Kaliforniens Batteriespeicher-Vorstoß hat ein Problem mit Bränden

Wenn Kalifornien seine ehrgeizigen Ziele beim Übergang von der Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen erreichen will, wird der Staat Energiespeicher benötigen, um einen erheblichen Teil der Last zu tragen.

Die Zahl der Installationen steigt, doch ein anhaltendes Problem tritt immer wieder auf: Brände an Batteriespeichern.

Zuletzt brach am 18. September ein Feuer in der Valley Center Energy Storage Facility im San Diego County aus. Obwohl Feuerwehrleute sagten, dass das Feuer innerhalb von etwa 45 Minuten gelöscht und durch das interne Brandschutzsystem des Standorts gelöscht werden konnte, waren Unternehmen und Kleinanleger betroffen Eine Reihe von Häusern im Umkreis von einer Viertelmeile um den Industriepark, in dem sich die Anlage befindet, wurden evakuiert, und im Umkreis von einer halben Meile um den Standort galten Schutzanordnungen.

Die politischen Entscheidungsträger der Bundesstaaten stehen der Batteriespeicherung immer noch optimistisch gegenüber, räumen jedoch ein, dass Probleme gelöst werden müssen, die zum „thermischen Durchgehen“ führen – wobei übermäßige Hitze in einer Batterie zu einer chemischen Reaktion führt, die sich in einer Kettenreaktion auf andere Batterien ausbreitet.

„Es steht viel auf dem Spiel“, sagte David Hochschild, Vorsitzender der California Energy Commission. „Wir müssen über eine effektive Lagerung verfügen. Generell bin ich mit der Leistung der Lagerflotte in Kalifornien sehr zufrieden, aber es kann nicht regelmäßig zu Bränden kommen.“

Warum Batterien wichtig sind

Die Energiespeicherung hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen, da mehr erneuerbare Energiequellen in das kalifornische Stromnetz eingespeist wurden.

Tagsüber ist die Sonnenenergie zwar reichlich vorhanden, nach Sonnenuntergang oder wenn Rauch und Wolken den Himmel verdecken, verschwindet sie jedoch praktisch. Und wenn der Wind nicht weht, versiegt die Produktion aus Windparks. Die Energiespeicherung – insbesondere aus Batterien – wird als Schlüssel zur Schließung dieser Lücken angesehen.

Speichersysteme nehmen tagsüber erzeugten Solarstrom auf und geben den Strom später ab, insbesondere zwischen 16 und 21 Uhr, wenn das kalifornische Netz am stärksten belastet ist.

Batterien können dazu beitragen, Erdgas-„Spitzenkraftwerke“ zu ersetzen, die in den kritischen Stunden eingesetzt werden, wenn Kunden ihre Klimaanlagen einschalten, und so das Risiko rotierender Stromausfälle verringern.

Batteriespeicher liefern auch Strom in Gebiete, in denen es zu Sicherheitsabschaltungen kommen kann. Dabei handelt es sich um eine Praxis, bei der Energieversorger bei Wind und Trockenheit Stromkreise, meist in ländlichen und abgelegenen Gebieten, abschalten, um das Risiko zu verringern, dass Stromleitungen herunterfallen und einen Flächenbrand auslösen.

Der Ausbau der Energiespeicherung ist für Kalifornien von entscheidender Bedeutung, um sein Ziel zu erreichen, bis 2045 100 % des Stroms aus kohlenstofffreien Quellen zu beziehen.

Vor vier Jahren zählte der Staat lediglich 250 Megawatt Batteriespeicher, die dem California Independent System Operator zur Verfügung standen, der das Netz für 80 % des Staates und einen kleinen Teil von Nevada verwaltet.

Bis Ende dieses Jahres soll diese Zahl auf 8.000 Megawatt anwachsen. Und die Zahl der vollständig ins Netz integrierten Batteriespeicher soll bis 2035 auf 19.500 Megawatt und bis 2045 auf 52.000 Megawatt steigen.

Der Ausbau der gesamten Batteriespeicherinfrastruktur wird über die monatlichen Stromrechnungen an die kalifornischen Tarifzahler weitergegeben.

Was ist im Valley Center passiert?

Das in San Diego ansässige Unternehmen für erneuerbare Energien Terra-Gen besitzt und betreibt die Valley Center Storage Facility mit 139 Megawatt und 560 Megawattstunden, die genug Strom produziert, um bis zu 140.000 Haushalte vier Stunden lang mit einer einzigen Ladung zu versorgen. Die Anlage befindet sich auf einer Fläche von sieben Hektar in einem Gewerbe- und Industriegebiet, wurde im Februar 2022 eröffnet und liefert Energie an ein nahegelegenes SDG&E-Umspannwerk.

Der Brand vom 18. September wird derzeit untersucht. Die Feuerwehr rechnet mit einer endgültigen Entscheidung in etwa zwei Monaten. Am folgenden Tag nahm das Lager den Betrieb wieder auf.

Die LG-Batterien am Standort bestehen aus Lithium, Nickel, Mangan und Kobalt, und Beamte von Terra-Gen sagten, dass es in der Anlage in der Vergangenheit keine thermischen Instabilitätsereignisse gegeben habe.

Beamte von Terra-Gen sagten in einer E-Mail, dass die Nachbarn des Valley Centers „wissen sollten, dass die Sicherheitssysteme der Anlage für den Betrieb rund um die Uhr ausgelegt sind“ und „verhindern sollen, dass aus kleinen Veranstaltungen größere Veranstaltungen werden“.

