Le grandi batterie stanno esplodendo. Così come le paure che possano prendere fuoco.
The large batteries are exploding, as are the fears of them catching fire.
La gente non dà per scontata l’elettricità a Raquette Lake, New York, nelle remote cime dell’Adirondack. In inverno, quando il ghiaccio e il vento spesso interrompono l’alimentazione elettrica nel villaggio, i circa 100 residenti che ci vivono tutto l’anno si tengono al caldo accendendo generatori a diesel. La preparazione per la frenetica stagione turistica estiva inizia a febbraio, quando si riuniscono sul lago per segare blocchi di ghiaccio da 250 libbre. L’acqua di fusione raffredderà le birre al birrificio per tutta la stagione. Steve Viscelli, un residente a tempo parziale da 16 anni, attribuisce questo fenomeno a una combinazione di tradizione centenaria e precauzione. “Parliamo di energia verde”, dice. “Questa è energia verde”.
All’inizio di quest’anno, National Grid, l’azienda di servizi pubblici locale, ha presentato al villaggio una nuova soluzione: una microrete alimentata da 12 container delle dimensioni di rimorchi pieni di batterie al litio. Secondo l’azienda, Raquette Lake subisce 12 volte più interruzioni rispetto ai clienti meno remoti. La banca di batterie da 20 megawatt porrebbe fine a ciò. Contribuirebbe anche all’obiettivo di New York di installare 6 gigawatt di accumulo di energia entro il 2030, una parte cruciale per mantenere stabile la rete mentre lo stato elimina rapidamente i combustibili fossili.
Gli abitanti del posto erano scettici. Viscelli era preoccupato per la posizione della batteria, a poche centinaia di piedi dal lago e circondata da foreste protette dallo stato. Aris Bird, uno dei pochi tecnici medici di emergenza a tempo pieno del villaggio, si chiedeva cosa sarebbe successo in caso di incidente. Aveva letto delle esplosioni di batterie al litio-ionico sulle notizie. Suo marito Mark, nato e cresciuto a Raquette Lake, è il capo di un piccolo dipartimento antincendio composto interamente da volontari. L’ospedale più vicino si trova a 75 miglia di distanza.
Bird vedeva la necessità di contribuire alla lotta contro il cambiamento climatico, ma “sentiamo che ciò ci viene imposto”, dice. Il beneficio locale – circa quattro ore di alimentazione durante un’interruzione – non era sufficiente per sentirsi al sicuro durante una tempesta invernale grave, credeva. Preoccupazioni e sussurri si sono trasformati in un movimento. Un gruppo di residenti si è riunito al bar per creare striscioni e ha organizzato un raduno su TikTok. Alla fine di maggio, circa 100 persone, molte con magliette gialle fluo con su scritto “No! No! No! Lithium Battery farm”, si sono radunate in una riunione pubblica che ha visto la partecipazione di funzionari dell’azienda di servizi pubblici, degli sviluppatori del progetto e di un esperto di sicurezza antincendio proveniente da New York City. Gli ufficiali sono rimasti scioccati e sono stati ripetutamente sommersi da cori e fischi. “Perché state cercando di saccheggiare la nostra comunità?”, ha chiesto un residente.
Scene del genere stanno diventando sempre più comuni negli Stati Uniti, dove l’accumulo di batterie per la rete elettrica è destinato a raddoppiare quest’anno, arrivando a oltre 18 gigawatt, secondo l’Agenzia per l’Informazione sull’Energia degli Stati Uniti. Man mano che il settore è cresciuto, sono aumentate anche le preoccupazioni locali su dove esattamente vengono posizionati i container delle batterie, grandi come camion e pesanti 40 tonnellate. In California, le proposte che una volta hanno avuto successo sono state ostacolate da campagne di opposizione e cause legali. A New York, le riunioni pubbliche volte ad ascoltare proposte hanno invece portato a moratorie o divieti sull’accumulo di batterie.
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L’enorme necessità di batterie per la rete elettrica è evidente: oltre a garantire l’energia intermittente prodotta da vento e sole evitando blackout, possono sostituire direttamente parti inquinanti della rete, come le “centrali a gas di picco” che si accendono quando la domanda supera l’offerta. Per i vicini, l’installazione di una batteria può permettere la rimozione di infrastrutture di combustibili fossili tossici.
