13吨特斯拉巨型电池起火，锂离子电池的史诗级火灾
撰文 / 马晓蕾
编辑 / 刘宝华
设计 / 师瑜超
来源 / Fttimes
作者 / Henry Sanderson
锂离子电池已经广泛应用于电动 汽车 ，但并没有局限于此。
随着特斯拉储能产品Megapack的问世，人类赖以生存的电力也越来越依靠锂离子电池，为不堪重负的电网减压。
然而，澳大利亚的一场起火事故让人们对锂离子电池更不放心了。
当地时间7月30日，澳大利亚吉朗市附近的“维多利亚大电池”项目中，一个重达13吨的特斯拉巨型锂离子电池Megapack在测试时起火。
当时每个巨型电池都被分别放置于集装箱内，一个电池包起火后，火势迅速蔓延至相邻的电池包。起火地点距离澳大利亚第二大城市墨尔本仅有约一个小时的车程。
更糟糕的是，当消防员赶到后却发现传统的灭火技术根本无法在短时间内将其扑灭，与之奋战了四天之后，火势才得以控制。
“维多利亚大电池”是澳大利亚最大的电池储能项目，共使用了210个特斯拉Megapack，能够为电网储存450兆瓦时的能量。
该项目由法国可再生能源开发商Neoen公司持有并负责运营，原计划在2021年夏季需求高峰期来临之前投入使用。Neoen说，火灾造成的具体影响还不明确，只有彻底安全后才会恢复测试。
电力部门越来越依赖大型锂离子电池来储存风能、太阳能等可再生资源。尤其是在澳大利亚和美国的加州。根据咨询公司Wood Mackenzie的数据，2020年的能源储存量上升了62%，到2030年将增长27倍。
然而，纽卡斯尔大学教授保罗·克里斯坦森（Paul Christensen）表示，自2018年以来，总共发生了38起大型锂离子电池起火事故。
2020年9月，丹麦可再生能源公司Orsted在利物浦的一个巨型锂离子电池在深夜起火。
2019年在亚利桑那州，电网级别的锂电池起火，将一名消防员从集装箱门口甩出20多米，导致他脑部受伤，肋骨骨折。根据事后发布的报告，那场火灾是由一个锂离子电芯短路引起的。
引起锂离子电池起火的罪魁祸首是一个叫“热失控”的过程：当电池充电过度或遭受挤压时会产生热量以及混合气体，这些气体在释放时形成蒸汽云，进而燃烧或爆炸。
“由于锂离子电池起火事故中会释放出气体，我们还没有找到特别好的办法处理电动 汽车 起火或储能电站起火。”克里斯坦森说。
他说：“锂离子电池对地球的去碳化至关重要，但它们在应用过程中呈现出的相关风险与危险，远远超过了我们对它们的实际了解。”
他说，越来越多的家庭也安装了锂离子电池板，用来储存太阳能，或在极端天气电网供电中断时作为备用电力。锂离子电池起火的风险又增加了。
澳大利亚维多利亚州消防队说，消防员在灭火时戴上了呼吸机，穿上了防毒服，还部署了无人机。
英国国家消防局替代燃料和能源系统主管官员马特·戴德曼（Matt Deadman）说，锂离子电池火灾的燃烧时间比一般火灾长得多，水只能放慢火势蔓延，并不能彻底灭火。
“水只能冷却了电池，把火焰熄灭后，锂离子电池在分解时还是会释放出氧气，再次起火，我们只能最大程度地为它们降温。”他说。
“目前，最好的办法就是用水，但是这不能彻底解决问题。”戴德曼说。
特斯拉7月份表示，该公司储能和发电业务的收入在第二季度增加了一倍多，达到8.01亿美元，包含Megapack电池的销售。
特斯拉首席执行官埃隆·马斯克（Elon Musk）表示，磷酸铁锂电池使用铁和磷酸盐取代镍和钴，是比锂离子技术的更安全的替代技术，更适合该公司的巨型电池产品。
伯明翰大学的研究员加文·哈珀（Gavin Harper）说，“新事物不可以被扼杀，因为我们必须迅速脱碳。但与此同时，在大规模部署新技术时，我们需要采取预防措施，这才是最重要的。”