„Unser Unternehmen geht über die standardmäßigen gesetzlichen Anforderungen hinaus und führt regelmäßig Notfallschulungen mit Ersthelfern durch“, sagte Terra-Gen-Sprecherin Amy Roth.

Andere Vorfälle

Lithium-Ionen-Akkus, die elektronische Geräte wie Smartphones und Laptops mit Strom versorgen, können eine Brandgefahr darstellen, wenn sie überhitzen, beschädigt werden oder defekt sind.

Batteriemängel in Elektrofahrzeugen haben Autohersteller zu Rückrufen veranlasst. Im Januar brach in einem Lagerhaus in Frankreich, in dem Tausende von Lithium-Ionen-Autobatterien gelagert waren, ein Großbrand aus. Etwa 100 Feuerwehrleute waren nötig, um den Brand zu löschen.

Viele der gleichen Materialien in Elektrofahrzeugen werden an Batteriespeicherstandorten verwendet.

Im September 2022 fing ein Tesla Megapack in einem Batteriespeicher von Pacific Gas & Electric in der nordkalifornischen Stadt Moss Landing Feuer. Es wurden keine Verletzten gemeldet, aber die California Highway Patrol sperrte einen Abschnitt des Highway 1 und leitete den Verkehr stundenlang von der Baustelle weg.

Bei einer Explosion im Jahr 2019 in einem Energiespeicher in Surprise, Arizona, wurden neun Ersthelfer verletzt. In diesem Sommer brachen in drei verschiedenen Batterieprojekten im Bundesstaat New York Brände aus, es wurden jedoch keine Verletzten gemeldet.

Ein Brand im vergangenen Monat in einer Großanlage in Australien mit dem Spitznamen „Big Bessie“ veranlasste Rettungskräfte, die Anwohner zu warnen, drinnen zu bleiben, um gefährliche Dämpfe zu vermeiden.

Was verursacht die Brände?

Die mit Nickel-Mangan-Kobalt hergestellten Lithium-Ionen-Batterien verfügen über eine hohe Energiedichte, was sie für den Einsatz in Speicheranlagen attraktiv macht. Doch angesichts der thermischen Instabilität gibt es einen Trend hin zu Lithium-Eisenphosphat-Batterien, die bei niedrigeren Temperaturen arbeiten und weniger anfällig für Brände sind.

Obwohl es wichtig ist, die Batteriechemie zu ändern oder anzupassen, liegt der Schwerpunkt auch darauf, sicherzustellen, dass die Batteriearrays ordnungsgemäß verkabelt sind und die Brandschutzsysteme in den Lagerbehältern nicht versagen.

„Die Branche lernt, die Grundbausteine ​​der Energiezellen, Geräte und Batteriemanagementsysteme zu nutzen und sie in komplette Projekte zu integrieren“, sagte Scott Murtishaw, Geschäftsführer der California Energy Storage Alliance. „Es wird Learning by Doing geben.“

Doch die Probleme untermauern die Argumente der Kritiker der Batteriespeicherung, die nicht nur Brände anführen, sondern auch auf die relativ hohen Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Energiequellen hinweisen.

Eine im Juni vom National Renewable Energy Laboratory veröffentlichte Studie prognostiziert, dass die Kosten für eine vierstündige Speicherung im Jahr 2030 zwischen 245 US-Dollar und 403 US-Dollar pro Kilowattstunde liegen werden. Der bahnbrechende Preis der Branche wird allgemein auf etwa 100 US-Dollar pro Kilowattstunde geschätzt.

„Es wird viel Geld in die Herstellung besserer, sichererer und energiereicherer Batterien gesteckt, die bei niedrigeren Temperaturen betrieben werden können“, sagte Hochschild von der California Energy Commission. „Es ist definitiv ein großes Risiko, das wir bewältigen und auf das wir uns konzentrieren müssen.“

Diese Worte trösten Phyllis Laderman, eine Bewohnerin von Eden Valley, einer nicht eingemeindeten Gemeinde zwischen Escondido und San Marcos, nicht. Sie ist dagegen, dass das Unternehmen für erneuerbare Energien AES in ihrer Nachbarschaft ein geplantes Batteriespeicherprojekt baut.

Die Nachricht vom Brand im Valley Center „machte mich sehr nervös und verängstigte mich wegen der geplanten Einrichtung hier“, sagte Laderman. „Es schien alle Punkte zu unterstreichen, die wir gemacht haben – dass diese Batterieenergie [projects] gehören wirklich nicht in die Nähe von Häusern und Wohnorten.“

Mit 400 Megawatt und 1.600 Megawattstunden Kapazität wäre das AES Seguro Storage-Projekt mit dem Batteriespeicher Moss Landing im Monterey County der größte im Bundesstaat. Es würde genug gespeicherte Energie entladen, um etwa 300.000 Haushalte vier Stunden lang mit Strom zu versorgen.

„Wir sagen nicht, dass diese Einrichtungen eine schlechte Sache sind“, sagte Laderman, „aber es muss Regeln und Vorschriften darüber geben, wo sie sich aufhalten dürfen.“

AES-Beamte sagen, dass sie planen, die modernste Technologie einzusetzen, um die Sicherheit der Batterien zu gewährleisten. AES hat vorläufige Pläne, das Projekt bis Ende 2026 online zu stellen.

Nikolewski schreibt für die San Diego Union-Tribune. David Garrick, Mitarbeiter der Union-Tribune, hat dazu beigetragen Bericht. Dieser Artikel wurde von der Tribune Content Agency verteilt.