Tənzimləmə boşluqları və texnoloji yetişməmişlik: enerji anbarının yanğından mühafizəsinin inkişafı üçün əsas maneələr
Enerji saxlama sənayesi sürətli inkişaf mərhələsinə qədəm qoyur. Bununla belə, enerji saxlama sistemlərini dəstəkləyən yanğından mühafizə sektoru hələ də ilkin mərhələdədir. Hazırkı məhsul tətbiqləri nisbətən sadədir, ilk növbədə qaz əsaslı yanğınsöndürənlərə əsaslanır. Bazarın həcmi hələ də kiçikdir və enerji saxlama sektorunun artım tempinə uyğun gəlmir.
Enerji saxlama sənayesində yanğın təhlükəsizliyinin inkişafına mane olan iki əsas amil var:
Birincisi, sənaye qaydaları və standartları yoxdur və nəzarət zəif olaraq qalır. Enerji ehtiyatlarının yerləşdirilməsinin hələ də məhdud miqyası ilə əlaqədar olaraq, bazar tam yetişməmişdir və sektorda yanğın təhlükəsizliyi nisbətən az tənzimləyici məhdudiyyətlərlə üzləşir. Bununla belə, enerji saxlama sənayesinin miqyası genişlənməyə davam etdikcə, təhlükəsizliyin əhəmiyyəti getdikcə daha qabarıq olacaq. Müvafiq olaraq, enerji saxlama sistemləri üçün müvafiq yanğından mühafizə standartlarının tədricən yaradılması və təkmilləşdirilməsi gözlənilir. Bundan əlavə, enerji anbarı ilə bağlı insidentlərin tez-tez baş verməsi bu məsələyə diqqəti artırmaqdadır.
İkincisi, enerji saxlama sektorunda yanğından mühafizə üçün məhsullar və həllər yetişməmiş qalır. Enerji saxlama sistemlərində yanğın hadisələri mürəkkəb ssenarilər, uzunmüddətli yanma və yüksək dağıdıcı potensialla xarakterizə olunur - binalar kimi daha adi mühitlərdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Nəticədə, ənənəvi yanğın aşkarlama və söndürmə üsulları enerji saxlama tətbiqləri üçün çox vaxt səmərəsiz olur. Effektiv, uyğunlaşdırılmış həllərin olmaması bu sahədə yanğın təhlükəsizliyinin inkişafını məhdudlaşdıran əsas maneələrdən birinə çevrildi.
Bununla belə, enerji saxlama sənayesi təcil qazanmağa davam etdikcə, həm enerji saxlama təminatçıları, həm də yanğın təhlükəsizliyi şirkətləri getdikcə uyğun yanğından mühafizə strategiyalarının hazırlanmasına diqqət yetirirlər. Enerji anbarından istifadə hallarına xas olan daha effektiv yanğın aşkarlama və söndürmə sistemlərinin layihələndirilməsi və tətbiqi üçün birgə səylər göstərilir ki, bu da sənaye standartlarının formalaşdırılmasını və tətbiqini sürətləndirəcək.
Elektrokimyəvi Enerji Saxlamasında Sürətli Artım Yanğın Təhlükəsizliyi Standartlarının tədricən təkmilləşdirilməsinə təkan verir
Enerji saxlama texnologiyalarına pompalı su anbarı, elektrokimyəvi anbar, sıxılmış hava enerjisi anbarı, ərimiş duz anbarı və volan anbarı və başqaları daxildir.
Onların arasında nasoslu su anbarı aşağı qiymətə və böyük tutuma görə hazırkı enerji saxlama bazarında dominant mövqeyə malikdir.
Bununla belə, son illərdə yeni enerji daşıyıcıları sənayesinin sürətli inkişafı litium batareyalarının qiymətinin kəskin azalmasına səbəb olub. Nəticədə, ilk növbədə litium batareya texnologiyasına əsaslanan elektrokimyəvi enerjinin saxlanması quraşdırılmış gücün əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb olmuşdur.
Bu artım əsasən elektrokimyəvi anbarın nasoslu su ilə müqayisədə üstünlükləri ilə şərtlənir: o, coğrafi şəraitlə daha az məhdudlaşır və enerji sistemlərində yüksək tezlikli güc dalğalanmalarını kompensasiya etmək üçün daha uyğundur.