10月16日下午，在2017北京国际风能大会（CWP2017）开幕式上，丹麦能源署副署长Stig Uffe Pedersen表示，目前整个丹麦陆上风电提供了丰富廉价的电力供给，且现在的投资项目几乎不靠补贴，2015年整个丹麦的风电大约贡献了42%的电力消费。
丹麦的能源消耗目标是：到2020年，有50%的能源消费都来自于风电；到2030年，希望有50%的能源消费都是来自于可再生能源；到2050年，希望能源系统不再依赖于化石原料。
那么环境一定是非常好的国家。
第一次能源转型
上世纪70年代初期，丹麦的能源自给率不到2%，而且能源供应90%依赖进口石油。第一次石油危机爆发后，丹麦由于单一、脆弱的能源结构，经济受到了剧烈冲击。面对这样的局面，丹麦采取积极的能源政策，开启了第一次能源转型，以保障能源供应的安全性。
作为市场经济国家，丹麦积极采取能源税收政策，提高终端能源消费价格，在提高能源效率、降低能源消费方面起到了非常重要的作用。
1977年，丹麦开始对石油征税，并逐步增加石油税。此后，税收范围逐步扩大到了煤炭、天然气等其他化石能源。1992年，丹麦开始对二氧化碳排放征税，进一步抬高了终端能源消费价格。在电力领域，丹麦对电力生产所使用的燃料实行免税，只对生产出来的电力征税；对于工业用户，丹麦则在1993年，在工业领域也引入了碳税，提高了工业的能源成本。
总体来说，与其它国家相比丹麦具有较高的能源税负。1980年，能源税占到丹麦汽油价格的30%多；1990年，这一比例就上升到了63%。较高的能源税负水平通过提高终端能源价格，一方面改变了丹麦当期能源的价格，使得当期的能源需求量降低；另一方面也使得企业倾向于采用更加节能的选择。
除了征收能源税提高终端能源价格外，丹麦还根据不同领域的具体情况，采取相应政策措施提高能源效率。
在建筑领域，丹麦不断提高建筑的能效标准和要求。目前，丹麦新建建筑的供热量需求仅为1977年的约25%。在供热和电力领域，则大力推广热电联产和区域供热。丹麦来自热电联产的电力占比由1980年的18%提高了2011年的63%。
在工业领域，丹麦引入绿色税收计划，对工业企业的节能项目给予补贴和支持。在税收和节能补贴的综合作用下，过去20年丹麦工业部门的能源强度下降了近40%。
主要依靠石油的单一能源供应体系、以及较低的能源自给率，使得丹麦的能源安全面临严重挑战，因此丹麦在第一次石油危机后，着力实现能源供应的多元化，同时大力提高能源自给率。
丹麦缺少煤炭资源，第一次石油危机后，丹麦开始鼓励增加煤炭的进口和使用，在一些领域逐步替代石油。到上世纪90年代中期，丹麦能源供应中煤炭占比一度从此前的10%攀升到了36%。煤炭大规模替代石油成为主力发电燃料。丹麦还着力开发本国北海的油气资源。截至1990年，丹麦的石油自给率达到了80%，天然气自给率更是高达150%。
此外，丹麦还大力发展风能、生物质能等可再生能源的使用。通过政府补贴、上网电价优惠、支持技术研发等政策，鼓励使用生物质能和风能，逐步提高可再生能源在丹麦能源供应中的占比。目前，可再生能源在丹麦电力供应中的比例已经占到了16%。
第二次能源转型
上世纪90年代以来，气候变化问题逐渐升温，并成为影响能源战略和政策的重要因素，然而，丹麦构建的能源供应体系仍属于高碳化的结构。另外，随着北海油气田的减产，丹麦油气自给率也大幅下滑，并有可能面临再次进口化石能源的挑战。
面对这样的局面，丹麦逐步开启了第二次能源转型。丹麦于2011年发布了《能源战略2050》，正式提出了丹麦新的能源转型战略的目标，即到2050年丹麦要摆脱对化石能源的依赖，增加可再生能源使用、提高能效减少总能源消费等。
