Thực tế đáng quan ngại
Theo PV-Magazine, khảo sát của CEA cho thấy, khoảng 26% hệ thống lưu trữ năng lượng (các loại pin có thể sạc lại) không được trang bị đủ tính năng liên quan đến hệ thống phát hiện và ngăn chặn cháy nổ. Bên cạnh đó, 18% hệ thống lưu trữ năng lượng có vấn đề trong quản lý nhiệt. Những phát hiện trên khiến các nhà khảo sát kết luận rằng, tình trạng thoát nhiệt gây rủi ro đáng kể cho ngành lưu trữ năng lượng của Mỹ. Bởi trên thực tế, hệ thống chữa cháy và quản lý nhiệt rất quan trọng đối với an toàn chức năng của việc lưu trữ năng lượng, nên những lỗi trong các hệ thống này có thể làm tăng nguy cơ hỏa hoạn. CEA đã tiến hành hơn 320 cuộc kiểm tra về hơn 52 yếu tố của hệ thống lưu trữ năng lượng pin, đồng thời kiểm tra tổng thể các dự án lưu trữ pin lithium-ion có quy mô hơn 30 GWh. Các hoạt động đó đã giúp xác định được hơn 1.300 vấn đề đáng lưu tâm.
Hiện nay, các thị trường ở Mỹ và trên toàn thế giới đang triển khai lưu trữ năng lượng ngày càng tăng để tạo thuận tiện hơn cho sản xuất năng lượng tái tạo. Trên thực tế, theo Hiệp hội Năng lượng sạch của Mỹ và hãng cung cấp giải pháp dữ liệu và phân tích hàng đầu thế giới cho các lĩnh vực năng lượng, tài nguyên thiên nhiên - Wood Mackenzie, tổng lượng hệ thống lưu trữ năng lượng được lắp đặt ở Mỹ trong 3 quý đầu năm 2023 đã vượt quá tổng lượng triển khai trong năm trước. Tuy nhiên, các nhà hoạch định chính sách của Mỹ cũng đang theo dõi chặt chẽ các rủi ro hỏa hoạn do pin lithium-ion gây ra, chẳng hạn như vụ cháy McMicken năm 2019 tại hệ thống dịch vụ công cộng Arizona khiến gần chục người bị thương hay vụ cháy ở kho lưu trữ pin ở phía Bắc quận San Diego, California, khiến người dân phải sơ tán khỏi nhà và cơ sở kinh doanh trong phạm vi hơn 800m tính từ địa điểm cháy.
Nỗ lực toàn diện của nhiều cấp
Bất chấp những rủi ro trên, pin lithium-ion vẫn là công nghệ lưu trữ được sử dụng chủ yếu hiện nay. Pin lithium-ion là một loại pin có khả năng sạc lại. Loại pin này thường có mật độ năng lượng cao nên khả năng duy trì năng lượng tốt hơn so với nhiều loại pin khác, thường được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử như điện thoại di động, máy tính xách tay, máy ảnh số, máy nghe nhạc, xe điện loại nhỏ và nhiều ứng dụng khác được gọi chung là thiết bị di động chạy bằng năng lượng (PMD).
Trong khi các công nghệ thay thế như pin dòng chảy (flow battery) có thể trở nên cạnh tranh trong tương lai, thì lithium-ion đang thống trị thị trường nhờ tính hiệu quả và khả năng tiết kiệm chi phí. Chính vì thế, tầm quan trọng của an toàn lưu trữ pin và đặc biệt là an toàn về phòng cháy nổ, chống hỏa hoạn được đặt lên hàng đầu trong chương trình nghị sự của chính quyền liên bang lẫn các tiểu bang.
Mới đây nhất, dự luật Thiết lập các tiêu chuẩn của người tiêu dùng đối với pin lithium-ion, có tên H.R.1797, đã được Hạ viện Mỹ thông qua vào trung tuần tháng 5. Văn bản pháp lý này yêu cầu Ủy ban An toàn sản phẩm tiêu dùng Mỹ thiết lập các tiêu chuẩn an toàn cho pin lithium-ion có thể sạc lại trong các phương tiện giao thông có trọng lượng nhẹ như xe đạp điện, xe scooter điện để ngăn ngừa nguy cơ hỏa hoạn. Tiêu chuẩn an toàn này bao gồm tất cả các thiết bị liên quan đến pin lithium-ion như bộ sạc pin, cáp sạc, thiết bị đầu cuối bên ngoài trên bộ pin, thiết bị đầu cuối trên phương tiện hay các trạm sạc pin độc lập…
Ở cấp tiểu bang, tháng 3 vừa qua, bang San Francisco cũng mới triển khai Quy tắc phòng cháy, chữa cháy mới, nghiêm ngặt hơn nhằm tăng cường các biện pháp an toàn cho việc sạc và lưu trữ để bảo đảm an toàn cho pin lithium-ion được sử dụng trong PMD. Quyết định cập nhật quy tắc được đưa ra trong bối cảnh các sự cố cháy nổ liên quan đến loại pin trên gia tăng đáng lo ngại. Mặc dù phổ biến vì hiệu quả và mật độ năng lượng, nhưng pin lithium-ion lại liên quan đến khá nhiều vụ cháy. Các hóa chất trong pin dễ bị quá nhiệt, có thể dẫn đến hiện tượng thoát nhiệt - một phản ứng dây chuyền dẫn đến giải phóng năng lượng nhanh chóng và do đó gây ra hỏa hoạn khó kiểm soát.
