Czy raport prawidłowo ocenia możliwość wystąpienia efektu domina?

Jednym z najważniejszych zagadnień podczas oceny bezpieczeństwa instalacji magazynowania i przetwarzania baterii litowo-jonowych jest możliwość wystąpienia efektu domina.

W praktyce oznacza to sytuację, w której pojedyncze uszkodzone ogniwo lub moduł staje się źródłem rozwoju pożaru obejmującego kolejne moduły, regały magazynowe, strefy pożarowe, a w skrajnych przypadkach znaczną część instalacji.

To właśnie efekt domina decyduje o rzeczywistej skali awarii.

Dlaczego analizujemy efekt domina?

W większości technologii przemysłowych skutki awarii ograniczają się do miejsca jej powstania.

W przypadku baterii litowo-jonowych sytuacja wygląda inaczej.

Thermal runaway jednego ogniwa może doprowadzić do nagrzania sąsiednich ogniw, które również ulegają uszkodzeniu.

Proces ten może rozwijać się lawinowo.

Im większa liczba modułów uczestniczy w zdarzeniu, tym większa jest:

• energia pożaru,
• ilość emitowanego fluorowodoru (HF),
• ilość gazów palnych,
• ilość skażonych wód pożarowych,
• czas prowadzenia działań ratowniczo-gaśniczych,
• oddziaływanie na środowisko.

Dlatego ocena efektu domina stanowi jeden z najważniejszych elementów analizy bezpieczeństwa.

Jakie pytania powinien zadać ekspert?

Podczas analizy raportu sprawdzamy między innymi:

• Czy określono maksymalną ilość baterii mogących uczestniczyć w jednym pożarze?
• Czy przeanalizowano możliwość propagacji thermal runaway pomiędzy ogniwami?
• Czy oceniono możliwość propagacji pomiędzy modułami?
• Czy oceniono możliwość propagacji pomiędzy regałami magazynowymi?
• Czy przeanalizowano możliwość rozwoju pożaru pomiędzy strefami pożarowymi?
• Czy określono maksymalny wiarygodny scenariusz awarii?
• Czy wskazano rozwiązania ograniczające propagację pożaru?
• Czy oceniono wpływ przegród pożarowych?
• Czy oceniono wpływ odległości pomiędzy magazynowanymi bateriami?
• Czy przeanalizowano skuteczność systemów detekcji i gaszenia?

Co wykazała analiza raportu?

W analizowanym raporcie opisano zagrożenie pożarowe oraz przedstawiono ogólne środki ochrony przeciwpożarowej.

Nie przedstawiono jednak analizy rozwoju pożaru pomiędzy kolejnymi modułami lub strefami magazynowymi.

W szczególności nie określono:

• maksymalnej liczby baterii mogących uczestniczyć w jednym zdarzeniu,
• scenariusza propagacji thermal runaway,
• czasu rozwoju pożaru,
• możliwości przejścia pożaru do sąsiednich stref,
• wpływu zastosowanych przegród pożarowych na ograniczenie skutków awarii.

Dlaczego ma to znaczenie?

W przypadku magazynów baterii litowo-jonowych skutki awarii zależą przede wszystkim od liczby ogniw uczestniczących w pożarze.

Jeżeli projekt techniczny skutecznie ogranicza propagację pożaru do jednej strefy magazynowej, rzeczywista skala awarii może być wielokrotnie mniejsza niż w przypadku niekontrolowanego rozwoju zdarzenia.

To właśnie od tej wielkości zależą między innymi:

• ilość emitowanego HF,
• ilość gazów toksycznych,
• ilość wód pożarowych,
• zasięg oddziaływania na środowisko,
• zagrożenie dla ludzi.

Ocena eksperta

W naszej ocenie raport nie przedstawia analizy efektu domina charakterystycznego dla instalacji magazynowania baterii litowo-jonowych.

Nie wykazano, jaka jest maksymalna ilość baterii mogąca uczestniczyć w jednym zdarzeniu oraz jakie rozwiązania projektowe ograniczają rozwój pożaru.

Bez takiej analizy nie można ocenić, czy przyjęty scenariusz awaryjny rzeczywiście odpowiada projektowanej instalacji.

Przykład dobrej praktyki

W dobrze opracowanym raporcie OOŚ inwestor powinien wykazać, że zastosowane rozwiązania techniczne ograniczają możliwość propagacji pożaru.

Może to obejmować między innymi:

• podział magazynu na strefy pożarowe,
• ograniczenie ilości baterii w jednej strefie,
• stosowanie przegród o odpowiedniej odporności ogniowej,
• wydzielenie stref kwarantanny dla baterii uszkodzonych,
• zachowanie odpowiednich odległości pomiędzy regałami,
• systemy wczesnej detekcji,
• monitoring temperatury baterii,
• procedury szybkiej izolacji uszkodzonych modułów.

Dzięki takim rozwiązaniom możliwe jest ograniczenie największego wiarygodnego scenariusza awarii, a tym samym zmniejszenie emisji substancji niebezpiecznych oraz wpływu przedsięwzięcia na środowisko.

Rekomendacja dla organu

Jeżeli raport nie zawiera analizy efektu domina, warto zwrócić się do inwestora o uzupełnienie dokumentacji poprzez wskazanie:

• maksymalnej ilości baterii uczestniczących w jednym scenariuszu pożaru,
• sposobu ograniczenia propagacji thermal runaway,
• uzasadnienia przyjętych stref pożarowych,
• wpływu zastosowanych zabezpieczeń na ograniczenie skutków awarii,
• aktualnych danych technicznych potwierdzających skuteczność proponowanych rozwiązań.

Co powinien zawierać dobry raport?

Dobry raport OOŚ powinien wykazać nie tylko, że pożar może wystąpić, ale przede wszystkim, że jego rozwój został świadomie ograniczony poprzez rozwiązania projektowe.

To właśnie analiza efektu domina pozwala przejść od ogólnej oceny zagrożeń do rzeczywistej oceny bezpieczeństwa planowanej instalacji.

Kolejny etap analizy

Po ocenie możliwości wystąpienia efektu domina ostatnim etapem ekspertyzy jest sprawdzenie, czy wnioski przedstawione w raporcie OOŚ są zgodne z aktualnym stanem wiedzy technicznej, obowiązującymi normami oraz dobrymi praktykami stosowanymi w projektowaniu i eksploatacji instalacji magazynowania oraz przetwarzania baterii litowo-jonowych.