A pesar de los riesgos de incendio del ión-litio: Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías son cada vez más grandes

Moss Landing, en California, es ahora el mayor proyecto de almacenamiento en baterías del mundo, con una capacidad de 3 GWh. China también está construyendo grandes instalaciones de almacenamiento de energía mediante baterías de iones de litio. Pero China también va por otro camino, almacenando energía mediante pesos físicos en sistemas de almacenamiento de energía por gravedad.

Foto de portada: Baterías suministradas por LG Energy Solution en las antiguas salas de turbinas de la planta de almacenamiento de energía de Moss Landing, California. Imagen: LG Energy Solution.

EnergyStorage.News publicó el 2 de agosto que Vistra Energy ha anunciado la finalización de las obras de ampliación de su planta de almacenamiento de energía de Moss Landing , enCalifornia, el mayor sistema de almacenamiento de energía en baterías de litio (BESS) del mundo.

Se ha añadido a la planta una potencia adicional de 350MW y una capacidad energética de 1.400MWh, con lo que alcanza un total de 750MW/3.000 MWh.

Las baterías de iones de litio son propensas al fuego y muy difíciles de extinguir: cuanto más litio, más grande es el incendio.

CTIF. org sigue de cerca la seguridad de las baterías de iones de litio, y hace poco escribimos sobre dos incidentes ocurridos en Estados Unidos:

El 20 de julio, un banco de baterías que funcionaba mal empezó a emitir gases tóxicos en un hospital de Florida, lo que provocó la evacuación de 80 personas.

Sólo este año se han producidonumerosas muertes en Nueva York debido al mal funcionamiento de las baterías de litio de las bicicletas eléctricas, y son bien conocidas las dificultades para extinguir los incendios en los coches eléctricos. Se ha comprobado que el fuego de una camioneta EV arde tanto que puede propagarse fácilmente a otros EV, incluso cuando está aparcada al aire libre, como se vio en abril de este año.

En mayode 2023, unabatería de iones de litio 20.000 libras en el interior se incendió dentro de una fábrica de baterías en Jacksonville, FL el 25 de abril. Los equipos de HazMat trabajaron para mover y enfriar las baterías cercanas para evitar una explosión.

El 26 de abril, una gran cantidad de baterías de litio almacenadas en un contenedor de transporte provocó una situación similar en un polígono industrial cerca de Gotemburgo ( Suecia).

También se sabe que los vehículos impulsados por baterías de iones de litio entran en combustión espontánea y, al parecer, han hundido o dañado dos grandes buques de carga en el último año.

Prohibición de los vehículos de litio en el mar por riesgo de incendio

2023: Una compañía noruega de transbordadores prohibió este año los vehículos eléctricos en una popular ruta turística debido a la preocupación por la seguridad en caso de incendio y las dificultades para extinguir este tipo de fuegos. La Guardia Costera de EE.UU. prohibió este año el transporte marítimo de vehículos eléctricos dañados en cualquier circunstancia, debido al riesgo extremo de ignición espontánea observado después de que un gran número de vehículos eléctricos se incendiaran tras el paso del huracán Ian.

Jefe de bomberos: El reciente incendio de un parque solar BESS en el estado de Nueva York es una "gran oportunidad para aprender"

El27 de julio se produjo un incendio de baterías de iones de litio en una huerta solar junto al lago Ontario, en el estado de Nueva York, que tardó cuatro días en extinguirse. El incendio provocó alertas sobre la calidad del aire, ya que grandes cantidades de humo potencialmente tóxico afectaban a la comunidad.

Niel D. Rivenburgh, subdirector de los servicios de bomberos y emergencias del condado de Jefferson, declaró que el incidente es una oportunidad para que los equipos de primera intervención aprendan del incidente, ya que están surgiendo huertos solares en todo Estados Unidos.

"Ha habido una oportunidad increíble de aprender de este incidente... ésa es una de las razones por las que nos comprometimos, no sólo para que Chaumont se retirara después de sus primeras 36 horas, sino porque si conseguimos que otros jefes y operadores vengan aquí podremos darles las pinceladas de información para mantenerlos a salvo cuando ocurra algo en sus proyectos solares".

¿Cómo se protegen contra incendios los sistemas de almacenamiento de energía en baterías?

La NFPA escribe en su publicación "Energy Storage Safety Fact Sheet" que , el uso de sistemas de almacenamiento de energía, o ESS, ha aumentado drásticamente en la última década.... Sin embargo, el aumento del número de instalaciones de ESS exige una mayor comprensión de los peligros que entrañan y medidas más amplias para reducir los riesgos".

