高雄小港的三元能源科技超級電池工廠發生嚴重火災,造成多位員工與消防人員受傷。在全球能源轉型的潮流下,這起事故不僅震撼社會,也凸顯高能量密度鋰電池在大規模應用下的安全隱憂。筆者擬從火災專業角度,就鋰電池火災的理化性、致災原因、預防機制及現行消防對策來分析,期盼藉此汲取經驗,共同防範綠能科技災害。
鋰電池具有高度危險,主要來自其內部結構和化學組成。鋰離子電池包含易燃有機電解質、活性材料與精密隔離膜,當遭遇內部短路、機械損傷、過度充放電或製程瑕疵時,容易引發「熱失控」。
根據美國NFPA(國家消防協會)等國際機構研究,一旦熱失控啟動,便會產生大量可燃氣體,與空氣混合後易形成爆炸性氣體雲。更令人憂慮的是,鋰電池燃燒時會釋放氫氟酸、磷□氟等含有劇毒且具腐蝕性的氣體,不僅危及搶救人員健康,也增加後續處理的難度。
國際保險機構的實驗顯示,鋰電池火災具有明顯的「延遲反應」特性,電池即使初期未燃燒,仍可能因內部餘熱於數小時或數日後復燃甚至爆炸,滅火與災後監控的挑戰更大。因此即便火勢暫時受控,現場依然潛藏再次復燃的風險。
從原因來看,鋰電池火災的三大主因包括:物理損傷、過熱(充放電等)、電池管理系統故障。若電池管理系統設定不當或充電設備品質不佳,可能讓單體電池產生局部過熱。若倉庫通風不良,熱量無法及時排散,將大幅提升熱失控與火勢蔓延的風險。
針對預防措施,國際標準明確指出,鋰電池系統應採多重安全防線。首先,必須建置高效能電池管理系統,嚴格監控溫度、壓力、電流等關鍵數據,並能及時啟動預警與切斷裝置;同時,於電池模組間設置物理隔離層,減少熱失控蔓延風險。製造過程也應嚴格把關品質,降低內部缺陷導致事故的可能。倉儲設計上,大型鋰電池儲能設施須配備自動監控與警報系統,維持適當安全距離或設置防火牆,將潛在損害控制在最小範圍。
在消防滅火策略方面,國際經驗普遍認為「大量持續注水冷卻」是目前應對鋰電池火災最有效的實務方案,研究強調鋰電池內部能量可長時間積聚,只有長時間注水才能持續帶走熱量,防止熱失控擴散至尚未燃燒的模組。然而,水與部分電池材料反應可能產生氫氣,存在爆炸潛勢,但與熱失控帶來的系統性風險相比,持續冷卻仍為最佳選擇。
現場也必須多點布設有毒氣體與煙霧監測設備,將即時數據回傳監控中心,讓指揮官依據現場濃度、風向,靈活調整疏散及救援路線。初步撲滅後,需以熱成像儀監控,防止電池組再度升溫復燃。現場也應設水源中繼站,確保長時間冷卻作業不中斷。
第一線消防人員的防護尤其不可忽視,現場人員須配戴正壓空氣呼吸器、抗氫氟酸手套及防酸衣物,並配備氫氟酸與可燃氣體偵測儀器,最大程度保障人員安全與健康。
本次高雄超級電池工廠火警再次提醒我們,高階儲能產業雖有助於能源轉型,但也伴隨特殊且高難度的公共安全挑戰。政府與產業界應從設計、生產、安裝到運行維護,落實「全生命周期」的安全管理,並依國際實務強化風險評估與緊急應變規畫。
此外,消防單位應持續強化複合型滅火戰術的演練與教育訓練,做到「預防為主、應變為輔」。唯有持續提升技術能力、強化制度防線,才能在追求綠能產業發展的同時確保公共安全,讓儲能設施成為城市進步的基石,而非潛在風險的源頭。