Để giảm thiểu các rủi ro trên, quy tắc mới của San Francisco yêu cầu tất cả các PMD phải được chứng nhận an toàn, trong đó đáp ứng nhiều tiêu chuẩn nghiêm ngặt về bảo đảm an toàn điện và chống cháy nổ. Ngoài ra, quy tắc cũng giới thiệu các hướng dẫn chi tiết về việc lưu trữ và sạc PMD an toàn để ngăn ngừa nguy cơ hỏa hoạn. Chẳng hạn, chỉ có thể lưu trữ và sạc tối đa bốn PMD trong một đơn vị nhà ở. Giới hạn này giúp giảm nguy cơ cháy, nổ trong không gian dân cư. Nếu một căn hộ cần lưu trữ và sạc nhiều hơn 5 PMD thì cần phải có thêm hệ thống an toàn phòng cháy, chữa cháy. Hệ thống này cần bao gồm vòi phun nước, hệ thống phát hiện khói và duy trì khoảng cách tầm 1m giữa các PMD (khoảng cách quan trọng này giúp ngăn chặn sự lây lan của lửa từ thiết bị này sang thiết bị khác). Tất cả các PMD bao gồm cả pin và bộ sạc có thể tháo rời, phải được kết nối trực tiếp với ổ cắm trên tường để sạc. Việc sử dụng ổ cắm kéo dài bị nghiêm cấm nhằm giảm nguy cơ dẫn đến hỏa hoạn. Ngoài ra, quy tắc cũng đề cập đến việc kiểm tra và xử lý pin bị hỏng. Theo đó, người dùng được yêu cầu kiểm tra pin PMD bị rơi, nứt hoặc hư hỏng dưới bất kỳ hình thức nào.
Biện pháp chủ động này giúp xác định các mối nguy hiểm tiềm ẩn trước khi chúng có thể gây hại. Pin bị hỏng hoặc pin tân trang bị cấm vì chúng có thể không đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn ban đầu và có thể gây ra nguy cơ hỏa hoạn đáng kể. Thậm chí, để bảo đảm an toàn hơn nữa, quy tắc mới chỉ định các phương pháp xử lý thích hợp đối với pin lithium-ion cũ. Chẳng hạn, nghiêm cấm thải bỏ pin này ở bãi rác, thùng tái chế hoặc thùng phân trộn. Việc thải bỏ không đúng cách có thể dẫn đến hỏa hoạn tại các cơ sở quản lý chất thải, gây rủi ro cho người lao động và môi trường. Tất cả pin lithium-ion phải được tái chế thông qua các chương trình tái chế pin được chỉ định của San Francisco. Các chương trình này được trang bị để xử lý các loại pin này một cách an toàn.
Trong khi đó, tháng 10 năm ngoái, luật mới SB 38 được ban hành ở bang California yêu cầu các cơ sở lưu trữ pin phải áp dụng các định chuẩn liên lạc và an toàn chống cháy nổ. Cụ thể, các cơ sở phải đưa ra các kế hoạch ứng phó khẩn cấp, bên cạnh các yêu cầu hiện có về bảo trì và vận hành để đáp ứng các tiêu chuẩn do Ủy ban Tiện ích công cộng California đặt ra. Luật trên có hiệu lực khi California tiếp tục triển khai nhanh chóng hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS). Hệ thống này giúp cân bằng lưới điện, duy trì độ tin cậy cung cấp điện khi phụ tải tăng, cháy rừng và các nguyên nhân gây mất điện khác, đồng thời giúp giảm và ngừng sản xuất nhiệt điện.
Luật SB 38 áp đặt các nghĩa vụ bổ sung đối với chính quyền địa phương, theo đó tiểu bang sẽ tạo ra một chương trình bắt buộc, yêu cầu chủ sở hữu hoặc nhà điều hành BESS nộp kế hoạch của họ cho chính quyền hạt hoặc thành phố. Khi xây dựng kế hoạch, chủ sở hữu hoặc người điều hành phải phối hợp với các cơ quan quản lý tình trạng khẩn cấp, cơ quan ứng phó đầu tiên tại địa phương.
