الحرائق في بطاريات الليثيوم-أيون: التهديد الحقيقي يكمن في الانتشار وليس في الاشتعال الأولي
في ظل التوسع المتسارع في استخدام أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) المعتمدة على بطاريات الليثيوم-أيون، يزداد القلق العالمي من مخاطر الحرائق، خاصة تلك الناتجة عن ما يعرف بـالانفلات الحراري (Thermal Runaway) ، لكن الحقيقة التقنية التي يشدد عليها خبراء القطاع هي أن الخطر الحقيقي لا يكمن في بدء الحدث الحراري، بل في انتشاره من خلية إلى أخرى، ما قد يحوّل خللاً محدوداً إلى كارثة.
التكنولوجيا لا تمنع الاشتعال، بل تحدّ من انتشاره
في تجربة حية حديثة نظمتها شركة “فيريدي” (Viridi) في مركزها التقني بمدينة بوفالو، نيويورك، تم إشعال حزمة بطاريات تقليدية لإحداث انفلات حراري أدى إلى انتقال الحريق من خلية إلى أخرى. وفي تجربة مقابلة، تم اختبار حزمة مزوّدة بحواجز عزل حراري ونظام مضاد للانتشار، فنجحت في احتواء الحريق ضمن الخلية الواحدة فقط دون انتقاله للخلايا المجاورة.
يقول “جون ويليامز”، المدير التنفيذي لفيريدي: “الحدث الحراري ذاته ليس هو المشكلة، بل الكارثة تحدث حين ينتقل الحريق من خلية إلى أخرى.”
التصميم الوقائي يبدأ من الهندسة وليس فقط من الكيمياء
تتبنّى “فيريدي” نهجاً مزدوجاً في تصميم أنظمتها: بدءاً من اختيار كيمياء بطاريات مناسبة، مروراً ببناء حاويات متينة من الفولاذ، وصولاً إلى تقنيات عزل تمنع انتقال الحرارة والضغط والغازات بين الخلايا. تستخدم الشركة ألواحاً من الفولاذ السميك كوحدة دفاع أولى ضد الأضرار الميكانيكية والانفلات الحراري، وهي ميزة حيوية نظراً لأنظمة البطاريات التي تُستخدم في معدات البناء المعرّضة للصدمات والسقوط.
ويوضح ويليامز أن النظام المصمم يحتوي ثلاثة أبعاد لأي انفلات حراري: حرارة تصل إلى 700 درجة مئوية، وانبعاثات جسيمية، وموجة ضغط. وتساعد الفواصل بين الخلايا في توجيه ضغط الانفجار إلى الأعلى لتجنب تلف الخلايا المجاورة، كما تمنع أنظمة التبريد الخلوي ارتفاع درجة حرارة الخلايا الأخرى عن 170 درجة مئوية.
السلامة في أنظمة التخزين: التحدي التنظيمي والتقني
مع توسع استخدام أنظمة BESS في الأحياء السكنية والمرافق التجارية، تزايدت ضغوط السلامة من أطراف متعددة تشمل السكان، والهيئات التنظيمية، والجهات المختصة بالإطفاء. في هذا السياق، حصلت شركة “Sungrow” مؤخراً على موافقة إدارة الإطفاء في مدينة نيويورك لنظامها PowerTitan 2.0 المبرد بالسائل، بعد اختبارات ناجحة أظهرت قدرة النظام على احتواء الحريق ضمن وحدة واحدة ومنع انتشاره.
تشير “ماندي زانغ”، مديرة منتجات تخزين البطاريات في Sungrow، إلى أن معظم حالات الحرائق التي تُضخّم إعلامياً تُفسَّر بضعف الوعي العام وليس بكثرة الحوادث نفسها. وتدعم بيانات “الجمعية الوطنية للحماية من الحرائق” و”لجنة سلامة المنتجات الاستهلاكية الأميركية” هذا التوجه، مشيرة إلى أن المعدلات الإحصائية للحرائق في أنظمة BESS ما تزال منخفضة نسبياً.
لكن المشكلة الكبرى، بحسب زانغ، تكمن في بطء تطور المعايير التنظيمية مقارنة بسرعة نشر أنظمة تخزين الطاقة. وتدعو الشركات المصنعة إلى التعاون مع هيئات تطوير المواصفات لتحديث المعايير بما يواكب التقنيات الحديثة.
الحاجة إلى اختبارات أكثر عمقاً وتحليلاً
في سياق مماثل، أعلنت شركة UL Solutions عن اعتمادها منهجية UL 9540A لتقييم قابلية البطاريات للانفلات الحراري، وهي أداة تهدف لفهم أكثر دقة لكيفية تصرف البطاريات في ظروف الاختبار القصوى.
مع ذلك، يؤكد ويليامز من Viridi أن غالبية الاختبارات الحالية تبقى “رصدية” وتعتمد على المراقبة أكثر من التحليل، مشيراً إلى أن نظاماً قد ينجح في الاختبارات الرسمية ثم يتعرض لانفجار لاحق بسبب عوامل لم تكن متوقعة.
ويختتم بالقول: “لم نبدأ بعد حتى في تلبية احتياجات التخزين التي تتطلبها شبكات الطاقة في البلاد، وهناك طريق طويل أمامنا لفهم وإدارة هذه الأنظمة بأمان وكفاءة.”
🔗 المصدر:
Propagation of lithium-ion fires is the real threat — PV Magazine, 23 May 2025