2025-ci ilə qədər qlobal enerji saxlama qabiliyyəti illik müqayisədə 191.1% artaraq 3.4 GVt-a çatıb. Bütün texnologiyalar arasında, ümumi gücü 172.5 GVt olmaqla, illik 0.9% artaraq və qlobal ümumi həcmin 90.3%-ni təşkil edən nasoslu su anbarı ən böyük paya sahib olub.
Elektrokimyəvi enerji anbarının məcmu quraşdırılmış gücü 14.2 GVt olub ki, bu da ümumi həcmin təxminən 7.5%-ni təşkil edir. Elektrokimyəvi kateqoriyada litium-ion batareyaları 13.1 QVt quraşdırılmış, elektrokimyəvi saxlama tutumunun 92.0%-ni təşkil etməklə əksəriyyəti təşkil etmişdir.
2011-ci ildən bəri qlobal enerji saxlama qurğularının sürəti açıq şəkildə artıb və artım sabit yüksəliş tendensiyası nümayiş etdirir. 2018-ci ildə qlobal elektrokimyəvi enerji anbarı əhəmiyyətli dərəcədə genişləndi və ümumi tutum illik 120%-dən çox artdı. 2024-cü ildən 2025-ci ilə qədər ümumi qlobal elektrokimyəvi anbar tutumunun illik təxminən 50% artacağı proqnozlaşdırılır.
“İkili karbon” məqsədləri çərçivəsində enerjinin saxlanmasına tələbat artmaqda davam edir. Bununla belə, son illərdə elektrokimyəvi enerji saxlama sistemləri ilə bağlı artan sayda insidentlər baş verib və nəticədə əhəmiyyətli sosial və iqtisadi itkilər baş verib. Üfüqdə daha geniş miqyaslı yerləşdirmələrlə enerjinin saxlanması ilə bağlı təhlükəsizlik riskləri daha da ağırlaşır.
Son on il ərzində qlobal miqyasda elektrokimyəvi enerji saxlama elektrik stansiyalarında 30-dan çox yanğın və partlayış hadisəsi qeydə alınıb. Onların arasında Çində üç insident, o cümlədən bu ilin aprelində Pekinin Fengtai rayonunda enerji anbar stansiyasında baş vermiş son qəza baş verib.
Tikinti və sistemin istismara verilməsi zamanı stansiyada yanğın baş vermiş və partlayış baş vermiş, nəticədə 2 nəfər həlak olmuş, 1 nəfər yaralanmış, 1 nəfər itkin düşmüşdür. Günorta saat 12:00 radələrində başlayan yanğın elə həmin gün saat 11:40-a qədər tam söndürülməyib.
Pekin Enerji Anbar Stansiyasında Yanğın Hadisəsi
Elektrokimyəvi enerji saxlama qabiliyyətinin sürətlə artması və bununla bağlı tez-tez və yüksək dağıdıcı qəzaların fonunda hökumət orqanları enerji saxlama sistemlərinin təhlükəsizliyinin idarə edilməsinə artan diqqət yetirirlər.
Elektrokimyəvi Enerji Saxlama Təhlükəsizliyi ilə Əlaqədar Əsas Siyasətlər
Verən orqan: Milli Enerji Administrasiyası (NEA)
Siyasət Sənədi: Elektrokimyəvi Enerji Saxlama Elektrik Stansiyalarının Təhlükəsizliyinin İdarə Edilməsi üzrə Müvəqqəti Tədbirlər
Əsas Məzmun:(1) Əsas diqqət elektrik stansiyalarına xas olan təhlükəsizlik idarəetməsini gücləndirməkdir.
(2) Əsas diqqət təhlükəsizlik idarəetmə sisteminin yaradılması və təkmilləşdirilməsi və enerji saxlama təhlükəsizliyinin idarə edilməsinin müəssisənin təhlükəsizlik idarəetmə sisteminə daxil edilməsidir.