La hoja informativa establece que el cuerpo de bomberos debe desarrollar un plan previo a incidentes para responder a incendios, explosiones y otras condiciones de emergencia asociadas con la instalación de ESS, y el plan previo a incidentes debe incluir los siguientes elementos:

1. Comprensión de los procedimientos incluidos en el plan de operación y respuesta a emergencias de la instalación descrito

2. Identificar los tipos de tecnologías de ESS presentes, los peligros potenciales asociados a los sistemas y los métodos de respuesta a incendios e incidentes asociados a la ESS concreta

3. Identificar la ubicación de todas las desconexiones eléctricas en el edificio y comprender que la energía eléctrica almacenada en los equipos ESS no siempre puede retirarse o aislarse

4. Entender los procedimientos para apagar y desenergizar o aislar el equipo para reducir el riesgo de incendio, descarga eléctrica y peligros de lesiones personales

5. 5. Comprender los procedimientos para tratar los equipos ESS dañados en un incidente posterior a un incendio, incluidos los siguientes:

a. a. Reconocer que la energía eléctrica varada en las baterías de almacenamiento dañadas por el fuego y otras ESS tiene el potencial de reignición mucho después de la extinción inicial.

b. Ponerse en contacto con personal cualificado para retirar de forma segura los equipos ESS dañados de la instalación (Esta información de contacto se incluye en el plan de operación y respuesta a emergencias de la instalación).

La NFPA también escribió en 2021 sobre la normativa residencial para BESS: NFPA 855, Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems, contiene requisitos para la instalación de sistemas de almacenamiento de energía (ESS).

Lanorma NFPA 855 para la instalación de sistemas de almacenamiento de energía aborda las instalaciones industriales por definición. Sin embargo, se trata de un documento extenso que requeriría un estudio previo exhaustivo antes de cualquier incendio, y la información es muy detallada. Sin embargo, no parece mencionar específicamente cómo debe abordarse la extinción de incendios cuando los bancos de baterías se aproximan al tamaño de Moss Landing, y las grandes cantidades de litio que podrían verse implicadas en un incendio.

METROPOLITAN Fire Chiefs, una asociación de servicios de bomberos de ciudades de más de 1 millón de habitantes, aborda la cuestión de la seguridad de los bomberos en las grandes instalaciones de BESS en su declaración de posición de la UFF de 2022: "Technological Advancements Push the Boundaries of All Hazards and the Fire Service Emergency Response System".

La sección sobre los BESS comienza haciendo referencia a un incidente de 2019 en el que cuatro bomberos resultaron heridos:

"El 19 de abril de 2019, cuatro bomberos de Arizona recibieron lesiones graves debido a un escape térmico en cascada dentro de un ESS de batería de iones de litio de 2,16 MWh que provocó un evento de deflagración (Figura 3). También se han producido numerosos fallos que han provocado incendios en todo el mundo".

El documento de los jefes de bomberos de METRO subraya la importancia de que los operadores/propietarios planifiquen previamente los incidentes junto con el servicio de bomberos, antes de que se produzca un incidente:

"... Los propietarios y operadores de ESS deben desarrollar un plan de operaciones de emergencia junto con el personal del servicio de bomberos local y la Autoridad Competente (AHJ). Los propietarios y operadores también deben tener un conocimiento exhaustivo de los peligros asociados a la tecnología de las baterías de iones de litio y de las capacidades de respuesta del servicio de bomberos local. Además, es importante que exista comunicación entre los bomberos que responden y el personal responsable de la gestión del ESS, que puede ayudar en la evaluación completa de los datos del sistema para desarrollar una imagen más clara del estado del sistema y los peligros potenciales."

El documento de posición también enumera recursos de formación y educativos para los sistemas de almacenamiento de energía en general:

https://training.fsri.org/course/025-nearmiss-ess

https://www.nfpa.org/News-and-Research/Resources/Emergency-Responders/High-risk…

También hace referencia a una base de datos sobre fallos conocidos de BESS: https://storagewiki.epri.com/index.php/BESS_Failure_Event_Database).

Sin embargo: La pregunta pendiente es: ¿Puede un solo cuerpo de bomberos siquiera hacer frente a un incendio en una granja de baterías del tamaño de Moss Landing -o de las granjas de baterías que China promete construir para 2027?

