Wydajne i bezpieczne przechowywanie baterii

Przyszłość należy do elektryczności. Ze względu na wymaganą redukcję emisji gazów cieplarnianych o 80-95% w porównaniu do 1990 r. musi nastąpić fundamentalna „rewolucja transportowa i energetyczna”. Oprócz innych środków mających na celu zmniejszenie emisji CO-2, takich jak unikanie ruchu drogowego i optymalizacja tras transportowych, pojazdy, a nawet samoloty są coraz częściej napędzane silnikami elektrycznymi, napędami hybrydowymi lub ogniwami paliwowymi. Według niemieckiej Koalicji sygnalizacji świetlnej do 2030 r. po niemieckich drogach powinno jeździć co najmniej 15 milionów samochodów elektrycznych. Czy jest to realistyczne? To się dopiero okaże. Oczywiste jest jednak to, że potrzebne będą ogromne ilości akumulatorów. Oprócz klasycznych akumulatorów litowo-jonowych w przyszłości do magazynowania energii w akumulatorach wykorzystywane będą także inne ich typy, takie jak litowo-siarkowe, sodowo-jonowe, półprzewodnikowe, grafenowe i powietrzne. Aspekt bezpieczeństwa jest szczególnie ważny podczas przechowywania i transportu tych akumulatorów. Palność akumulatorów jest wysoka, zależy ona od użytych substancji chemicznych i materiałów. Szczególnie ważne jest unikanie potencjalnych zagrożeń, takich jak wycieki, przegrzanie i zwarcia.

Według prof. Reinharda Riesa z WISAG Sicherheit & Service Holding akumulatory litowo-jonowe o napięciu powyżej 60 V są szczególnie niebezpieczne. Pożary z udziałem tego typu akumulatorów mogą być bardzo wybuchowe pomimo środków ochronnych podjętych przez producenta. Pożary, które są bardzo trudne do ugaszenia, mogą skutkować długimi zamknięciami autostrad lub dróg. W większości przypadków woda gaśnicza jest wtedy bardzo zanieczyszczona chemikaliami, takimi jak metale ciężkie i żrące kwasy, więc musi zostać wypompowana. Gaśnice proszkowe nie są odpowiednie do gaszenia pożaru, a gaśnice pianowe – tylko w bardzo ograniczonym zakresie. Ogólnie rzecz biorąc, do ugaszenia pożaru należy użyć dużej ilości wody. Jednym z problemów jest to, że nawet niewielki pożar pojazdu wymaga czasem więcej wody niż może pomieścić wóz strażacki. Akumulatory muszą zostać schłodzone, aby przestały się zapalać.

Inne akumulatory litowe, takie jak litowo-siarkowe, stanowią mniejsze zagrożenie pożarowe. Ryzyko pożaru jest również stosunkowo niskie w przypadku akumulatorów sodowo-jonowych i półprzewodnikowych. Obecnie akumulatory litowo-jonowe są wykorzystywane głównie w pojazdach elektrycznych. Stały się one dominującą technologią akumulatorów dla elektromobilności ze względu na ich dobrą wydajność, wysoką gęstość energii i dobre możliwości ładowania. Może się to jednak zmienić wraz z innymi przyszłymi rozwiązaniami akumulatorowymi.

Zgodnie z wytycznymi Organizacji Narodów Zjednoczonych podczas transportu towary niebezpieczne są podzielone na klasy towarów niebezpiecznych. Klasa 9 towarów niebezpiecznych obejmuje substancje i towary, które mogą być niebezpieczne podczas transportu, ale nie mogą być sklasyfikowane w żadnej z innych klas towarów niebezpiecznych. Obejmuje ona akumulatory litowe – w szczególności litowo-metalowe i litowo-jonowe. Niemieckie przepisy dotyczące towarów niebezpiecznych, w szczególności „Przepisy dotyczące towarów niebezpiecznych w transporcie drogowym, kolejowym i żegludze śródlądowej” (GGVSEB) oraz „Przepisy dotyczące towarów niebezpiecznych w transporcie lotniczym” (GGBefG), opierają się na międzynarodowych klasach towarów niebezpiecznych ONZ. Niemiecka Ustawa o bezpieczeństwie i higienie pracy (ArbSchG) zawiera przepisy dotyczące bezpieczeństwa i higieny w miejscu pracy. Mogą one wpływać na przechowywanie i obsługę akumulatorów w środowiskach przemysłowych w celu ochrony pracowników przed zagrożeniami.

W dniu 17 sierpnia weszło w życie nowe unijne Rozporządzenie w sprawie baterii (BATT2, 3) zastępujące starą Dyrektywę 2006/66/WE w sprawie baterii i akumulatorów oraz zużytych baterii i akumulatorów. Jest ono częścią Europejskiego Zielonego Ładu i ma na celu poprawę gospodarki o obiegu zamkniętym, wykorzystania i efektywnego gospodarowania zasobami, a także cyklu życia akumulatorów pod względem neutralności klimatycznej i ochrony środowiska. Szczególnym celem rozporządzenia jest zrewidowanie zarządzania zużytymi bateriami i akumulatorami oraz podjęcie środków w celu ochrony środowiska i zdrowia ludzkiego. Ma to zostać osiągnięte między innymi poprzez unikanie lub minimalizowanie negatywnych skutków wytwarzania odpadów i gospodarowania nimi.

