Jak gasić pożary magazynów energii? Woda nie jest najlepszym rozwiązaniem

Transformacja energetyczna przynosi nowe technologie, ale także nowe zagrożenia. Bateryjne magazyny energii stają się filarem nowoczesnych systemów energetycznych. Jak jednak pokazują przykłady z ostatnich miesięcy, czasami dochodzi w nich do pożaru. To, co w przypadku zwykłego ognia wydaje się oczywiste, czyli sięgnięcie po wodę, w przypadku baterii litowo-jonowych może jedynie pogorszyć sprawę.

Pożary magazynów energii – przykłady

Bateryjne magazyny energii są filarem przyszłości energetyki. Ich rozwój nadal jednak znajduje się na stosunkowo wczesnym etapie. W wielu regionach świata systemy te wdrażane są równolegle z tworzeniem odpowiednich regulacji technicznych, norm bezpieczeństwa i procedur operacyjnych. W efekcie sposób projektowania, instalacji i zarządzania magazynami energii bywa bardzo zróżnicowany. A to otwiera pole dla ryzyk, które dopiero uczymy się w pełni rozumieć i kontrolować.

Jednym z najpoważniejszych zagrożeń są pożary, które choć statystycznie rzadkie, mogą mieć katastrofalne skutki, zarówno finansowe, jak i środowiskowe. Wynikają one z wielu czynników, często nakładających się na siebie. Najczęstsze przyczyny to:

• przegrzanie ogniw litowo-jonowych i efekt termicznego rozbiegania się,
• błędy projektowe – niewłaściwe rozmieszczenie modułów lub brak skutecznych systemów chłodzenia i detekcji,
• usterki produkcyjne lub uszkodzenia mechaniczne baterii,
• niewłaściwa eksploatacja lub brak regularnej konserwacji,
• niewystarczające procedury przeciwpożarowe i brak szkoleń dla personelu.

Poniżej przywołujemy kilka najgłośniejszych przykładów z ostatniego roku, które zwróciły uwagę ekspertów, regulatorów i inwestorów na konieczność podniesienia standardów bezpieczeństwa w sektorze magazynowania energii:

• Moss Landing w Kalifornii – w jednym z największych na świecie magazynów energii doszło do poważnego pożaru. Obiekt należący do firmy Vistra Energy, zlokalizowany nad Zatoką Monterey, został ewakuowany, a pobliskie drogi i szkoły czasowo zamknięte.
• Otay Mesa w Kalifornii – w magazynie energii Gateway Energy Storage doszło do pożaru, który trwał aż pięć dni. Był on trudny do opanowania, ponieważ baterie litowo-jonowe ulegały kolejnym samozapłonom. Strażacy musieli wycofać się z bezpośredniej akcji gaśniczej ze względu na ryzyko eksplozji.
• Wenzhou – w jednym z chińskich projektów BESS na etapie testów doszło do gwałtownego pożaru, który całkowicie zniszczył kontenerową instalację.
• Hwaseong – tragiczny pożar w fabryce baterii firmy Aricell doprowadził do śmierci 23 osób. Incydent rozpoczął się od eksplozji jednego z ogniw na linii produkcyjnej i w krótkim czasie objął cały budynek. Choć nie był to typowy magazyn energii, wydarzenie unaoczniło skalę zagrożenia, jakie niesie niekontrolowana reakcja chemiczna w dużych ilościach ogniw litowo-jonowych.

Pożar baterii – dlaczego to nie jest zwykły ogień?

Bateryjne systemy magazynowania energii różnią się istotnie od tradycyjnych urządzeń elektrycznych. Gdy dochodzi do awarii, jednym z największych zagrożeń jest tzw. thermal runaway – reakcja łańcuchowa, w której ciepło uwalniane przez jedno ogniwo prowadzi do przegrzania kolejnych. To zjawisko może skutkować nie tylko rozprzestrzenianiem się pożaru, ale również eksplozją (jeśli gazy nagromadzone w obudowie zapalą się).

