BESS に関する 5 つの誤解: バッテリー エネルギー貯蔵システム

主に気候変動と資源の入手可能性に対する懸念により、再生可能で持続可能な形態のエネルギーの需要が急増しています。しかし、風力発電や太陽光発電などの分野では断続的現象が発生し、天候の不安定によって引き起こされる混乱により、エネルギーとしての信頼性が低下しています。ただし、これらの制限は主に、生成されたエネルギーを必要になるまで貯蔵する手段である電池エネルギー貯蔵システム (BESS) の使用によって相殺されています。

リチウムイオン (Li-ion) バッテリーは、長い間 BESS で使用される最も一般的なタイプのバッテリーであり、サイズや電力密度などの多くの利点があり、手頃な価格で保管手段として多用途です。ただし、これらのバッテリーは完璧ではありません。故障する可能性があるため、リチウムイオン電池とそれを構成するシステムについて何が真実で何が嘘かを理解することが不可欠です。

誤解 1: リスク管理者と施設管理者がポリシーとプロセスの作成に向けて使用できる基準が存在します。

全米防火協会規格855（NFPA 855）などの規格は既に発行され、継続的に改良されていますが、エネルギー貯蔵システム（ BESS）に関する規格やガイダンスは、他の産業に比べてまだ少ないのが現状です。BESSへの関心が着実に高まり、リチウムイオン電池の価格が下落するにつれ、規格の策定と改訂が急速に進んでいます。しかしながら、BESS業界はまだ黎明期にあり、政策策定は進行中です。そのため、施設の安全なプロセスとリスク評価を策定するには、リスクエンジニアリング組織との連携が特に重要となります。

誤解 #2: 蓄電池施設における BESS の故障率はよく知られており、公表されています。

現在、故障率研究の状況に関するデータの伝達は改善の余地がある。BESSの信頼性に関する公開データは限られており、一貫性に欠け、記録された情報の多くは厳密に管理された固定条件下で収集されたものである。実際の使用状況は変動するため、このデータは実際のリスクを判断する上で役に立たない可能性がある。さらに、データの提示方法についてもまだ合意が得られていないため、データセットの統合や評価が困難となっている。幸いなことに、研究は大きく進展しており、公開データストレージプラットフォームは、データを見つけて共有するための馴染みやすく操作しやすい場所を提供している。よく知られているプラ​​ットフォームとしては、Battery ArchiveやNational Renewable Energy Laboratoryなどが挙げられる。

誤解 3: リチウムイオン火災は他の産業火災と似ており、特別な計画は必要ありません。

リチウムイオン電池とそれに伴うリスクについて語るときの重要な概念は「熱暴走」です。熱暴走の潜在的な原因としては、リチウムイオン バッテリー セルへの物理的損傷、極端な温度による劣化、経年劣化、バッテリーのメンテナンス不良などが挙げられます。熱暴走は、一度引き起こされると、制御不能な自己発熱状態につながるバッテリー内の連鎖反応であり、その結果、ガス、破片、煙、火災が激しく噴出し、爆燃/爆発の可能性が発生する可能性があります。あらゆる産業火災は危険ですが、リチウムイオン電池の火災は特に危険であり、消火が非常に難しい独特の性質を持っています。ただし、消火すると再点火する傾向があり、その結果、爆燃が発生したり、近くにいる人員や緊急対応要員が負傷したりする可能性があります。対応者に対する現在の指針は、安全な距離を保ち、可能な限り隣接するユニットの冷却に努力を集中し、火災が収まるのを待つことです。

既存の火災軽減技術は、バッテリー火災を抑制することはできるかもしれませんが、熱暴走の伝播を防ぐためにバッテリーをセルレベルで冷却することはできません。その意味で、私たちはリチウムイオン電池に対する「特効薬」の火災軽減ソリューションをまだ持っていません。現在、水ベースの火災軽減策は、既知の欠点はあるものの、優れた冷却特性、低コスト、入手しやすさの理由から、バッテリー火災を抑制する最善の策であると依然として考えられています。バッテリーの構成、用途、場所に特有の早期発見と消火を含む多層戦略を開発し、ケースバイケースで検討する必要があります。

誤解 4: バッテリーが損傷しても、発火しない限り脅威にはなりません。

危険性はすぐには明らかにならないかもしれませんが、バッテリーエネルギー貯蔵システムの欠陥は、使用場所において深刻な脅威となり得ます。バッテリーモジュールの化学組成に欠陥があると、過熱しやすくなり、化学反応を引き起こす可能性があります。これらの反応によって生じる副生成物は、バッテリーセル内の圧力を上昇させ、セル壁の膨張や副生成物の漏出を引き起こすことがあります。多くの場合、これらの副生成物は可燃性であり、発火する可能性があります。火災リスクを可能な限り低く抑えるためには、バッテリーを効果的かつ定期的に保守する必要があります。

誤解 #5: BESS を含む構造物は爆発の危険を考慮して設計する必要はありません。

この技術は継続的に改良されており、安全であると考えられていますが、リチウムイオン電池には可燃性の電解質が含まれており、電池セルが損傷すると特有の危険が生じる可能性があります。熱暴走やこのプロセスで発生する可燃性ガスのリスクがあるため、火災や爆発は完全に起こり得るものとして捉え、適切に計画する必要があります。

BESS（バッテリーエネルギー貯蔵システム）に関する安全上の問題に対処するため、NFPA 855、NFPA 68、およびその他のいくつかの防火基準では、小型ISOコンテナ以上のサイズのBESSには何らかの爆発制御機構を設けることが義務付けられています。BESSの爆発防止システムを設計する効果的な方法の一つは、流体運動法則に基づいて予測を生成するシミュレーションツールである計算流体力学（CFD）を用いることです。計算流体力学は、可燃性ガスの偶発的な放出をシミュレーションするためによく用いられ、被害を軽減するシステムを効果的に設計することができます。万が一「最悪のシナリオ」が発生した場合でも、これらの基準とツールによって、これらの複雑なシステムを収容する構造物が危険を適切に管理できることを効果的に保証できます。

バッテリエネルギー貯蔵システムは比較的新しいものですが、商用電力環境においてますます不可欠なものになりつつあります。もちろん、リスクがないわけではなく、安全基準はまだ策定中です。それでも、特定の手順を踏むことで、産業界はこれらのシステムを効果的に使用して、システムのエネルギー ソリューションをより適切に最適化し、その過程で安全に行うことができます。これらの手順は、BakerRisk のような訓練を受けた経験豊富な専門家によって実行された場合にのみ効果的です。

ベイカーリスクのコンサルタントは、リスク管理における最先端の手法を適用するだけでなく、業界ガイドラインの策定を支援し、各クライアントの具体的な状況を考慮したカスタマイズ方法を理解しています。さらに、当社のチームは、事例研究、事故調査、エネルギー業界における長年の経験、そして社内調査・試験から得られた教訓を活かし、再生可能エネルギーおよび低炭素エネルギーソリューションにおけるリスク管理のギャップを埋めています。

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