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隨著國家淨零轉型政策推進與再生能源併網需求劇增， 百萬瓦級（MW/MWh） 大規模電池儲能系統（Battery Energy Storage Systems, BESS）及鋰電池回收設施在國內外迅速佈建。然而，鋰離子電池於極端狀態下之連鎖熱失控、高濃度劇毒重金屬釋放與延遲性爆炸風險，已徹底顛覆傳統工業火災搶救典範。本文依據 2026 年美國國際消防教官研討會（FDIC International） 中， 鋰電池安全專家Patrick Durham 主講之「大規模鋰電池事故的挑戰（Challenges of Large-Scale Lithium-Ion Battery Incidents）」專題成果， 深入剖析密蘇里州弗雷德里克敦回收廠、加州莫斯蘭丁與奧泰梅薩 BESS、亞利桑那州驚奇市爆炸等指標性重大災例。研究指出：鋰電池熱失控從初煙至閃燃僅需 36 秒，每度電（kWh）釋氣量達500 公升，且事故具長週期處置（如奧泰梅薩歷時 16 天、清理長達 2 年）與巨量耗水（單一貨櫃耗水 3 萬加侖）特性；天災引發之海水淹沒（Saltwater Inundation）亦為觸發延遲起火之關鍵新興誘因。據此，本文深入探討以電腦數值模型進行「羽流擴散模擬（Plume Dispersion Simulation）」於毒氣監測、就地避難與疏散決策之科學應用，並提出包含標識識別、爆炸防範、環境徑流監測、跨單位（如 EPA/DOT）協同及災後轉運在內之系統化防禦應變戰略，期為我國消防機關建構現代化儲能事故搶救指引提供重要實證準據。

關鍵字：大規模鋰電池事故（Large-Scale Li-ion Incidents）、電池儲能系統（BESS）、熱失控（Thermal Runaway）、羽流擴散模擬（Plume Dispersion Simulation）、海水淹沒起火、爆燃防範（Deflagration）、防禦性戰術

▎壹、前言

在全球加速能源轉型與追求碳中和的浪潮下， 定置型電池儲能系統（Battery Energy Storage Systems, BESS）已成為調節電網頻率、平衡再生能源間歇性供電之核心關鍵基礎設施。同時，隨著電動車市場的爆發性擴張，鋰電池製造、物流倉儲與廢舊電池回收處理設施之規模亦呈指數型增長。然而，高度集中的電化學能量一旦因內部缺陷、外部熱源、機械撞擊或天然災害觸發熱失控（Thermal Runaway），極易演變為連鎖性劇烈燃燒與氣體爆炸事故。

傳統消防搶救理論將結構火災視為可在數小時內藉由建立水源、射水冷卻而撲滅之事件。然而，近年國際間多起大規模鋰電池設施事故證實，這類新型態電化學災害具有「熱失控擴展極速（冒煙至閃燃僅 36 秒）」、「處置週期極長（動輒耗時數週至數月）」、「水資源消耗龐大（單一集裝箱需數萬加侖水）」、「劇毒重金屬與酸性氣體羽流擴散」以及「密閉空間延遲性爆燃（Deflagration）」等極端特性。前線消防人員在面對資訊不對稱與未知內部配置的情境下盲目進入，屢次引發嚴重傷亡悲劇。

為提升全球消防體系對大規模鋰電池事故的科學認知，2026 年美國國際消防教官研討會（FDIC International）邀請 StacheD Training 創始人、UL 消防安全研究所（UL FSRI）技術小組成員 Patrick Durham 隊長，以「大規模鋰電池事故的挑戰（Challenges of Large-Scale Lithium-Ion Battery Incidents）」為題發表專題研究成果。本研究旨在系統性綜整該課程之核心實證內容，透過多起國際指標性 BESS 及回收廠重大火災案例深度剖析災害動力學特徵，導入電腦羽流擴散模擬技術，並提出符合我國防救災實務之系統化應變策略與制度精進建議。