(3) Əsas diqqət elektrik stansiyalarının yanğın fövqəladə idarəetməsini gücləndirməkdir. Yanğın dizaynını, məcburi yanğın təftişini və qəbulunu optimallaşdırmaqla, fövqəladə yanğın idarəetməsini və çoxtərəfli yanğın fövqəladə əlaqəsini həyata keçirməklə biz qəza və təhlükələrlə effektiv şəkildə mübarizə apara, insan itkisini və iqtisadi əmlakı minimuma endirə bilərik.
Enerji Saxlama Yanğından Mühafizə: Texniki maneələrdən Effektiv Məhsul Həllərinə qədər
Litium batareyaları necə alovlanır?
Struktur olaraq, litium-ion batareyalar möhürlənmiş məkanda böyük miqdarda enerji saxlayır və bu, təhlükəsizlik riskləri yaradır. Litium-ion batareyalardakı təhlükəsizlik təhlükələrinin əsas səbəbi termal qaçaqlıqdır. Bu, batareyanın içərisində üzvi kiçik molekulların iştirakı ilə baş verən yan reaksiyalar nəticəsində baş verən zəncirvari reaksiya nəticəsində baş verir ki, bu da termal qaçaqlığın başlamasına gətirib çıxarır.
Litium-ion batareyalarda termal qaçaqlıq üç mərhələyə bölünə bilər:
Mərhələ 1: Termal Qaçağın İlkin Fazası
Daxili və ya xarici amillərə görə batareyanın daxili temperaturu 90-100°C-ə qədər yüksəlir. Bu temperaturda anod səthindəki SEI (Bərk Elektrolit İnterfazası) passivasiya təbəqəsi parçalanmağa başlayır və batareyanın daxili temperaturunun sürətlə artmasına səbəb olan istilik buraxır. Temperatur təxminən 135°C-ə çatdıqda, separator əriməyə və büzülməyə başlayır, bu da katod və anod arasında təmas yaradır, bu da daxili qısaqapanmaya və davamlı istilik əmələ gəlməsinə səbəb olur.
Mərhələ 2: Batareyanın şişməsi mərhələsi
250-350°C temperaturda anod materialı (C6Li) və ya çökdürülmüş litium elektrolitdəki üzvi həlledicilərlə reaksiya verir. Bu reaksiya metan və etan kimi yanan karbohidrogen qazlarını buraxır və bu, əhəmiyyətli istilik əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunur və batareyanın şişməsinə səbəb olur.
Mərhələ 3: Termal qaçış və partlayış mərhələsi
Bu mərhələdə yüklənmiş katod materialı elektrolitlə şiddətli oksidləşdirici parçalanma reaksiyalarına davam edir, həddindən artıq yüksək temperatur və böyük miqdarda zəhərli qazlar əmələ gətirir. Bu, batareyanın intensiv yanmasına gətirib çıxarır və nəticədə partlayışlara səbəb ola bilər.
Litium-İon Batareyalarda Termal Qaçış Mexanizminin İllüstrasiyası
Niyə litium batareyaları söndürmək çətindir?
Litium batareyanın enerji saxlama sistemi, batareya modullarını yaratmaq üçün ardıcıl və paralel bağlanmış onlarla hüceyrədən ibarətdir. Bu modullar daha sonra paralel tənzimləmələr vasitəsilə akkumulyator batareyası şkafına birləşdirilən batareya telləri yaratmaq üçün ardıcıl olaraq birləşdirilir.
Yanğın hadisəsi zamanı tək bir hüceyrədəki termal qaçaq zəncirvari reaksiyaya səbəb ola bilər. İstilik ötürülməsi və termal şüalanma vasitəsilə qonşu hüceyrələr termal qaçaqlığa səbəb olur və nəticədə bütün litium batareya enerji saxlama sistemində tam miqyaslı yanğına səbəb olur.
Litium-ion batareya enerji saxlama sistemlərində yanğınlar digər yanğın növləri ilə müqayisədə unikal xüsusiyyətlərə malikdir:
Güclü yanma və sürətli istilik yayılması
Yüksək toksiklik, ağır tüstü əmələ gəlməsi və əhəmiyyətli təhlükə
Yenidən alovlanma riski yüksək və söndürmədə həddindən artıq çətinlik
Litium Batareya Enerji Saxlama Sistemi Yanğınlarının Əsas Xüsusiyyətləri:
Güclü yanma və sürətli istilik yayılması
Yüksək toksiklik, sıx tüstü və ciddi təhlükə
Yenidən alovlanma riski yüksək və yanğının söndürülməsində böyük çətinlik
Niyə enerji akkumulyatorları yanğından mühafizə dizaynını tələb edir, elektrik batareyaları isə adətən tələb etmir?
