'Không phải tất cả các loại pin đều như nhau' - Cháy pin APS nêu bật những rủi ro về an toàn, thiếu kiến ​​​​thức

Vụ nổ gần đây tại cơ sở lưu trữ năng lượng ở Arizona đã làm dấy lên mối lo ngại về độ an toàn của pin. Một quan chức của Sonnen cho biết vụ việc nhấn mạnh sự cần thiết phải giáo dục các cơ quan quản lý và nhà lập pháp.

vụ nổ gần đây tại một cơ sở lưu trữ pin ở Arizona khiến bốn lính cứu hỏa bị thương đã đặt ra vấn đề mới về an toàn pin. Trong khi nguyên nhân của sự cố ngày 19 tháng 4 tại cơ sở lưu trữ McMicken của Dịch vụ Công cộng Arizona (APS) vẫn đang được điều tra, ngành này đang cố gắng tìm ra sự cân bằng phù hợp giữa việc mở rộng nhanh chóng và an toàn.

Suzanne Trevino, phát ngôn viên của APS, nói với Utility Dive: “Cuộc điều tra sẽ giúp chúng tôi rút kinh nghiệm từ những gì đã xảy ra, vì vậy chúng tôi có thể áp dụng những bài học đó cho các dự án năng lượng sạch hiện tại và tương lai của mình”.

Tiện ích có trụ sở tại Phoenix đang hợp tác với những người phản hồi đầu tiên, nhà sản xuất, kỹ sư bên thứ ba và chuyên gia an toàn trong quá trình điều tra. Nhà cung cấp pin ban đầu tại cơ sở ở Arizona là AES Energy Storage, hiện là một phần của Fluence.

“Chúng tôi dự định theo đuổi… lưu trữ pin. Điều này không làm thay đổi quyết tâm của chúng tôi để tiến về phía trước.”

Jeff Guldner

Chủ tịch APS

John Zahurancik, giám đốc điều hành tại Fluence, nói với Utility Dive qua email: “An toàn là ưu tiên hàng đầu trong toàn bộ ngành điện do tính chất nguy hiểm vốn có khi làm việc với điện cao thế”. “Những lo ngại về an toàn đối với hệ thống lưu trữ năng lượng cũng tương tự như bất kỳ hệ thống điện phức tạp nào khác. … Liên quan đến vụ việc tại cơ sở APS vào tháng 4,… chúng tôi dự định chia sẻ bất kỳ bài học nào có thể, đặc biệt là những tài liệu và phát hiện hữu ích cho toàn bộ ngành và các cơ quan ứng phó.”

Xác định nguyên nhân vụ nổ là ưu tiên hàng đầu của APS, dựa trên kế hoạch bổ sung 850 MW bộ lưu trữ pin vào năm 2025 của công ty này.

Jeff Guldner, chủ tịch APS cho biết trong cuộc họp mở của Ủy ban Tập đoàn Arizona ngay sau vụ cháy: “Điều này rất quan trọng vì công nghệ pin là một thành phần quan trọng trong tương lai đối với hoạt động của lưới điện”. “Chúng tôi dự định theo đuổi… lưu trữ pin. Điều này không làm thay đổi quyết tâm của chúng tôi để tiến về phía trước. … Điều rất quan trọng là chúng tôi phải tiến hành cuộc điều tra này và hiểu cách chúng tôi có thể vận hành thiết bị này một cách an toàn tại các cơ sở này vì đây là nơi mà ngành đang hướng tới.”

Sự cố mới nhất

Vụ cháy APS chỉ là sự cố mới nhất nêu bật những nguy cơ tiềm ẩn liên quan đến công nghệ pin.

Tesla tháng trước đã phải phát hành bản cập nhật phần mềm để điều chỉnh cài đặt pin của xe Model S và Model X sau khi video về xe bốc cháy ở Hồng Kông và Thượng Hải xuất hiện vào tháng Tư.

“Nói một cách đơn giản, không phải tất cả các loại pin đều được sản xuất như nhau. Sự thiếu hiểu biết này lan rộng ở các cấp độ quy định và lập pháp và chúng tôi rất tham gia… ở mọi cấp độ của chuỗi để giúp cung cấp thông tin và giáo dục thị trường.”