▎貳、大規模鋰電池事故災害動力學與指標性案例分析

相較於單一車輛或小型 3C 電池，百萬瓦級（MW/MWh）大規模鋰電池設施事故之火災動力學具有極高的突發性與毀滅性。UL FSRI 與相關研究機構之實測數據指出，鋰電池在熱失控初期釋放第一縷煙霧至發生全面閃燃（Flashover）的時間僅需 36 秒，相較於傳統合成家具火災的 4分 5 秒，其發展速度快了近 7 倍。此外，電池失效分解過程中，每千瓦時（kWh）容量估計可釋放高達 500 公升之高溫可燃且具急毒性氣體（包含氫氣 H2、一氧化碳 CO、氟化氫 HF 及氰化氫HCN 等）。

一、國際重大鋰電池與儲能設施火災案例剖析

課程中深入剖析了近年發生於美國境內之多起指標性重大事故，具體揭示了現場搶救所面臨之多維挑戰：

▎表 1、國際重大鋰電池儲能設施與回收處理廠火災案例綜合研析表

除內部故障外，極端氣候引發之天然災害（尤其是颱風、颶風帶來的洪澇）已成為觸發鋰電池火災之主要新興誘因。實證數據揭示，其核心危害機制在於「海水淹沒（Saltwater Inundation）」：含鹽分之海水屬於強電解質導電液體，滲入密封電池包或儲能模組內部後，會破壞絕緣層並在電極間形成持續性微短路，伴隨電解水產生氫氣與熱量，最終觸發延遲性熱失控。

歷史災害監測數據顯示此類風險呈現快速攀升趨勢：2012 年珊迪颶風（Hurricane Sandy） 引發 17 起插電式油電混合車（PHEV）火災；2022 年伊恩颶風（Hurricane Ian） 引發 21起電動車火災；2023 年伊達利亞颶風（Hurricane Idalia） 記錄 4 起； 至2024 年颶風季已累計超過 15 起電動車起火案例。在相關長期監測中，因海水淹沒引發之鋰電池火災總數達 82 起（其中 16 起為電動車，其餘涵蓋電動滑板車、平衡車、高爾夫球車及家用電池備用電源等）。此類火災常發生於車輛或設備處於停放靜止（Parked/Inactive）狀態，甚至在洪水退去數小時至數天後才突然起火，對災後復原與拖吊暫存帶來高度不確定性。

▎參、羽流擴散數值模擬於大規模事故應變之應用

面對大型鋰電池設施燃燒所產生之巨量黑色有毒煙羽，傳統僅憑現場目視或單點氣體偵測之指揮決策模式已無法滿足公共安全防護需求。在密蘇里州弗雷德里克敦（Fredericktown） 電池回收廠大火中，電腦「羽流擴散模擬（Plume Dispersion Simulation）」展現了作為跨單位應變決策工具之關鍵價值。（圖2）

於弗雷德里克敦火災（2024 年10月30 日 14:00 至 15：00 CDT 最劇烈燃燒期）中，環境保護與應變單位利用大氣擴散模型，結合即時氣象數據（風向、風速、大氣穩定度與地表粗糙度）與燃燒源排放通量，建立有害物質之三維空間擴散圖譜：

（一）擴散路徑精準鎖定：模擬顯示煙霧羽流自設施起火點以高濃度核心向北至東北（NNE）方向推進，直接跨越當地主要交通動脈（MO 67 號與 MO72 號州道交匯處），並在 1 小時內向外延伸數公里。

（ 二） 整合質量濃度分級： 模型以色彩階度量化空氣中懸浮污染物之綜合質量濃度（mass/m³）， 從外圍邊界之3.2×10-17 mass/m³、過渡區之1.0×10-10 至 1.0×10-12 mass/m³，向上飆升至核心區域超過3.2×10-9mass/m³。濃度隨距離呈現指數級衰

減，清晰界定高危害核心區與外圍影響區。

二、羽流模擬輔助消防指揮決策之四大維度

羽流擴散模擬技術將無形且具毒性的大氣威脅轉化為具備地理資訊（GIS）座標之量化可視化圖層，具體賦能指揮體系以下決策優勢：

（一）精確預警受威脅敏感受體：透過疊合地理圖資，指揮官能精準識別位於下風處之社區、學校、長照機構及重大交通樞紐，避免盲目實施全區疏散或延誤下風處居民防護。

（二）科學化發布公共防護指令：依據羽流濃度等級，指揮部得做出符合比例原則之防護決策：於核心高濃度區下達強制疏散令（Evacuation Order），於中低濃度外圍擴散區則發布「就地避難（Shelter-in-Place）」並關閉門窗與空調換氣系統。