Cross-Safety.org escribió en su informe "CROSS Safety Report Battery Energy Storage System concerns" en mayo de 2023 que un panel de seguridad en el Reino Unido acordó que "existen importantes preocupaciones de seguridad contra incendios relacionadas con los BESS. El almacenamiento en baterías es una parte esencial del avance de la sociedad hacia un futuro sin emisiones de carbono, pero necesita hacerse de una manera que reconozca y gestione el riesgo".

Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías, un "riesgo para los bomberos"

También concluyeron que los BESS suponen claramente un riesgo para los bomberos, como demuestran los incidentes enumerados en el informe: "... es posible que las FRS tengan que adoptar una estrategia defensiva. Esto podría llevar, en caso de incendio en un BESS, a limitar la lucha contra el fuego para proteger los riesgos circundantes y no atajar directamente el incendio. ... Es probable que un incendio incontrolado provoque la producción de gases tóxicos y potencialmente explosivos que penetren en el medio ambiente a través de la pluma del incendio y la escorrentía de agua contaminada. La lucha contra el fuego es difícil cuando el BESS está al aire libre. Si está en el interior de las instalaciones, esto introduce más desafíos y posibles decisiones operativas que pueden conducir a un incendio incontrolado.

Informe 1058 de CROSS-UK - Riesgos de seguridad contra incendios con baterías de iones de litio

China se apunta a casi 100 GHW de almacenamiento de energía en baterías de litio para 2027

Asia.Nikkei.com escribió recientemente sobre el auge del almacenamiento de energía en China: Para 2027, se espera que China tenga una nueva capacidad total de almacenamiento de energía de 97 GW. Los nuevos sistemas de almacenamiento de energía en China se basan en gran medida en la tecnología de baterías de iones de litio, según el artículo.

Al parecer, China ha impulsado el desarrollo de las energías renovables en su empeño por cumplir las promesas del Presidente Xi Jinping de alcanzar la neutralidad de carbono en 2060.

Al parecer, el país espera que este año el 52% de la electricidad generada proceda de fuentes no fósiles.

Se cree que elbajo precio del litio es el motor de este desarrollo, al hacer más asequibles los costes de creación de bancos de baterías.

GESS - Sistemas de almacenamiento de energía por gravedad

Sin embargo, China también está creando lo que afirman que serán los sistemas de almacenamiento de energía a escala de red del mundo basados en pesos físicos, según Smart-Energy.com.

Energy Vault, un desarrollador de soluciones de almacenamiento de energía a escala de red conocido por su tecnología de almacenamiento por gravedad, está construyendo un sistema de almacenamiento de energía por gravedad de 25 MW/100 MWh junto a un parque eólico y un emplazamiento de interconexión a la red nacional.

En junio comenzó la puesta en marcha de la electrónica de potencia y de lo que la empresa denomina "nuevossistemas de elevación de 'cinta' ultraeficientes", según declararon en un comunicado de prensa en el que anunciaban la construcción.

Se espera que el sistema esté totalmente interconectado a la red en 2023, según lo previsto con las autoridades locales, lo que, según Energy Vault, convertirá a EVx en el primer GESS hidroeléctrico sin bombeo a escala comercial del mundo.

The GESS is located outside of Shanghai in Rudong, Jiangsu Province, China. Image courtesy Energy Vault." data-entity-type="file" data-entity-uuid="b213d9f1-40e6-41a8-8639-a92de7a08739" src="/sites/default/files/inline-images/Screen Shot 2023-08-04 at 14.58.27.png" />

CNTY declaró en un comunicado de prensa: "Con el continuo aumento de la proporción de nueva capacidad energética instalada (...) la elevada proporción de energía renovable conectada a la red ha planteado mayores exigencias a la capacidad de regulación de picos, regulación de frecuencia y consumo de la red eléctrica...

... El "conjunto completo de equipos de almacenamiento de energía por gravedad de 100 MWh" de China Tianying es actualmente el mayor conjunto completo de equipos de almacenamiento de energía por gravedad del mundo. Su ruta técnica básica consiste en utilizar nuevas energías, como la eólica y la solar, o la de valle y llano de la red, para elevar el bloque gravitatorio hasta una altura determinada, con el fin de convertir la energía eléctrica en energía potencial para su almacenamiento."

Según Energy Vault, se espera que el sistema EVx tenga una eficiencia de ida y vuelta (RTE) superior al 80%.