽油动力汽车更重，因此在碰撞中受伤的总体几率降低了 25%。
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