Poniższy tekst jest streszczeniem analizy Matthew Halaby „Pożary Systemów Magazynowania Energii i Pakietów Bateryjnych podczas Wojny w Ukrainie (2022-2026)”. Autor, zajmujący się tematyką bezpieczeństwa technologicznego, systemów antydronowych i doświadczeń wojny w Ukrainie, analizuje w niej przypadki awarii oraz pożarów systemów bateryjnych wykorzystywanych zarówno na froncie, jak i w zastosowaniach cywilnych.

Materiał Halaby nie jest klasycznym raportem laboratoryjnym ani opracowaniem instytucjonalnym, ale ekspercką, prywatną analizą opartą – według autora – na danych OSINT – ogólnodostępnych źródłach, relacjach z Ukrainy oraz otwartych analizach dotyczących bezpieczeństwa baterii. Wnioski z tego opracowania warto czytać jako próbę zebrania doświadczeń wojennych i przełożenia ich na praktykę projektowania oraz użytkowania systemów magazynowania energii. Wiele osób wciąż nie zdaje sobie sprawy z tego jak istotną rolę w tej wojnie odgrywają technologie bateryjne. A tym bardziej, że jest to żywy poligon doświadczalny dla różnorakich baterii.

Wojna w Ukrainie stała się największym testem baterii litowych. Te lekcje mogą zmienić bezpieczeństwo magazynów energii

Baterie litowo-jonowe są dziś wszędzie – zasilają samochody elektryczne, magazyny energii, telefony, elektronarzędzia i tysiące dronów wykorzystywanych na wojnie. Ich rozwój przyspieszył transformację energetyczną, ale jednocześnie postawił nowe wyzwania związane z bezpieczeństwem.

Przeczytaj też: Samochody elektryczne to powerbanki na kołach

Jak pokazuje analiza Matthew Halaby wojna stała się nieplanowanym, ale niezwykle wartościowym testem tego, jak baterie zachowują się w ekstremalnych warunkach: podczas uszkodzeń mechanicznych, przeciążeń, niewłaściwego ładowania czy pracy w trudnym środowisku.

Wnioski są ważne nie tylko dla wojska. Dotyczą również operatorów magazynów energii, przemysłu, straży pożarnej, a nawet użytkowników domowych korzystających z przenośnych stacji zasilania.

Front pokazał, że bateria baterii nierówna

Jednym z najważniejszych wniosków raportu jest to, że bezpieczeństwo zależy nie tylko od samej technologii litowo-jonowej, ale również od jakości wykonania, kontroli produkcji i sposobu wykorzystania. Właściwie to nic odkrywczego, ale tutaj warto sobie przypomnieć, że słabej jakości ogniwo może grozić w cywilnym użyciu ogromnym niebezpieczeństwem i spowodować kosztowne straty.

Na wojnie ogromną rolę odegrały drony FPV, tzw. dorony sterowane oczami operatora. Są tanie, łatwo dostępne i produkowane masowo – według autora raportu Ukraina wykorzystuje dziesiątki tysięcy takich urządzeń miesięcznie. Tak duża skala stworzyła problem jakościowy: na rynku pojawiły się pakiety bateryjne o niepewnym pochodzeniu i parametrach. Pisałam o dronach FPV w kontekście działań USA, które uznały baterie dla tego typu wyposażenia jako element bezpieczeństwa strategicznego.

Autor opisuje przypadki, w których baterie kupowane do dronów miały nieodpowiednie ogniwa. Problem polegał na tym, że ogniwa przeznaczone do standardowego ładowania były używane w systemach wymagających wyższego napięcia. Takie przeciążenie może prowadzić do uszkodzenia wewnętrznych struktur ogniwa i rozpoczęcia procesu nazywanego ucieczką termiczną (thermal runaway).

Przeczytaj też: Prezydent wraca do pomysłu referendum klimatycznego

To sytuacja, w której bateria zaczyna sama generować coraz więcej ciepła. Proces może prowadzić do gwałtownego wydzielania gazów, pożaru, a w określonych warunkach również eksplozji. O ile dzieje się to na otwartm terenie nie jest aż tak niebezpieczne. Gorzej jeśli nastąpi w pomieszczeniu gdzie są ludzie.

Nie każda bateria płonie tak samo

Jednym z istotnych elementów bezpieczeństwa jest chemia ogniwa. Najczęściej stosowane dziś technologie różnią się zachowaniem podczas awarii.

Autor zwraca uwagę na dwie popularne grupy:

NMC (nikiel-mangan-kobalt) – stosowane m.in. w wielu samochodach elektrycznych i urządzeniach wymagających dużej gęstości energii. W przypadku uszkodzenia mogą generować bardzo intensywny pożar i wydzielać toksyczne gazy, m.in. tlenek węgla oraz fluorowodór.

LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe) – często uznawane za bezpieczniejsze ze względu na większą stabilność termiczną. Jak podkreśla autor, nie oznacza to jednak braku zagrożeń. W określonych warunkach mogą powstawać duże ilości wodoru, który w zamkniętej przestrzeni może stworzyć ryzyko wybuchu.

