火災風險評估
整理者: 消防設備師 曹銘嘉, 消防設備士 黃明忠, 賴哲民(大學教授退休)
火災風險評估是儲能系統安全管理的核心工具,透過系統化的方法辨識危害、評估風險、 制定控制措施,從而在設計、建造、運行的全生命週期中,將火災風險降至可接受水平。 本節介紹依據內政部消防署「風險評估技術指引」的標準流程與技術方法。
風險評估流程
針對儲能系統,需辨識包括:電池製造、運輸、安裝、調試、運行、維護、退役等各階段作業, 以及電池模組、BMS、PCS、冷卻系統、消防系統等各子系統工程。
識別可能導致火災的危害因素及其潛在後果:
- 電氣危害: 過充、過放、短路、絕緣破壞
- 熱危害: 冷卻系統失效、環境溫度過高、熱失控
- 機械危害: 撞擊、擠壓、震動
- 化學危害: 電解液洩漏、有毒氣體產生
- 後果: 人員傷亡、財產損失、環境污染、業務中斷
盤點現有的安全防護措施:
- 主動防護: BMS監控、溫度感測器、氣體偵測器、自動滅火系統
- 被動防護: 防火區劃、防爆牆、洩壓板、防火材料
- 管理措施: 標準作業程序、定期檢查、人員培訓、應變計畫
使用風險矩陣,結合嚴重度(Severity)與可能性(Probability), 量化每項危害的風險等級(詳見下方風險矩陣)。
依據風險評估結果,制定控制措施,優先順序為:
- 1. 消除危害: 選用更安全的電池類型(如LFP取代NMC)
- 2. 工程控制: 增設偵測系統、改善冷卻系統、強化防火區劃
- 3. 管理控制: 制定SOP、加強培訓、定期檢查
- 4. 個人防護: 消防人員配備專業裝備
重新評估實施控制措施後的風險等級,確認殘餘風險是否降至可接受水平(通常為低風險或輕度風險)。 若仍不可接受,則需進一步強化控制措施或考慮風險轉移(如保險)。
風險矩陣
| 可能性 ↓ 嚴重度 → | S1 輕度 | S2 中度 | S3 嚴重 | S4 重大 |
|---|---|---|---|---|
| P4 - 極可能 | 中度風險 (3) | 高度風險 (4) | 重大風險 (5) | 重大風險 (5) |
| P3 - 可能 | 低度風險 (2) | 中度風險 (3) | 高度風險 (4) | 重大風險 (5) |
| P2 - 不太可能 | 輕度風險 (1) | 低度風險 (2) | 中度風險 (3) | 高度風險 (4) |
| P1 - 極不可能 | 輕度風險 (1) | 輕度風險 (1) | 低度風險 (2) | 中度風險 (3) |
嚴重度定義:
- S1 輕度: 輕微財損,無人員傷害
- S2 中度: 中等財損,輕傷
- S3 嚴重: 重大財損,重傷
- S4 重大: 巨額財損,死亡或多人重傷
可能性定義:
- P1 極不可能: 幾乎不會發生
- P2 不太可能: 偶爾可能發生
- P3 可能: 有時會發生
- P4 極可能: 經常發生
風險評估技術方法
在設計初期,快速識別系統中的主要危害源及其潛在後果。
適用: 儲能系統設計階段,快速篩選高風險項目
依據標準、規範或經驗,逐項檢查系統是否符合安全要求。
適用: 日常檢查、驗收測試、定期審核
提出「如果發生XX情況,會有什麼後果?」的問題,腦力激盪可能的異常情境。
適用: 探索非常規風險,補充其他方法的盲點
系統化地檢查流程參數(如溫度、壓力、電流)的偏離,分析其原因與後果。
適用: 複雜流程系統,如冷卻系統、電力系統
從頂端事件(如火災)出發,逐層向下追溯可能的基本原因,建立邏輯樹。
適用: 深入分析特定事故的根本原因,量化失效機率
逐一分析系統各組件的失效模式、影響及偵測方法,計算風險優先數(RPN)。
適用: 設備可靠性分析,預防性維護計畫制定
從初始事件出發,依據各層防護措施的成功或失敗,推演可能的事故發展路徑。
適用: 評估多層防護系統的有效性,優化應變策略
連續問「為什麼」五次,層層深入,找出問題的根本原因。
適用: 事故調查,根本原因分析
案例分析範例
1. 危害辨識
冷卻風扇故障 → 電池溫度持續上升 → 觸發熱失控 → 火災
2. 現有防護
- ✓ BMS溫度監控
- ✓ 高溫警報
- ✓ 自動斷電保護
3. 風險評估
嚴重度: S4 (重大) - 可能導致火災、人員傷亡
可能性: P2 (不太可能) - 有備用風扇與監控
風險等級: 中度風險 (3)
4. 控制措施
- 增設N+1備用風扇
- 定期維護檢查風扇狀態
- 強化BMS溫度閾值設定
- 建立遠端監控與自動通報機制
5. 殘餘風險
可能性降至: P1 (極不可能)
新風險等級: 低度風險 (2) - 可接受
- 系統化方法: 採用標準化流程與工具,避免主觀判斷遺漏
- 全生命週期: 從設計、建造、運行到退役,每階段都需評估
- 多專業協作: 結合電氣、機械、化學、消防等領域專家
- 持續改進: 定期重新評估,納入新技術、新案例、新標準
- 文件化: 完整記錄評估過程與結果,作為決策依據與法規遵循證明