（三）優化跨機關資源調度與採樣佈點：與環境部（EPA）現場應變協調員（On-Scene Coordinator, OSC） 無縫對接，指引空氣監測小組於羽流邊界與敏感點佈設移動式採樣器，即時監控氟化氫（HF）、一氧化碳（CO） 及重金屬沉降量。

（四）評估次生環境污染與滅火徑流水控制： 羽流模擬結果為災後環境復原提供指標，輔助環保單位監測周邊土壤沉積物與消防滅火徑流水（Water Runoff），防止高濃度重金屬與氟化物滲入地下水層與灌溉水系。

▎肆、大規模鋰電池事故搶救戰術原則與安全防護

基於火災動力學實證與案例教訓，大規模鋰電池事故之搶救思維已從傳統之「積極攻堅滅火」轉向「長時間防禦控制、環境風險管理與延遲爆炸防範」。前線處置人員必須嚴格恪守以下五大戰術核心原則：（圖3）

一、事故識別與資訊不對稱消除

多起重大事故之共同肇因在於第一線人員抵達時未能即時獲知內部存放有巨量鋰電池。為消除此致命資訊缺口，應變作為包括：

（一）推動新式危險品標誌：國際消防界正積極倡議於儲能與電池設施外部張貼專屬危險物品標識（如標註「10」號之電池專用 Placard），以利第一時間目視辨識。

（ 二） 查閱搶救預案（Pre-plans） 與即時聯繫廠方：指揮官應於出勤途中或抵達第一時間調閱場所安全資料表（SDS）及應變預案，並責成廠方技術代表（SME）立即到場說明系統容量（MWh）、荷電狀態（SOC）、冷卻系統運作現況及切斷高壓電（HV Disconnect）之程序。

二、防禦作戰戰術：周邊防護與管理性燃燒

面對百萬瓦級儲能設施火災，盲目出水攻堅往往徒勞無功。密西根州斯坦迪什事故實測撲滅單一集裝箱即耗水 3萬加侖（約 113.5 噸），且在加州奧泰梅薩火災中，火勢受控歷時達 16 天。實證戰術指引明確規範： 當確認無人命受困且內部已處於活躍燃燒狀態時， 指揮官應採取「防禦性控制（Containment）」戰術—保持安全退避距離，部署固定式砲塔或移動式遙控水線，對受波及貨櫃周邊實施持續性大流量射水降溫與防護隔離，同時允許受災儲能模組進行「管理性燃燒（Allow ESS to Burn）」，直至電化學反應完全耗盡。

三、密閉空間爆炸風險管理（防範爆燃與爆轟）

亞利桑那州驚奇市事故給全球消防界最沉痛的教訓在於：儲能機櫃或貨櫃內部在熱失控未完全燃燒時，會迅速累積達爆炸極限之高濃度氫氣與烴類混合氣。若在通風不足或未經偵檢下貿然開啟大門，外部新鮮空氣湧入將瞬間引發劇烈爆燃（Deflagration）。安全操作準則：嚴禁救災人員隨意開啟密閉儲能貨櫃大門或破壞箱體結構。若必須接近，應於上風處利用熱顯像儀（TIC）量測外殼溫度梯度，搭配遠端可燃性氣體監測儀評估 LEL 數值；若發現可燃氣體濃度過高且內部持續升溫，全體人員必須撤離至安全警戒線外（至少100 公尺以上）。

四、有害氣體監測與個人全套防護標準

鋰電池燃燒釋放之化學毒性具致命威脅。現場應使用專用化災偵檢儀器持續監測 CO、H2、HCN 及 HF：

（一）氟化氫（HF）之極端毒性：HF 濃度達50 至 250 ppm 時，數分鐘內即可致人於死。其微粒接觸人體汗水轉化為強酸，具骨骼溶解性與全身鈣離子阻斷毒性。

（二）呼吸防護鐵則：所有現場作業人員（包含外圍警戒、下風處監測及後續殘火清理人員）必須全程佩戴自給式空氣呼吸器（SCBA），嚴禁提早脫除面罩。

（三）現場初步洗消（Gross Decon）：人員脫離熱區後，必須於現場立即利用水霧徹底洗滌防護裝備表面附著之重金屬（鎳、鈷、錳）與氟化物粉塵，裝備袋裝封存送洗，返隊後立即全面淋浴。