Mishaal SyedNaveed, starszy inżynier ds. ochrony przeciwpożarowej w Wärtsilä Energy Storage, tłumaczy: „Mamy do czynienia z dwoma głównymi zagrożeniami: klasycznym pożarem i potencjalną eksplozją. Polewanie baterii wodą może tylko pogorszyć sytuację, doprowadzić do zwarcia, łuku elektrycznego, a w skrajnych przypadkach nawet do wybuchu”.

Chłodzenie zamiast gaszenia

Zamiast bezpośredniego ataku na płonący magazyn, eksperci rekomendują podejście defensywne, skoncentrowane na izolowaniu ognia i ograniczaniu jego rozprzestrzeniania. Najważniejszy cel to zapobieganie eskalacji thermal runaway i ochrona sąsiednich modułów. Jak wyglądają zalecenia w praktyce?

• Nie wchodź do wnętrza obudowy baterii.
• Nie kieruj strumienia wody bezpośrednio na źródło ognia.
• Skorzystaj z dyszy w trybie „mgły”, by rozpraszać wodę i schładzać otoczenie pośrednio.

„Nie trzeba polewać baterii bezpośrednio – wystarczy chłodzić sąsiednie moduły, by powstrzymać reakcję łańcuchową” tłumaczy SyedNaveed. „Zmiana kąta i wzoru rozpylania wody to prosta, a skuteczna zmiana podejścia.”

Projektowanie systemów z myślą o bezpieczeństwie

Fundamentalnym elementem strategii prewencyjnej jest projektowanie magazynów energii z odpowiednimi odstępami pomiędzy modułami. Przestrzenna separacja ogranicza możliwość przenoszenia się ognia i pozwala na efektywne chłodzenie. Coraz więcej producentów, takich jak Wärtsilä, współpracuje też z organizacjami branżowymi (np. Fire & Risk Alliance), by szkolić strażaków. W ramach warsztatów pierwsza linia reagowania poznaje techniczne aspekty pracy baterii, potencjalne scenariusze awarii i skuteczne metody ograniczania ryzyka.

„Mamy do czynienia z nowym typem zagrożenia – dlatego szkolimy strażaków, by rozumieli, z czym mają do czynienia,” mówi SyedNaveed. „Najlepiej, gdy doświadczeni strażacy uczą innych strażaków – to buduje zaufanie i skuteczność.”

Regulacje kontra technologia

Choć standardy bezpieczeństwa dla magazynów energii są sukcesywnie wdrażane, w wielu regionach świata prawo wciąż nie nadąża za tempem rozwoju technologii. Obecnie w USA za wzorzec przyjmuje się normę NFPA 855 – modelowy kodeks przeciwpożarowy dla systemów magazynowania energii.

To właśnie ta norma staje się międzynarodowym punktem odniesienia i zyskuje uznanie również poza granicami Stanów Zjednoczonych. Mimo to, jak podkreśla SyedNaveed, samo przyjęcie przepisów to za mało. Kluczowe znaczenie mają „testy, weryfikacja projektów i współpraca między inżynierami a służbami ratowniczymi”.

Mniej strachu, więcej wiedzy

Ogień w bateryjnym magazynie energii nie musi oznaczać katastrofy. Podstawą jest zrozumienie, jak działa technologia i jak należy na nią reagować. Zamiast panicznie sięgać po wodę, warto zaufać wypracowanym przez ekspertów procedurom. „To nie są tykające bomby,” uspokaja SyedNaveed. „Dobrze zaprojektowany system i przeszkolony zespół mogą zapobiec tragedii”. Rozwój odnawialnych źródeł energii i magazynowania jest nieunikniony. Ale tylko wtedy, gdy bezpieczeństwo pójdzie w parze z technologią i wiedzą tych, którzy w razie awarii będą pierwsi na miejscu zdarzenia.

Źródło: ess-news.com