Das weltweit größte Lithiumbatterie-Energiespeicherkraftwerk fing Feuer, eine kurze Analyse der Sicherheit von Lithiumbatterien und Vanadium-Redox-Flow-Batterien

Das weltweit größte Lithiumbatterie-Energiespeicherkraftwerk fing Feuer, eine kurze Analyse der Sicherheit von Lithiumbatterien und Vanadium-Redox-Flow-Batterien

Am 15. Mai brach im Gateway 250 MWh Lithiumbatterie-Energiespeicherkraftwerk in Otay Mesa, San Diego, Kalifornien, USA, ein Feuer aus. Das Energiespeicherprojekt befindet sich in einem Industriepark im Block 600 des Camino de la Fuente. Bisher ist das Feuer zweimal wieder aufgeflammt und hat sechs Tage lang weitergebrannt, wobei das Feuer noch nicht vollständig unter Kontrolle ist.

Typischerweise sind Gebäude, in denen Lithium-Ionen-Batterien installiert sind, mit Brandmeldesystemen ausgestattet, die Chemikalien auf die Batterien sprühen, um mögliche Flammen zu löschen. Wenn diese Methode jedoch fehlschlägt, werden große Mengen Wasser benötigt, um die Flammen zu kontrollieren und die Batterie kühl zu halten. Auf dem Höhepunkt des Brandes versprühten die Zapfrohre der Sprinkleranlage des Gebäudes 350 Gallonen Wasser pro Minute.

Wie lange der Brand andauern wird, können die Feuerwehrbehörden derzeit noch nicht genau abschätzen. In Interviews mit lokalen Medien sagten Feuerwehrleute, dass es mehrere Wochen dauern könnte, bis das Feuer gelöscht sei. Ein Grund dafür, dass Brände in Batteriespeichern schwer zu löschen sind, liegt darin, dass die in Lithium-Ionen-Batterien verwendeten Materialien selbst Sauerstoff erzeugen. Obwohl Feuerlöschmittel auf Wasserbasis eine überhitzte Batterie kühlen können, können sie den Brand nicht vollständig löschen.

Eine kurze Analyse der Sicherheit von Vanadium-Redox-Flow-Batterien:

Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien Vanadium-Flow-Batterien sind sicherer. Der Elektrolyt der Vanadium-Redox-Flow-Batterie ist eine saure wässrige Lösung von Vanadiumionen. Es arbeitet bei normaler Temperatur und normalem Druck, es besteht keine Gefahr eines thermischen Durchgehens und es ist grundsätzlich sicher. Empirischen Ergebnissen zufolge verursacht das Vanadium-Redox-Flow-Batteriesystem bei einem theoretischen SOC von 100 % selbst dann keine Risiken wie Verbrennung oder Feuer, selbst wenn die positiven und negativen Elektrolyte direkt gemischt werden und die Temperatur von 32 °C auf 70 °C ansteigt.

Andererseits wird der Elektrolyt der Durchflussbatterie prinzipbedingt in einem Tank außerhalb des Batteriestapels gespeichert. Beim Laden und Entladen gelangen die positiven und negativen Elektrolyte jeweils von der Umwälzpumpe in den Batteriestapel und es kommt zu einer Oxidationsreaktion. Nachdem die Reaktion abgeschlossen ist, wird der Elektrolyt erneut in den Tank zurückgepumpt und der Zyklus wiederholt sich, bis die Reaktion abgeschlossen ist. Da die elektrochemische Reaktion und der gesamte Lade- und Entladevorgang unter wasserbasierten Bedingungen ablaufen, besteht keine Verbrennungs- und Explosionsgefahr, was absolute Sicherheit gewährleistet.

Flow-Batterien produzieren im Betrieb keine Schadstoffe und verursachen keinen Schaden für Menschen. Sein Elektrolyt kann durch Recycling und Verarbeitung unter Einhaltung der Umweltschutzanforderungen wiederverwendet werden.

Darüber hinaus beträgt die Lebensdauer einiger in Betrieb genommener Durchflussbatterien gemäß den technischen Parametern bis zu 25 Jahre und sie können bei 100 % DOD (100 % Tiefentladung) mehr als 25.000 Mal geladen und entladen werden.

Was die Einsatzszenarien angeht, sind Flow-Batterien eine Technologie, die den Anforderungen einer groß angelegten Langzeitenergiespeicherung gerecht wird. Es ist nicht nur sicher, sondern bietet auch die Vorteile einer flexiblen Standortauswahl und einer einfachen Bereitstellung. Es wird nicht von der geografischen Umgebung beeinflusst und kann die Multi-Szenario-Anforderungen von Endbenutzern wie Energiespeichersystemintegratoren, Wind- und Photovoltaikkraftwerken, Rechenzentren und 5G-Basisstationen vollständig erfüllen.