五、災後復原、環境控制與長期運輸規範

大型 BESS 事故之處置並非火勢熄滅即告結束。奧泰梅薩事故之殘骸清理與拆除歷時近 2 年。在災後復原階段，消防體系需與環境保護主管機關及交通運輸主管機關（DOT）緊密協作：

（一）滅火徑流水截流測試：佈設攔油索與吸附設施，嚴格監測並抽取滅火徑流水，防止含高濃度重金屬與氟化氫之廢水滲入公共排水系統或自然水體。

（二）受損電池特別運輸許可（DOT Special Permit）：受高溫與熱失控損壞之巨量鋰電池模組，內部仍存在大量無法釋放之電能（Stranded Energy），具高度延遲復燃風險。運轉轉移前必須申請特殊危險品運輸許可，並以專用防火防爆容器由專業危險事業廢棄物承包商進行封裝轉運。

（三）大規模鋰電池事故應變三大核心法則（圖4）

1.資訊先行，防範氣爆：推動專屬危險品標誌，查閱預案並聯繫廠方專家，嚴禁盲目開啟密閉貨櫃大門以杜絕爆燃。

2.防禦作戰，羽流決策：確立管理性燃燒與周邊防護思維，導入電腦羽流擴散模擬，精準下達疏散與就地避難指令。

3.全程防護，環境監測：全員全程佩戴SCBA 並落實現場初步除污，嚴密監控氟化氫（HF）及滅火徑流水重金屬污染。

▎伍、我國消防機關搶救策進建議

借鑑美國 FDIC 2026 之最新實證研究與國際指標案例，針對我國當前推動能源轉型所面臨之儲能設施安全管理與消防搶救機制，提出以下四大具體策進方向：

一、完善法規標示制度，推動「儲能專屬危害風險標示」

建議依據「消防法」第21 條之2，規範達一定容量（如 100 kWh 以上）之定置型 BESS、電動車充電站及電池回收廠，於出入口明顯處設置「危害風險標示板」，以利救災辨識。並建議引進國際標準之專屬危險物品標識（如標註電池容量、化學成分之專屬標籤），並於出入口設置標準「緊急應變資訊箱（Knox Box）」，內附系統單線圖、高壓斷電位置及原廠 24 小時聯絡窗口，徹底根絕救災現場之資訊盲區。

二、建構本土化「羽流擴散數值模擬」即時輔助決策平臺

當發生大規模電池火災時，協請環境部化學物質管理署透過專業擴散模型（如 ALOHA 或專業 CFD 模擬軟體），產出下風處毒氣羽流覆蓋圖譜，輔助現場指揮官精準劃定警戒區、疏散下風處社區或發布就地避難 CBS 警訊。

三、修訂搶救指導原則，確立「防禦性管理性燃燒」戰術準則

修訂現行「搶救電動車與儲能系統安全指導原則」，破除「必須持續灌水直至完全冷卻」之單一迷思。明定當儲能機櫃發生深層熱失控且無立即人命危害時，指揮官應轉採「建立安全間距（至少 100 公尺）、外圍水幕防護、允許管理性燃燒」之防禦戰略，並增列密閉貨櫃開門作業之安全檢查表（Checklist），杜絕類似亞利桑那州驚奇市之爆燃傷亡重演。

基於本研究之科學實證與前瞻戰術分析，針對現行「搶救電動車與儲能系統安全指導原則」(111 年版)，筆者將美國最新實證研究成果與現行指導原則內容相比對，提出以下具體修訂建議方向，詳如表2：

▎表2、現行指導原則具體修訂建議方向對照表

▎陸、結論

大規模鋰電池儲能設施與回收處理廠事故，代表著現代消防體系所面臨之全新電化學災害型態。這類火災不再僅僅是單純的燃燒抑制問題，而是深度交織著化學分解動力學、極速熱失控傳播、密閉空間氣體爆炸、跨區域大氣毒性羽流擴散以及長期環境生態衝擊之複合型重大危機。

立足於科學實證研究，我國消防搶救體系必須與時俱進，摒棄傳統經驗主義之盲目灌水思維，全面導入以「資訊透明化、羽流數值決策、防禦性管理燃燒、全程呼吸防護與跨機關長效復原」為支柱之現代化電化學災害防救典範，方能在守護國家綠能永續發展的同時，構築起確保第一線救災人員生命安全之堅固防線。