W praktyce oznacza to, że określenie „bezpieczna bateria” jest uproszczeniem. Różne technologie oznaczają po prostu różne rodzaje ryzyka. Ogniwa trzeba dobierać do zastosowania, a nie kierować się wyłącznie ich ceną.

Wojna energetyczna stworzyła drugi front: cywilne magazyny energii

Drugim ważnym obszarem są cywilne zastosowania baterii. Rosyjskie ataki na ukraińską infrastrukturę energetyczną doprowadziły do wielogodzinnych przerw w dostawach energii. Według autora raportu zniszczenia objęły ponad 9 GW mocy wytwórczych.

W odpowiedzi mieszkańcy, firmy i instytucje zaczęli masowo kupować przenośne stacje zasilania oraz domowe magazyny energii.

Problem pojawił się wtedy, gdy urządzenia były używane w niewłaściwy sposób.

Autor wskazuje trzy główne źródła zagrożeń. Pierwsze z nich podłączanie urządzeń metodą „wtyczka-wtyczka”, czyli zasilanie instalacji domowej przez zwykłe gniazdko – rozwiązanie niebezpieczne i mogące prowadzić do uszkodzenia sprzętu lub pożaru instalacji. Drugi problem to przeciążanie tanich urządzeń, np. przez podłączanie urządzeń o dużym poborze mocy. Wiele osób nie zdaje sobie sprawy, że nawet jeśli wtyczki do siebie pasują to urządzenia nie są kompatybilne. Kolejna kwestia to przegrzewanie baterii, np. przez pozostawianie stacji zasilających w nasłonecznionych miejscach lub bez odpowiedniej wentylacji.

Lekcja z Ukrainy jest więc uniwersalna: nawet najlepsza bateria wymaga prawidłowej instalacji i mądrego użytkowania.

Dlaczego zwykła gaśnica często nie wystarczy?

Pożary baterii litowo-jonowych są trudne do gaszenia, ponieważ źródło problemu znajduje się wewnątrz ogniwa.

Jak wskazuje autor raportu, tradycyjne metody mogą ograniczyć płomienie, ale nie zawsze zatrzymują proces zachodzący wewnątrz baterii. Dlatego coraz większą rolę odgrywają specjalne rozwiązania, takie jak środki enkapsulujące, systemy wentylacji awaryjnej czy konstrukcje ograniczające rozprzestrzenianie się pożaru. Ja bym dodała jeszcze samą detekcję, oczujnikowanie w taki sposób, żeby zostać zaalarmowanym kiedy ogniwa zaczynają się grzać

Przeczytaj też: Polska szoruje po dnie europejskich statystyk sprzedaży elektryków

W przypadku dużych magazynów energii coraz większe znaczenie mają standardy bezpieczeństwa takie jak NFPA 855 oraz testy UL 9540A, które sprawdzają zachowanie baterii od poziomu pojedynczego ogniwa aż po cały system magazynowy.

Najważniejsza lekcja: bezpieczeństwo zaczyna się przed pożarem

Według autora raportu doświadczenia wojenne pokazują trzy podstawowe zasady.

Pierwsza to jakość baterii i łańcuch dostaw są elementem bezpieczeństwa. Tańszy komponent nie zawsze oznacza oszczędność – może oznaczać większe ryzyko. Druga kwestia to uznanie faktu, że chemia ogniwa ma znaczenie, ale żadna technologia nie eliminuje wszystkich zagrożeń. Ostatnia zasada to projektowanie systemów bateryjnych w taki sposób aby uwzględniać sytuacje awaryjne, a nie tylko normalną pracę.

Jednym z głównych wniosków analizy Matthew Halaby jest to, że wojna w Ukrainie dostarczyła wyjątkowego zestawu doświadczeń dotyczących zachowania baterii w warunkach ekstremalnych. Te obserwacje mogą być cenną wskazówką dla projektantów magazynów energii, producentów urządzeń oraz służb odpowiedzialnych za bezpieczeństwo pożarowe. Przypomnę, że Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej – Państwowego Instytutu Badawczego oraz Polskie Stowarzyszenia Magazynowania Energii w czerwcu br. podpisały porozumienie o współpracy dotyczące opracowania dokumentu „Wytyczne w zakresie bezpieczeństwa pożarowego magazynów energii wielkoskalowych i przemysłowych”.

Przy okazji przypomnę, że wojna w Ukrainie pokazała też, że elektromobilność może być znacznie bardziej odporna na kryzysy niż klasyczna motoryzacja. O tym jak i dlaczego sprawdzają się samochody na baterie opowiedziała mi ukraińska dziennikarka Maryna Kityna.

Autor pomija w opracowaniu kwestie cyberbezpieczeństwa, to ważny wątek. Być może niebawem pojawią się opracowania dotyczące tych kwestii.

Photo by Benedikt Zinn on Unsplash