首先，丹麦将大力发展陆上和海上风电。丹麦具有丰富的风能资源，因此大力发展陆上和海上风电是其摆脱对化石能源依赖的重要方向。在陆上风电方面，丹麦将主要研究缩小风机间距，以更好地利用场址，同时合理制订城市规划为陆上风电提供装机场址；在海上风电方面，近期主要是开展海上风电招标项目，总计有100万千瓦的近海风电项目需要开发；在促进新型风机示范推广方面，将指定合适的陆上和近海场地，供风机制造企业测试和示范新型风机。
另外，就是增加生物质能的使用。丹麦将修改供热法案，鼓励大型热电厂、天然气供热厂采用生物质燃料；同时将加强沼气基础设施发展，对沼气的生产和使用给予补贴。
提高能源效率减少能源消费总量，也是丹麦第二次能源转型的重要方向。丹麦将节能义务由能源类企业扩展到所有企业，同时能源类企业的节能义务也将提高75%；对用能设备的能效提出并执行更高的标准；在建筑改造中，通过执行隔热性能最低能效标准等一系列严格要求，将建筑供暖量减少约50%；在供暖领域，推广更节能的热泵等供暖技术。
再者，丹麦还将推动交通领域绿色能源的使用。一方面是改变人们的出行方式，减少对机动车的依赖，提高城市内绿色低碳出行的比重；另一方面，更多地利用生物燃油，将2020年的生物燃油占有率目标提高为10%；此外，还将为建造电动汽车充电站提供资助，推广电动车的使用，逐步推动交通领域的电气化转型。
另外，在摆脱对化石能源依赖的战略中，丹麦将继续支持绿色技术的研发和示范。为此，丹麦将2020年之前能源和气候领域的研发示范项目的预算加倍；建立绿色实验室、通过创新基金提高新的绿色技术市场的成熟度；建立公共的测试环境支持绿色技术研发，例如建立无化石燃料岛检测基地等。
除此之外，积极推动欧盟地区和全球绿色发展，将发挥丹麦绿色能源技术出口优势，同时欧盟和全球的绿色转型也将使丹麦其它企业竞争力被削弱的风险减小。为此，丹麦将努力促使欧盟温室气体减排目标的提高，推动欧盟实施能源和二氧化碳税最低标准，推动欧盟发展能源基础设施以容纳更多可再生能源。丹麦将在联合国等组织宣传绿色发展，加强温室气体减排和全球碳市场发展，同时也将支持发展中国家的绿色转型。
一、丹麦发展“低碳经济”成效显著，走在世界前列
丹麦是一个北欧小国，与大多数欧洲国家一样，能源自给率很低，在上世纪70年代以前，丹麦约93%的能源消费需要依赖进口。但70年代的两次世界石油危机让这个北欧小国逐渐意识到能源自给自足的重要性。从那时起，丹麦开始尝试改变过去依赖于传统能源的模式，在能源消费结构上努力实现从“依赖型”向“自力型”转变。从1980年起，丹麦掀起了两次能源革命，把发展低碳经济置于国家战略高度，并制定了适合本国国情的能源发展战略。随后，丹麦政府采取了一系列政策措施来推动零碳经济。
丹麦的一系列举措收效明显，从1980年至今，丹麦的经济累计增长了78%，能源消耗总量增长却几乎是零，二氧化碳气体排放量反而降低了13%。丹麦的绿色经验也向世界证明：提高GDP和改善人民生活水平，并不意味着要消耗更多能源。从1995年至今，哥本哈根的碳排放量已减少了逾40%。在这个过程中，不断制定新的发展目标并立法推进扮演着十分重要的角色。早在2009年，哥本哈根市通过了《哥本哈根2025年气候规划》，提出分两步建成碳中和城市：首先，到2015年使该市碳排放量比2005年减少20%，这一目标目前已提前实现；其次，到2025年实现零排放。现在，丹麦又雄心勃勃地提出了其2050年发展计划——到2050年，丹麦全国要完全摆脱对化石能源的依赖，100%使用可再生能源。
二、丹麦发展“低碳经济”的主要措施和成功经验
丹麦在发展“低碳经济”方面，积累了许多行之有效的成功经验和做法，概括起来主要有以下几条。