Come per qualsiasi proposta di sviluppo, l’opposizione della comunità è complessa e localizzata. Anche se più facili da nascondere rispetto a pale eoliche o pannelli solari, le installazioni di batterie possono rovinare la vista e la costruzione può creare rumore o polvere. Ma le preoccupazioni per la sicurezza sono diventate un potente carburante per gli sforzi di opposizione. Gli sviluppatori possono indicare dati che dimostrano che gli incendi delle batterie per la rete sono rari, ma i vicini si concentreranno sugli elementi sconosciuti. Quanto rari sono davvero? “Se ci sono stati incendi ed esplosioni, la gente li metterà in relazione all’infrastruttura proposta nella loro comunità”, afferma Sanya Carley, co-direttore del Kleinman Center for Energy Policy dell’Università della Pennsylvania, che ha studiato l’opposizione ai progetti di energia pulita.
La maggior parte dei titoli di notizie sugli incendi mortali delle batterie si riferisce a scooter o batterie per biciclette elettriche, che possono diventare pericolose a causa di componenti di bassa qualità o di un’errata conservazione. Le batterie per la rete di dimensioni maggiori hanno un migliore track record. Sono generalmente note ai funzionari locali e composte da parti provenienti da fonti affidabili. Un’analisi della California Public Utilities Commission ha stimato che il 2% delle strutture di accumulo per la rete elettrica avrà incidenti “importanti legati alla sicurezza”, con il rischio maggiore durante i primi due anni di funzionamento. La maggior parte degli altri incidenti viene risolta rapidamente.
“Stiamo cercando di recuperare il ritardo. Il rischio è sconosciuto e deve essere misurato.”
Tuttavia, le batterie per la rete elettrica hanno i loro rischi, che alcuni esperti ritengono dovrebbero essere meglio spiegati ai potenziali vicini. Guillermo Rein, professore di scienza del fuoco all’Imperial College di Londra, afferma che il settore ha fatto un ottimo lavoro nel rendere rari gli incendi nonostante la volatilità intrinseca della tecnologia al litio-ionico. Ma le misure di sicurezza sono ancora in evoluzione, aggiunge, e ci sono significative lacune nella nostra comprensione di come prevenire e ridurre l’impatto degli incendi catastrofici. “Stiamo cercando di recuperare il ritardo”, dice. “Il rischio è sconosciuto e deve essere misurato.”
Scintille, archi e fiamme sono un rischio in qualsiasi sistema elettrico. Quando si verificano all’interno o attorno a una batteria, l’esito può essere disastroso. Quando le fiamme riscaldano una cella della batteria, uno dei componenti ripetitivi di una batteria più grande, oltre una certa temperatura, inizia una reazione chimica che produce più calore, innescando lo stesso processo nelle celle vicine. Il surriscaldamento termico può iniziare in pochi millisecondi, prima che il fumo o il calore possano essere rilevati da un sistema di allarme. L’incendio si diffonde prima all’interno di un gruppo di celle circostanti che condividono l’elettronica, noto come modulo, e poi ad altre, fino a quando un’intera fila di batterie è in fiamme.
Nel 2019 un sistema di batterie di rete a Surprise, in Arizona, prese fuoco ed esplose dopo che gli agenti estinguenti si mischiarono alle batterie in fiamme.
Il primo strato di sicurezza antincendio consiste nel prevenire quella scintilla iniziale. La maggior parte dei test antincendio consiste nel trovare difetti nelle singole celle della batteria, cosa che l’industria, che produce milioni di tali celle ogni anno per tutti i tipi di applicazioni energetiche, fa bene, spiega Rein. Ma quando vengono confezionate in gruppi più grandi per i sistemi di scala di rete, i test diventano più complessi e le vie di accensione si moltiplicano: perdite di liquido refrigerante, cortocircuiti elettronici, installazione difettosa. Non tutte le vie sono riproducibili in laboratorio, afferma Rein, che ha redatto una revisione del 2020 degli standard di sicurezza delle batterie, che definisce “caotici”.
In assenza di test approfonditi su grandi batterie di rete, la “base” della progettazione della sicurezza nell’industria delle batterie di rete consiste nel fare modifiche in risposta a incidenti reali, afferma Rein. Questi includono un sistema a Surprise, in Arizona, che nel 2019 prese fuoco ed esplose, dopo che gli agenti estinguenti si mischiarono alle batterie in fiamme, trasformando il magazzino in cui erano installate in una pentola a pressione. Nove soccorritori furono feriti. Due anni dopo, vicino a Geelong, in Australia, scoppiò un incendio durante un test presso quella che all’epoca era la più grande installazione di batterie al mondo, una collezione di Tesla Megapack, il prodotto di stoccaggio in rete del produttore di veicoli elettrici. I forti venti diffusero le fiamme da un Megapack a un dispositivo vicino e l’incendio impiegò quattro giorni per essere spento.
“Ci sono ancora molte soluzioni tecniche che si ritiene essere le migliori in termini di prassi ma non completamente provate”.