Ani Backa

Giám đốc Chiến lược Quy định và Sáng kiến ​​Tiện ích, Sonnen

Các trục trặc về pin khác được ghi chép rõ ràng bao gồm trục trặc của điện thoại Galaxy Note 7 của Samsung; xe máy điện và ván trượt; và 787 Dreamliner của Boeing, khiến toàn bộ đội bay phải dừng hoạt động vào năm 2013.

Mitalee Gupta, nhà phân tích lưu trữ năng lượng tại Wood Mackenzie, cho biết tại Hàn Quốc, các ưu đãi của chính phủ đã thúc đẩy việc triển khai hệ thống lưu trữ trong nước, nhưng sự thiếu kinh nghiệm của các nhà phát triển đã dẫn đến hơn 21 vụ cháy pin vào năm ngoái. Hội đồng Đại Tây Dương ở Washington, DC, vào tháng trước.

Bà nói: “Đó là một con số lớn, đặc biệt đối với ngành lưu trữ năng lượng, bởi vì đây là một ngành khá non trẻ và vẫn đang phát triển”.

Thiếu hiểu biết

Đối với nhà sản xuất hệ thống lưu trữ năng lượng Sonnen, thách thức lớn nhất mà ngành phải đối mặt trong việc tăng cường lưu trữ năng lượng bằng pin sau đồng hồ đo (BTM) là do thiếu hiểu biết về các công nghệ pin khác nhau.

Ani Backa, giám đốc chiến lược quản lý và sáng kiến ​​tiện ích của Sonnen, nói với Utility Dive qua email: “Nói một cách đơn giản, không phải tất cả các loại pin đều được sản xuất như nhau”.

“Sự thiếu hiểu biết này lan rộng ở các cấp độ quy định và lập pháp, đồng thời chúng tôi rất hợp tác với các tổ chức địa phương, nhân viên quản lý và lập pháp cũng như ở mọi cấp độ trong chuỗi để giúp cung cấp thông tin và giáo dục thị trường. Chúng tôi tập trung giáo dục đối tác và khách hàng về cách phân biệt giữa các thành phần hóa học khác nhau của pin cũng như tầm quan trọng của sự an toàn, độ tin cậy và trải nghiệm nâng cao của khách hàng khi sử dụng pin lithium iron phosphate.”

Bà nói thêm rằng sự thiếu hụt kiến ​​thức về hóa học pin cũng đang ảnh hưởng đến rất nhiều công việc quản lý đang diễn ra, đặc biệt là đối với việc lưu trữ pin dân dụng trong nước.

“Chúng tôi nhận thấy nhiều đề xuất khác nhau trên khắp đất nước có thể có tác động ngoài ý muốn là làm dấy lên những lo ngại vô căn cứ về an toàn, làm chậm quá trình cấp phép và kết nối, đồng thời tạo ra rào cản tiếp cận bộ lưu trữ pin dân dụng ở nhiều thị trường khác nhau nơi khách hàng chỉ đơn giản nói: 'Tôi muốn một,” Backa nói.

Theo Sonnen, an toàn là lý do chính khiến công ty lựa chọn lithium iron phosphate (LiFePO4) thay vì các công nghệ lithium-ion khác cho hóa học pin của mình. Sonnen cho biết pin LiFePO4 của họ ít bắt lửa hơn các loại pin lithium-ion khác. Chúng cũng không độc hại và có thể tái chế 100%.

Làm quen với hóa học

Để giảm thiểu rủi ro từ việc lưu trữ năng lượng, các nhà khoa học trên khắp thế giới đang nghiên cứu hóa học để phát triển một loại pin vừa hiệu quả cao vừa an toàn.

Tháng trước, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne của Bộ Năng lượng đã công bố rằng họ đã phát triển một lớp phủ cực âm mới, gọi là PEDOT, sử dụng kỹ thuật lắng đọng hơi hóa học oxy hóa có thể giúp giải quyết một số vấn đề tiềm ẩn liên quan đến pin lithium-ion, bao gồm cả nguy cơ cháy nổ.

Khalil Amine, một nhà nghiên cứu xuất sắc và là nhà khoa học về pin tại Argonne, cho biết: “Lớp phủ mà chúng tôi phát hiện thực sự có thể bắn trúng năm hoặc sáu con chim bằng một hòn đá”. “Lớp phủ PEDOT này cũng được phát hiện là có khả năng ngăn chặn sự giải phóng oxy trong quá trình sạc, giúp ổn định cấu trúc tốt hơn và cũng cải thiện độ an toàn”.