1、不断制定新的发展目标并立法推进。丹麦在发展低碳经济中，不断根据形势变化提出清晰和明确的低碳转型目标和战略。2009年就制定了到2050年完全摆脱化石能源消费的宏伟战略，并且在脚踏实地的进行实施，不是空谈。2020年他们的目标是风电占到全部发电的50%，可再生能源要占到全部能源消费的35%。在制定了一系列低碳经济发展目标后，丹麦政府又进一步加强立法来巩固既定政策的实施。自1993年通过环境税收改革的决议以来，丹麦逐渐形成了以能源税为核心，包括水、垃圾、废水、塑料袋等16种税收的环境税体制，具体举措则包括从2008年开始提高现有的二氧化碳税和从2010年开始实施新的氮氧化物税标准。与此同时，丹麦政府也对节能环保的产业与行为进行税收减免。
2、采取一系列政策措施鼓励可再生能源发展。丹麦是全球风电占全部发电量占比最高的国家，2013年发电量占到全部发电量32%，丹麦生物质能在全部能源消费中的比重也达到了18%。在可再生能源发展迅速的背后，是政府政策的强力推进，例如：利用财政补贴和价格激励；推动可再生能源进入市场，包括对“绿色”用电和近海风电的定价优惠；对生物质能发电采取财政补贴激励等。
3、建立了一套科学的可再生能源运行管理体系。目前丹麦已经是典型的分布式能源系统，具有未来电力系统的典型特征。过去是有限的几座大电站，现在已经变成了几百座分布式电站，除风电外，大部分以天然气和生物质能为燃料。丹麦50%电力是热电联产的电厂生产的，特别时期运行非常合理。丹麦热电联产普遍都有储热设施，把多余的热能存储起来，存满了就可以发电，这样的能源效率是非常高的。丹麦火电机组也具有非常强的灵活性，最低出力已可以降到最大出力的10%，这在我国是不可想象的。丹麦经验证明，可再生能源的规模化利用不仅需要有先进的技术产品，更重要的是先进的理念，并要建立适应可再生能源特点的能源运行和管理体系。
4、公私合营模式打造“零碳”世界。长期以来，公私部门和社会各界之间的有效合作（Public-Private Partnership）是丹麦绿色发展战略的基础。在发展绿色大型项目时，在商业中融合自上而下的政策和自下而上的解决方案，有效地促进了领先企业、投资人和公共组织在绿色经济增长中取长补短，更高效地实现公益目标。在这一领域，最为代表性的案例就是森讷堡的“零碳项目”。2007年，由丹佛斯公司倡导发起，森讷堡市政府、北欧联合银行基金、丹麦能源机构、以及包括丹佛斯在内的数家当地企业共同创建了森讷堡“零碳项目”，目标是在2029年之前，通过提高能效并改变能源结构，将森讷堡地区建设成零碳社区。而属于森讷堡的全丹麦最大企业丹佛斯也在这种模式之下，寻找到了新的商业机会——重塑区域能源（District Energy）。
三、我国应借鉴丹麦经验，实现经济的绿色低碳发展
近年来，我国可再生能源发展很快，特别是风电和光伏发电规模增加。与丹麦相比，我国能源供应主要是煤炭，非水电可再生能源在能源电力消费比重都比较低。特别近几年北方可再生能源丰富的地区，一方面大量燃烧煤炭，另一方面许多清洁电力无法并网的不合理现象普遍存在。这也表明我们还没有建立起适应可再生能源特点的电力运行管理体系，还没有建立起优先利用可再生能源的理念和意识。因此，我国急需借鉴丹麦经验，大力发展可再生能源，实现经济的绿色低碳发展。
丹麦萨姆斯岛能源学院—可持续的数字再生能源项目（图一）
丹麦萨姆斯岛能源学院—可持续的数字再生能源项目（图二）
丹麦萨姆斯岛能源学院—可持续的数字再生能源项目（图三）
丹麦萨姆斯岛能源学院—可持续的数字再生能源项目（图四）
丹麦萨姆斯岛能源学院—可持续的数字再生能源项目（图五）
丹麦萨姆斯岛能源学院—可持续的数字再生能源项目（图六）
