Stoccaggio efficiente e sicuro delle batterie

Il futuro è elettrico. A causa della necessaria riduzione delle emissioni di gas serra dell'80-95% rispetto al 1990, è necessaria una fondamentale “rivoluzione dei trasporti e dell'energia”. Oltre ad altre misure per ridurre le emissioni di CO2, come evitare il traffico e ottimizzare i percorsi di trasporto, i veicoli e persino gli aerei sono sempre più spesso alimentati da motori elettrici, unità ibride o celle a combustibile. Secondo la traffic light coalition, entro il 2030 sulle strade tedesche dovrebbero circolare almeno 15 milioni di auto elettriche. Resta da vedere se ciò si avvererà. 

Ciò che è chiaro, tuttavia, è che saranno necessarie enormi quantità di batterie. Oltre alla classica batteria agli ioni di litio, in futuro per l'accumulo di energia nelle batterie verranno utilizzati anche altri tipi di batterie, come quelle al litio-zolfo, agli ioni di sodio, allo stato solido, e al grafene. L'aspetto della sicurezza è particolarmente importante per lo stoccaggio ed il trasporto di queste batterie. L'infiammabilità delle batterie è elevata, a seconda delle sostanze chimiche e dei materiali utilizzati. È particolarmente importante evitare potenziali pericoli come perdite, surriscaldamento e cortocircuiti.
 

Secondo il Prof. Reinhard Ries di WISAG Sicherheit & Service Holding, le batterie agli ioni di litio con più di 60 volt sono particolarmente pericolose. Gli incendi di questo tipo di batterie possono essere estremamente esplosivi, nonostante le misure di protezione adottate dal produttore. Gli incendi, molto difficili da estinguere, possono causare lunghe chiusure di autostrade o strade. Nella maggior parte dei casi, l'acqua di spegnimento è estremamente contaminata da sostanze chimiche come metalli pesanti e acidi corrosivi e deve essere pompata fuori. Gli estintori a polvere non sono adatti a spegnere l'incendio e quelli a schiuma lo sono solo in misura molto limitata. In generale, è necessario utilizzare molta acqua per spegnere l'incendio. Un problema è che anche un piccolo incendio di un veicolo a volte richiede più acqua di quanta ne possa contenere un'autopompa. Le batterie devono essere raffreddate in modo da non incendiarsi più.

Altre batterie al litio, come quelle al litio-zolfo, presentano un rischio di incendio minore. Il rischio di incendio è relativamente basso anche per le batterie agli ioni di sodio e per le batterie allo stato solido. Attualmente le batterie agli ioni di litio sono utilizzate principalmente nei veicoli elettrici. Si sono affermate come la tecnologia dominante per la mobilità elettrica grazie alle loro buone prestazioni, all'elevata densità energetica e alla buona ricaricabilità. Tuttavia, questa situazione potrebbe cambiare con altre soluzioni di batterie future.
 

Le merci pericolose sono classificate in classi durante il trasporto in conformità in accordo con le Nazioni Unite. Le merci pericolose classe 9 comprendono le sostanze e le merci che possono essere pericolose durante il trasporto ma che non possono essere classificate in nessuna delle altre classi di merci pericolose. Tra queste rientrano le batterie al litio, in particolare le batterie al litio metallico e le batterie agli ioni di litio

Il 17 agosto è entrato in vigore il nuovo Regolamento UE sulle batterie (BATT2, 3), che sostituisce la vecchia Direttiva 2006/66/CE su pile e accumulatori e sui rifiuti di pile e accumulatori. Il regolamento fa parte del Green Deal europeo e mira a migliorare l'economia circolare, l'utilizzo e l'efficienza delle risorse e il ciclo di vita delle batterie ricaricabili in termini di neutralità climatica e protezione ambientale. L'obiettivo particolare del regolamento è quello di rivedere la gestione dei rifiuti di pile e di adottare misure per proteggere l'ambiente e la salute umana. Questo obiettivo deve essere raggiunto, tra l'altro, evitando o riducendo al minimo gli effetti negativi della produzione e della gestione dei rifiuti.

Inoltre, le compagnie di assicurazione degli edifici hanno ora definito una serie di requisiti per lo stoccaggio delle batterie.
 

Le batterie al litio sono suddivise in tre categorie in base al contenuto di litio, al peso e alla potenza. Le regole generali di sicurezza da rispettare includono il rispetto delle istruzioni del produttore, l'evitare cortocircuiti interni ed esterni (uso di tappi terminali, evitare danni meccanici) e l'evitare il surriscaldamento. Se non sono disponibili sistemi di spegnimento automatico, è necessaria una separazione strutturale e spaziale delle batterie stoccate di almeno 2,5 metri da altri materiali infiammabili. Le batterie al litio danneggiate o difettose devono essere immediatamente rimosse dalle aree di stoccaggio e produzione e stoccate a distanza di sicurezza o in aree separate da sistemi antincendio. Norme di sicurezza specifiche si applicano alle tre categorie di batterie al litio a bassa, alta e media potenza. Le norme specifiche si applicano alle batterie a bassa potenza solo se il volume di stoccaggio contiguo è superiore a 7 m³ o a 6 europallet.

Le aree con batterie di media capacità devono essere separate fisicamente (almeno 5 metri di distanza) o strutturalmente in modo resistente al fuoco. Le aree di stoccaggio devono essere monitorate con un sistema di allarme antincendio adeguato. Per le batterie al litio ad alta capacità, non sono disponibili informazioni affidabili sulle misure di protezione adeguate. Le misure di protezione e il concetto di protezione antincendio devono essere chiariti con l'assicuratore della proprietà in ogni singolo caso. Per quantità maggiori, è necessario coinvolgere i vigili del fuoco. Le misure idonee comprendono, ad esempio, la separazione, la limitazione delle quantità, lo stoccaggio in aree separate resistenti al fuoco con una distanza di sicurezza di almeno 5 metri e l'uso di sistemi di estinzione.

Per lo stoccaggio delle batterie al litio sono adatti, ad esempio, gli armadi di sicurezza conformi alla norma EN14470, i contenitori e i sistemi di trasporto conformi all'ADR con funzione di protezione antincendio e i contenitori antincendio con resistenza al fuoco testata. Ma anche interi sistemi di scaffalature per pallet dotati di griglie antincendio e del relativo dispositivo sprinkler. In generale, solo le batterie al litio testate in conformità alla norma UN38.3 dovrebbero essere stoccate, altrimenti è necessaria una valutazione del rischio. La sezione 38.3 delle Raccomandazioni ONU descrive i requisiti di prova per il trasporto delle batterie al litio.

Tra gli esempi vi sono lo stoccaggio delle batterie in scaffalature per pallet o scaffali, l'uso di moderne tecnologie di monitoraggio e di sistemi di allarme antincendio, la conservazione dell'acqua di spegnimento e l'installazione di bacini di spegnimento, nonché la creazione di un concetto nuovo di protezione antincendio.

BITO ha in programma armadi di sicurezza speciali secondo la norma EN14470. Inoltre, lo specialista della tecnologia di stoccaggio offre naturalmente anche contenitori conformi all'ADR per il trasporto di batterie al litio.