ماذا يحدث بعد الحريق؟ الخطة البديلة لتخزين الطاقة تتطلب التفكير خارج الصندوق

Sep 13, 2024 ترك رسالة

في 5 سبتمبر، بالتوقيت المحلي، اشتعلت النيران في نظام تخزين طاقة البطارية في إسكونديدو، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية. وقال رئيس إدارة الإطفاء المحلية إن رش الماء على بطارية تخزين الطاقة المحترقة بالفعل قد يؤدي إلى تفاقم المشكلة، لذلك تركز تدابير التدخل بشكل أساسي في المنطقة المحيطة بالحريق، وهو ما يتماشى مع أفضل الممارسات الحالية للتعامل مع حرائق بطاريات الليثيوم. في أفضل الأحوال، سوف تنطفئ النيران من تلقاء نفسها في حوالي 12 ساعة، وفي أسوأ الأحوال، ستكون حوالي 48 ساعة.

20240913130720

يُقال إن منشأة تخزين الطاقة تم بناؤها في عام 2017 وتستخدم نظام تخزين الطاقة Advancion من AES. بسعة 30 ميجاوات / 120 ميجاوات في الساعة، كانت أكبر محطة طاقة لتخزين طاقة البطاريات في العالم في ذلك الوقت. تسبب حادث الحريق في إخلاء أكثر من 500 شركة وتعليق العديد من المدارس القريبة من الدراسة. على الرغم من أن الفنيين قاموا بقياس قراءات الغلاف الجوي في غضون 5 أقدام من موقع الحادث وقالوا إنهم لم يجدوا قراءات غير طبيعية تشير إلى أن الدخان السام وصل إلى مستويات غير طبيعية، إلا أن السكان المحليين ما زالوا في حالة ذعر. وقال مصدر آخر إن نظام تخزين الطاقة الذي اشتعلت فيه النيران هذه المرة يستخدم بطاريات الليثيوم الثلاثية. وفي هذا الصدد، قال العديد من الأشخاص في الصناعة إنه كان متوقعًا. عند تحليل حوادث حرائق تخزين الطاقة المختلفة في الخارج في السنوات الأخيرة، ظهرت بطاريات الليثيوم الثلاثية بشكل متكرر. انطلاقًا من وضع السوق، تحول مسار التكنولوجيا السائد المحلي إلى تقنية فوسفات الحديد الليثيوم، ولكن لا يزال هناك عدد كبير من أنظمة تخزين طاقة بطاريات الليثيوم الثلاثية قيد الاستخدام في الخارج. نكتة الجحيم في الصناعة حول بطاريات الليثيوم الثلاثية في الخارج مناسبة جدًا: أ: في غضون بضع سنوات، لن تكون هناك حاجة للقلق بشأن اشتعال نظام تخزين الطاقة. ب: لماذا؟ ج: لأن بطارية الليثيوم الثلاثية آمنة بمجرد احتراق كل الطاقة المخزنة فيها. اعترف أحد أعضاء فريق عمل إحدى شركات تخزين الطاقة بأنه على الرغم من أن أداء السلامة الحالي لليثيوم الثلاثي غير مرضٍ، فلا ينبغي لنا أن نكون واثقين بشكل مفرط في فوسفات الحديد الليثيوم. بعد كل شيء، هناك العديد من أنظمة تخزين الطاقة التي تستخدم بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم التي اشتعلت فيها النيران. على الرغم من أن الصناعة تواصل تعزيز الوقاية من السلامة والتحكم في تخزين طاقة بطاريات الليثيوم في مجالات مختلفة مثل الخلايا والبطاريات والأنظمة والتحكم في درجة الحرارة والحماية من الحرائق وما إلى ذلك، إلا أنها تستكشف بنشاط أيضًا حلولًا بديلة أخرى أكثر موثوقية. ومع ذلك، لا يزال "على مسافة قصيرة" من السلامة المطلقة الحقيقية. في الوقت نفسه، تأثرًا بانخفاض سعر المواد الخام لليثيوم، واجه تطوير تخزين الطاقة الكهربائية بالصوديوم أيضًا مطبات. على الرغم من أن السوق اختارت أخيرًا نظام تخزين طاقة فوسفات الحديد الليثيوم بعد عمليات الوزن المتكررة، إلا أن صناعة السلامة الداعمة تطورت أيضًا. ومع ذلك، فإن التقارير المستمرة عن حوادث حريق بطاريات الليثيوم المختلفة لا تزال تجهد أعصاب الممارسين. كيف يمكننا جعل أنظمة تخزين الطاقة أكثر أمانًا؟ هذا السؤال يعذب جميع المشاركين من الأوساط الأكاديمية إلى السوق، من المستخدمين إلى البحث والتطوير. على الجانب الآخر من انتشار القلق، تتطور طرق تكنولوجيا تخزين الطاقة المتخصصة الأخرى مثل تخزين طاقة بطارية التدفق وتخزين طاقة بطارية الرصاص ذات الحالة الصلبة OPzV وتخزين طاقة ثاني أكسيد الكربون "بشكل فريد". تستخدم بطاريات التدفق الماء كمذيب إلكتروليت لتخزين الطاقة. الماء نفسه غير قابل للاشتعال ومثبط للهب، لذلك لا يوجد خطر احتراق أو انفجار في الإلكتروليت، لذلك يتمتع بخصائص آمنة جوهريًا. من منظور مبادئ التشغيل، يحدث التفاعل الكهروكيميائي وعملية الشحن والتفريغ بأكملها لبطارية التدفق في ظل ظروف مائية. لا يوجد خطر احتراق أو انفجار، مما يضمن السلامة المطلقة. وفقًا لـ "الورقة البيضاء لتطوير صناعة بطاريات التدفق في الصين 2024" الصادرة عن فرع تطبيق تخزين الطاقة التابع لجمعية صناعة الطاقة الكيميائية والفيزيائية الصينية، من المتوقع أن تقفز قدرة إنتاج بطاريات التدفق في بلدي إلى 30 جيجاوات / سنة في عام 2025. تستخدم بطارية الرصاص ذات الحالة الصلبة OPzV السيليكا المدخنة النانوية كمحلول كهربائي. إنها بنية صلبة بنسبة 100٪ بدون سائل ولا تسرب، مما يحل بشكل فعال مشكلة سلامة الهروب الحراري للبطارية والحرائق. في الوقت الحاضر، تعمل أنظمة تخزين طاقة بطاريات الرصاص ذات الحالة الصلبة OPzV في الخارج بأمان وثبات في سيناريوهات خاصة مثل قواعد البيانات الكبيرة وغرف الكمبيوتر. يستهلك نظام تخزين طاقة ثاني أكسيد الكربون طاقة فائضة من الطاقة المتجددة أو طاقة خارج أوقات الذروة لتشغيل ضاغط لإنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون عالي الضغط، وتسييله وتخزينه في وعاء ضغط، وتخزين طاقة الحرارة المضغوطة في وسط تخزين الحرارة. في عملية توليد الطاقة، يمتص ثاني أكسيد الكربون السائل طاقة الحرارة المضغوطة ويصبح غازيًا قبل دخول الموسع لتوليد الطاقة. تتمتع تقنية تخزين طاقة ثاني أكسيد الكربون بمزايا اقتصادية كبيرة، ولا يوجد خطر الاحتراق أو الانفجار من حيث السلامة. قال أحد المسؤولين التنفيذيين في إحدى شركات تخزين الطاقة: "في الواقع، تتمتع العديد من طرق التكنولوجيا المتخصصة بـ"ميزة ساحقة" من حيث السلامة مقارنة ببطاريات الليثيوم. ولكن بالمقارنة مع نظام تخزين طاقة بطارية الليثيوم السائد تمامًا، فإن شعبية ووعي طرق التكنولوجيا الأخرى أمر حقيقي. ومع ذلك، مع حدوث حرائق مختلفة في تخزين الطاقة وحوادث الاشتعال، قد تأخذ الشركات التي تشعر بالقلق والتوتر زمام المبادرة للتفكير خارج الصندوق، وستكتسب طرق تكنولوجيا تخزين الطاقة الأخرى أيضًا فرص تطوير مهمة ".