Pożar magazynu energii w Nowym Jorku: czyli o tym, że chemia ma znaczenie

• Pożar w hrabstwie Orange pokazał, że bezpieczeństwo magazynów energii zależy nie tylko od skali instalacji, ale przede wszystkim od zastosowanej chemii ogniw.
• Długotrwałe tlenie się obiektu podważa narrację o pełnej kontroli nad nowoczesnymi systemami bateryjnymi.
• Zdarzenie ponownie uruchomiło globalną debatę o realnych ryzykach technologii Li-Ion w infrastrukturze krytycznej.

Kilkudniowy pożar?

Do pożaru doszło w piątek około godziny 22:30 w obiekcie magazynowania energii firmy Convergent, zlokalizowanym w miejscowości Warwick. Trzy dni po wybuchu ognia władze lokalne potwierdziły, że instalacja wciąż się tli, a czujniki termiczne wykazują emisję ciepła.

Jednocześnie przedstawiciel spółki twierdził, że pożar został ugaszony w ciągu 24 godzin, zaś władze gminy nazwały te zapewnienia nonsensem. Jak podkreślano, ogień stopniowo słabł, ale utrzymywał się przez kilka dni, co samo w sobie stanowiło poważny problem z punktu widzenia bezpieczeństwa publicznego. W branży rozgorzała dyskusja o konieczności dostosowania starszych systemów do nowych, bezpieczniejszych standardów.

Pamiętaj chemiku młody…

Przyczyna pożaru nie została jeszcze oficjalnie potwierdzona, jednak wstępne ustalenia wskazują na uszkodzenie obudowy i przedostanie się wody do systemu magazynowania energii, który był wykonany z ogniw Li-Ion. W przypadku baterii litowo-jonowych to wyjątkowo niebezpieczny scenariusz. Lit może reagować z wodą, prowadząc do zapłonu i zapoczątkowania trudnego do opanowania pożaru. To właśnie taka reakcja często uruchamia lawinę procesów, których nie da się zatrzymać standardowymi metodami gaśniczymi.

Jedna z głównych przyczyn zagrożeń dla ogniw litowo-jonowych związana jest ze zjawiskiem ucieczki termicznej. Jest to reakcja łańcuchowa zachodząca wewnątrz baterii, spowodowana naturą materiałów użytych w jej składzie chemicznym. Co istotne, nie wszystkie technologie Li-ion charakteryzują się taką samą podatnością na to zjawisko. Skład chemiczny katody ma kluczowe znaczenie dla przebiegu i intensywności ucieczki termicznej.

Ucieczka termiczna prowadzi do gwałtownego wzrostu temperatury, uwalniania tlenu oraz intensywnego spalania materiałów aktywnych. W praktyce oznacza to, że pożar może sam się podtrzymywać i być niezwykle trudny do ugaszenia. Co też może tłumaczyć doniesienia o kilkudniowym pożarze w Warwick.

Poniżej na wykresie zaprezentowano temperatury jakie wydzielają ogniwa podczas ucieczki termicznej. Najbezpieczniejsze są ogniwa LFP i całe szczęście, to one obecnie są najczęściej używanymi w instalacjach. 

Źródło: SNL

Drugi pożar w tym samym miejscu

Co istotne, nie jest to pierwszy pożar w tej lokalizacji. W 2023 roku ten sam obiekt również stanął w płomieniach, co skłoniło władze Warwick do wprowadzenia moratorium na budowę nowych magazynów energii. Firma Convergent zapewnia, że po tamtym zdarzeniu baterie zostały wymienione i przeszły testy z udziałem niezależnych podmiotów. Jednak może pora na skorzystanie z bezpieczniejszej technologii?

Tym bardziej, że wielkoskalowe magazyny energii są jednym z filarów polityki klimatycznej Nowego Jorku. Mają stabilizować system elektroenergetyczny, bilansować produkcję z OZE i dostarczać energię w momentach największego zapotrzebowania. Obiekt w Warwick został zaprojektowany jako zapasowe źródło energii dla około 7,5 tys. gospodarstw domowych, więc jego rola już teraz jest znacząca.

Źródła: własne, Sandia National Laboratories, times union