Большие батареи процветают. Как и опасения, что они загорятся

Как и в случае с любым предложением по развитию, оппозиция сообщества сложна и локализована. Хотя их легче спрятать, чем ветряные турбины или солнечные панели, аккумуляторные установки могут испортить вид, а строительство может создать шум или пыль. Но опасения по поводу безопасности стали мощным топливом для усилий оппозиции. Разработчики могут указать на данные, указывающие на то, что возгорания аккумуляторных батарей случаются редко, но соседи будут зацикливаться на неизвестном. Насколько редкость является редкостью? «Если произошли пожары и взрывы, люди свяжут это с инфраструктурой, предлагаемой в их сообществе», — говорит Саня Карли, содиректор Центра энергетической политики Кляйнмана Пенсильванского университета, изучающая сопротивление проектам чистой энергетики.

Большинство заголовков новостей о смертельных возгораниях аккумуляторов относятся к аккумуляторам для скутеров или электровелосипедов, которые могут стать опасными из-за некачественных компонентов или неправильного хранения. Сетевые батареи большего размера имеют лучший послужной список. Обычно они известны местным чиновникам и состоят из деталей проверенного происхождения. Анализ, проведенный Калифорнийской комиссией по коммунальным предприятиям, показал, что 2 процента сетевых хранилищ столкнутся с «серьезными инцидентами, связанными с безопасностью», причем наибольший риск будет наблюдаться в течение первых двух лет эксплуатации. Большинство других инцидентов устраняются быстро.

Но у сетевых батарей есть свои риски, о которых, по мнению некоторых экспертов, следует лучше объяснить потенциальным соседям. Гильермо Рейн, профессор пожарной науки в Имперском колледже Лондона, говорит, что отрасль проделала отличную работу, сделав пожары редкими, несмотря на присущую литий-ионной технологии нестабильность. Но меры безопасности все еще развиваются, добавляет он, и существуют значительные пробелы в нашем понимании того, как предотвратить и уменьшить воздействие самых катастрофических пожаров. «Мы играем в догонялки», — говорит он. «Риск неизвестен, и его необходимо измерить».

Искры, дуги и Пламя представляет опасность для любой электрической системы. Когда они происходят внутри или вокруг батареи, результат может быть катастрофическим. Когда пламя нагревает элемент батареи, один из повторяющихся компонентов более крупной батареи, выше определенной температуры, начинается химическая реакция, которая выделяет больше тепла, запуская тот же процесс в соседних ячейках. Тепловой выход может произойти всего за миллисекунды, прежде чем система сигнализации обнаружит дым или тепло. Огонь сначала распространяется на группу окружающих ячеек, которые имеют общую электронику, известную как модуль, а затем на другие, пока не загорится целая стойка с батареями.

Первый уровень пожарной безопасности предотвращает возникновение первоначальной искры. По словам Рейна, большая часть испытаний на огнестойкость предполагает выявление неисправностей в отдельных элементах аккумуляторной батареи, и отрасль, которая ежегодно производит миллионы таких элементов для всех видов энергетических применений, делает это хорошо, объясняет Рейн. Но поскольку для сетевых систем они объединяются в более крупные группы, тестирование становится более сложным, а путей возгорания становится все больше: утечки охлаждающей жидкости, замыкание электроники, неправильная установка. Не каждый путь можно воспроизвести в лаборатории, говорит Рейн, автор обзора стандартов безопасности аккумуляторов в 2020 году, который он называет «хаотичным».

По словам Рейна, в отсутствие обширных испытаний крупных сетевых батарей «фундаментом» проектирования безопасности в отрасли сетевых батарей являются корректировки в ответ на реальные инциденты. В их число входит система в Сюрпризе, штат Аризона, которая в 2019 году загорелась, а затем взорвалась после того, как средства пожаротушения смешались с горящими батареями, превратив склад, на котором они были установлены, в скороварку. Девять сотрудников службы экстренного реагирования получили ранения. Два года спустя недалеко от Джилонга, Австралия, во время испытаний вспыхнул пожар на крупнейшей на тот момент аккумуляторной установке — наборе Tesla Megapacks, сетевом накопителе энергии от производителя электромобилей. Сильный ветер перенес пламя с одного Megapack на соседнее устройство, и на тушение пожара ушло четыре дня.

В обоих случаях отрасль извлекла уроки: контейнеры для аккумуляторов все чаще конструируются таким образом, чтобы лучше избегать взрывов за счет удаления горючих газов, и делаются более изолированными, чтобы предотвратить распространение пламени из одного контейнера в другой. Элементы управления более доступны снаружи контейнера. Пожарным рекомендуется ограничить использование средств подавления, контролируя ситуацию и одновременно распыляя средства на прилегающую территорию, чтобы локализовать огонь. Принципы проектирования благоприятствуют сдерживанию пожара. Одиночный контейнер может загореться и фактически сгореть; цель состоит в том, чтобы предотвратить катастрофическое распространение и защитить лиц, оказывающих первую помощь.

Но стратегии борьбы с растущими пожарами, включая системы тушения или сдерживания пламени внутри контейнеров, различаются у разных производителей. «Я думаю, что еще существует множество инженерных разработок, которые считаются передовыми, но не полностью проверены», — говорит Стив Кербер, исполнительный директор Научно-исследовательского института пожарной безопасности, филиала Института страховщиков или UL, некоммерческой организации, которая создает наиболее широко используемые стандарты пожарной безопасности. Аккумуляторные системы, установленные Vistra Energy на бывшем заводе по добыче природного газа в Мосс-Лендинг, Калифорния, были отключены на несколько месяцев после инцидентов в 2021 и 2022 годах, когда случайно сработали системы теплоподавления, предназначенные для сдерживания теплового неконтроля, и батареи залили водой. это вызвало искрение и короткое замыкание.