Elektrikli avtomobil (EV) akkumulyatorları ilə müqayisədə, enerji saxlama batareyaları daha çox yanğın təhlükəsi yaradır. Erkən xəbərdarlıq və qabaqlayıcı tədbirlər çox vacibdir, çünki yanğın baş verdikdə, vaxtında söndürülməsə, sürətlə yayıla bilər. Bundan əlavə, enerji saxlama sistemləri yanğından mühafizə avadanlıqlarını yerləşdirmək üçün daha çox fiziki yerə malikdir, halbuki EV-lər daha çox yer məhduddur.
Struktur baxımdan, həm litium-ion enerji saxlama sistemləri, həm də EV akkumulyator sistemləri eyni iyerarxik komponentləri paylaşır: fərdi hüceyrələr, modullar, batareya paketləri və tam sistemlər. Bununla belə, əsas fərq miqyasdadır. Enerji saxlama sistemləri EV akkumulyator sistemlərindən daha çox fərdi hüceyrələrdən ibarətdir və nəticədə ümumi enerji tutumları adətən elektrikli avtomobillərdəkindən 10-100 dəfə çoxdur.
Məsələn, Elektrikli Avtomobil 144V 200Ah Litium Batareya Paketi və ya Golf Arabası 72V 150Ah Litium-Ion Batareya Paketi nəqliyyat ehtiyaclarını səmərəli şəkildə təmin edə bilər, onların enerji tutumu şəbəkə səviyyəli enerji saxlama sistemlərindən əhəmiyyətli dərəcədə aşağıdır. Nəticə etibarı ilə, yanğın baş verdikdə, akkumulyator batareyası sistemi insidentinin şiddəti və potensial təsiri daha böyükdür və xüsusi yanğından mühafizə dizaynlarını tələb edir.
Yanğın mexanizmi:
Hər iki enerji saxlama sistemi (204V 200Ah Litium İon Batareya 40KWh Lifepo4 Batareya Enerji Batareya Saxlama Sistemi) və EV batareyaları (Elektrikli Avtomobil Litium Batareyası - Golf Arabası 144V 200Ah Batareya Paketi) yanlış istifadə nəticəsində tək bir kamerada termal qaçaqlıq səbəbiylə alov ala bilər. Bununla belə, yanğının yayılması fərqlidir: EV-lərdə adətən yaxınlıqdakı hüceyrələrə və ya modullara yayılır; saxlama sistemlərində daha böyük sistem ölçüsünə görə birdən çox modula yayıla bilər.
Litium-Ion Batareya Enerji Saxlama Sistemləri üçün Yanğın Söndürmə Problemləri və Həlləri
Litium-ion batareya yanğınlarını tam söndürmək üçün oksigen izolyasiyası və ya yanma zəncirinin kəsilməsi kimi ənənəvi üsullar kifayət deyil. Effektiv söndürmə həm yanğının söndürülməsinə, həm də termal soyutmaya nail olmalıdır.
Bərk yanğınsöndürmə vasitələri litium batareyalarının yanğınlarına az təsir edir və ya heç bir təsir göstərmir.
Qazlı maddələr məhdud səmərəlilik və zəif soyutma performansı təklif edir.
Su əsaslı agentlər qənaətcil və ekoloji cəhətdən təmiz olmaqla yanaşı, əhəmiyyətli dərəcədə soyutma və yanğının söndürülməsini təmin edir.
Geniş miqyaslı litium-ion batareya enerji saxlama sistemləri (ESS) üçün qabaqcıl agent çatdırma sistemləri ilə birlikdə yeni, səmərəli və yenidən alışmağa davamlı yanğınsöndürmə vasitələrinin inkişafı çox vacibdir. Bu yeniliklər elektrokimyəvi enerjinin saxlanmasında yanğın təhlükəsizliyini gücləndirəcək və enerji saxlama və yanğından mühafizə sənayesinin inkişafına kömək edəcək.