Amine nói với Utility Dive rằng lớp phủ mới sẽ được thương mại hóa trong vài năm tới.

Hơn nữa, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Quân đội của Bộ Tư lệnh Phát triển Năng lực Chiến đấu Quân đội Hoa Kỳ và Đại học Maryland đã phát triển hóa chất cực âm mới giúp tăng hiệu quả và an toàn cháy nổ, đồng thời giảm trọng lượng.

“An toàn là ưu tiên hàng đầu của chúng tôi đối với tất cả các cơ sở của chúng tôi, bao gồm cả các địa điểm lưu trữ năng lượng. Các cơ sở lưu trữ năng lượng của chúng tôi trải qua quá trình kiểm tra an toàn định kỳ và đã hoạt động như mong đợi.”

Wes Jones

Giám đốc Truyền thông, Gas & Electric San Diego

Chongyin Yang, trợ lý nhà khoa học nghiên cứu tại Khoa Kỹ thuật Hóa học và Sinh học phân tử tại Đại học Maryland, cho biết: “Nó kết hợp cả mật độ năng lượng cao của hệ thống không chứa nước và độ an toàn cao của hệ thống chứa nước”.

Theo Quân đội Hoa Kỳ, hóa chất pin nước cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng liên quan đến năng lượng lớn ở mức kilowatt hoặc megawatt hoặc khi mối quan tâm hàng đầu là an toàn và độc tính của pin, bao gồm cả pin không cháy cho máy bay, tàu hải quân hoặc tàu vũ trụ. như các ứng dụng dân sự cho thiết bị điện tử cầm tay, xe điện và lưu trữ lưới điện quy mô lớn.

An toàn là mối quan tâm hàng đầu

Các công ty tiện ích đi đầu trong việc triển khai lưu trữ năng lượng đã nói với Utility Dive rằng an toàn là mối quan tâm số 1 của họ.

“An toàn là ưu tiên hàng đầu của chúng tôi đối với tất cả các cơ sở của chúng tôi, bao gồm cả các địa điểm lưu trữ năng lượng. Wes Jones, giám đốc truyền thông của San Diego Gas & Electric cho biết, các cơ sở lưu trữ năng lượng của chúng tôi trải qua quá trình kiểm tra an toàn định kỳ và đã hoạt động như mong đợi.

Công ty điện lực California cho biết họ đã thực hiện các bước bổ sung để đảm bảo người vận hành lưới điện, nhân viên và người ứng cứu khẩn cấp quen thuộc với công nghệ và những rủi ro của nó.

Điều này cũng đúng với Hợp tác xã Tiện ích Đảo Kauai (KIUC) của Hawaii, cơ quan đã làm việc với Sở Cứu hỏa Kauai về một quy trình nếu có sự cố liên quan đến pin của họ.

Beth Tokioka, giám đốc truyền thông tại KIUC, cho biết: “KIUC rất coi trọng vấn đề an toàn: chúng tôi đảm bảo tuân thủ các quy định của Hiệp hội phòng cháy chữa cháy quốc gia và liên tục đặt ưu tiên cho việc huấn luyện an toàn”.

Cả hai tiện ích này đều được xếp hạng trong top 5 trong Bảng xếp hạng lưu trữ năng lượng tiện ích năm 2018 của Liên minh điện lực thông minh.

Khi ngành công nghiệp và các cơ quan quản lý nhà nước chuyển sang đánh giá dựa trên hiệu suất - Hawaii và Nevada đã thông qua luật thiết lập các quy định tương ứng - việc tăng cường tập trung vào an toàn pin cũng có thể mang lại lợi nhuận cho công ty.

Backa cho biết: “Một điều cần cân nhắc có liên quan trong lộ trình đó là việc khuyến khích nhà sản xuất/nhà cung cấp tập trung vào sự an toàn cả về hóa học được chọn cho pin, các quy trình kiểm tra và thử nghiệm liên tục cũng như cách chúng tôi ngừng hoạt động/tái chế pin”.

Zahurancik cho biết, sự an toàn được cải thiện mang lại lợi ích cho tất cả chúng ta vì hệ thống lưu trữ năng lượng an toàn sẽ làm cho lưới điện của chúng ta đáng tin cậy hơn, hiệu quả hơn và tiết kiệm chi phí hơn.