Co więcej, firmy ubezpieczające budynki określiły szereg wymogów dotyczących przechowywania baterii i akumulatorów.

Niemieckie Stowarzyszenie Ubezpieczycieli (GDV e. V.) opublikowało broszurę VdS 3103 dotyczącą zapobiegania stratom podczas dostarczania akumulatorów litowych na obszarach produkcyjnych i magazynowania. VdS 3103 odzwierciedla kluczowe wyniki testów ogniowych i dostarcza informacji na temat zagrożeń i zapobiegania stratom. Akumulatory litowe dzielą się na trzy kategorie w zależności od zawartości litu, wagi i mocy. Ogólne zasady bezpieczeństwa, których należy przestrzegać, obejmują przestrzeganie instrukcji producenta, unikanie zwarć wewnętrznych i zewnętrznych (stosowanie zaślepek, unikanie uszkodzeń mechanicznych) oraz unikanie przegrzania. Jeśli automatyczne systemy gaśnicze nie są dostępne, konieczne jest strukturalne i przestrzenne oddzielenie przechowywanych akumulatorów od innych materiałów łatwopalnych o co najmniej 2,5 metra. Uszkodzone i wadliwe akumulatory litowe muszą zostać natychmiast usunięte z obszarów produkcyjnych i magazynowania oraz przechowywane w bezpiecznej odległości lub w obszarach oddzielonych systemami ochrony przeciwpożarowej. Określone zasady bezpieczeństwa mają zastosowanie do trzech kategorii akumulatorów litowych o niskiej, wysokiej i średniej mocy. Szczególne zasady mają zastosowanie do akumulatorów o niskim poborze mocy tylko wtedy, gdy łączna pojemność magazynowa wynosi ponad 7 m³ lub ponad 6 europalet. Obszary z akumulatorami o średniej pojemności muszą być fizycznie (co najmniej 5 metrów od siebie) lub strukturalnie oddzielone w sposób ognioodporny. Pomieszczenia magazynowe muszą być monitorowane za pomocą odpowiedniego systemu sygnalizacji pożaru. W przypadku baterii litowych o dużej pojemności nie ma dostępnych wiarygodnych informacji dotyczących odpowiednich środków ochronnych. Środki ochronne i koncepcja ochrony przeciwpożarowej muszą być wyjaśnione z ubezpieczycielem nieruchomości w każdym indywidualnym przypadku. W przypadku większych ilości konieczne jest zaangażowanie straży pożarnej. Odpowiednie środki obejmują, na przykład, oddzielenie, ograniczenie ilości, przechowywanie w wydzielonych ognioodpornych obszarach w bezpiecznej odległości co najmniej 5 metrów oraz stosowanie systemów gaśniczych.

Odpowiednie do przechowywania akumulatorów litowych są na przykład szafy bezpieczeństwa zgodne z normą EN14470, zgodne z ADR systemy kontenerowe i transportowe z funkcją ochrony przeciwpożarowej oraz kontenery przeciwpożarowe o sprawdzonej odporności ogniowej. Ale także całe systemy regałów paletowych, które są wyposażone w siatki przeciwpożarowe i odpowiednie urządzenia tryskaczowe. Ogólnie rzecz biorąc, należy przechowywać wyłącznie akumulatory litowe przetestowane zgodnie z UN38.3, w przeciwnym razie wymagana jest ocena ryzyka. Sekcja 38.3 Zaleceń ONZ opisuje wymagania testowe dotyczące przewozu akumulatorów litowych. Testy te obejmują różne testy zapewniające bezpieczeństwo i stabilność akumulatorów podczas transportu. Obejmują one testy stabilności termicznej, bezpieczeństwa zwarciowego, bezpieczeństwa przeładowania, testy mechaniczne, testy wstrząsów i wibracji oraz inne testy mające na celu zminimalizowanie ryzyka pożaru, wybuchu lub innych niebezpiecznych sytuacji. Zasadniczo akumulatory nie powinny być ładowane w miejscu przechowywania. Proces ten należy również rozpatrywać oddzielnie pod względem bezpieczeństwa.

Ponadto grupa tematyczna BVL ds. nieruchomości logistycznych przedstawia dziesięć porad dotyczących ochrony przeciwpożarowej podczas przechowywania litowo-jonowych akumulatorów samochodowych. Przykłady obejmują przechowywanie akumulatorów w regałach paletowych lub regałach półkowych, a także stosowanie nowoczesnej technologii monitorowania i systemów sygnalizacji pożaru, zatrzymywanie wody gaśniczej i instalowanie stawów gaśniczych, a także tworzenie całościowej koncepcji ochrony przeciwpożarowej.

BITO posiada w swoim programie specjalne szafy bezpieczeństwa zgodne z normą EN14470. Ponadto, specjalista w dziedzinie technologii przechowywania oferuje oczywiście również Kontenery zgodne z ADR do transportu akumulatorów litowych.