In entrambi i casi, l’industria ha tratto insegnamenti: i contenitori delle batterie sono sempre più progettati per evitare esplosioni attraverso lo sfogo di gas infiammabili e resi più isolati per impedire la propagazione delle fiamme da un contenitore all’altro. I comandi sono più accessibili dall’esterno del contenitore. Ai vigili del fuoco viene consigliato di limitare l’uso degli agenti estinguenti, monitorando la situazione mentre spruzzano l’area circostante per contenere l’incendio. I principi di progettazione favoriscono il contenimento degli incendi. Un singolo contenitore può prendere fuoco e consentire essenzialmente a se stesso di bruciare; l’obiettivo è prevenire la propagazione catastrofica e proteggere i soccorritori.
Tuttavia, le strategie su come fermare la propagazione degli incendi in crescita, inclusi i sistemi per spegnere o contenere gli incendi all’interno dei contenitori, variano tra i produttori. “Penso che ci siano ancora molte soluzioni tecniche che si ritiene essere le migliori in termini di prassi ma non completamente provate”, afferma Steve Kerber, direttore esecutivo dell’Istituto di Ricerca sulla Sicurezza Antincendio, affiliato all’Underwriters Institute, o UL, un’organizzazione non profit che crea gli standard di sicurezza antincendio più ampiamente utilizzati. I sistemi di batterie installati da Vistra Energy in una ex centrale a gas naturale a Moss Landing, in California, sono stati spenti per mesi dopo gli incidenti del 2021 e del 2022, in cui i sistemi di soppressione del calore, volti a contenere il surriscaldamento termico, sono stati attivati accidentalmente, bagnando le batterie con acqua che ha causato l’arco e il cortocircuito.
Per alcuni nell’industria, gli incidenti sono la prova che le tecniche di soppressione avanzate sono più problematiche di quanto valgano, introducendo ancora più potenziali difetti. Quando Vistra ha iniziato la costruzione di una terza installazione a Moss Landing, che ha acceso il mese scorso, ha optato per il modello di contenitore esterno anziché posizionare le rastrelliere sotto un unico tetto. (Vistra afferma di aver migliorato i sistemi di soppressione e che ha scelto il design esterno per accelerare la costruzione.)
Il design in contenitori non risolve ogni problema. Lo scorso settembre, i vigili del fuoco hanno risposto a una chiamata alle 2:30 del mattino scatenata dalle telecamere a infrarossi presso un’altra struttura di batterie presso il sito di Moss Landing, un insieme di Tesla Megapack da 183 megawatt di proprietà dell’azienda di servizi pubblici PG&E. All’alba, le comunità circostanti erano sotto un avvertimento di rifugio obbligatorio che sarebbe durato tutto il giorno mentre un contenitore bruciava. Aspettare che un incendio si spenga può essere inquietante per i vigili del fuoco come Joel Mendoza, capo dei vigili del fuoco del Dipartimento Antincendio della Contea del Nord, che serve Moss Landing. Preferiva la strategia iniziale di Vistra, utilizzando una soppressione avanzata degli incendi e fornendo addestramento al suo reparto per spegnere le fiamme. Ma secondo lo standard di contenimento e secondo le linee guida sulla sicurezza di Tesla, la risposta all’incendio di settembre è stata considerata un “fallimento sicuro”. Nessuno è rimasto ferito e l’incendio non si è propagato.
Il metodo di osservare bruciare può essere inquietante per i vicini di una batteria di rete. A Moss Landing, i residenti descrivono di essere stati incerti sul motivo per cui venivano invitati dagli ufficiali locali a chiudere le finestre e spegnere i sistemi di ventilazione mentre il Megapack bruciava. In una comunità agricola dove i giovani spesso lavorano nei campi circostanti l’impianto, i genitori si preoccupano che i loro figli abbiano ricevuto notizie. Cosa c’era nell’aria, esattamente?
All’epoca, non era del tutto chiaro. PG&E non aveva condotto una “modellazione della nuvola” che avrebbe previsto come i gas derivanti dalla combustione dei prodotti chimici delle batterie potessero viaggiare. I gas prodotti variano tra le batterie, ma di particolare preoccupazione per gli ufficiali dell’Agenzia per la protezione dell’ambiente che inviano soccorritori all’incendio, secondo un rapporto dell’incidente, era la possibile presenza di fluoruro di idrogeno, o HF, che può essere letale in pochi minuti anche a basse concentrazioni. Il team dell’EPA è arrivato dopo che il fumo si era in gran parte dissipato e non ha trovato prove di gas nocivi ma non aveva la capacità di testare l’HF. (L’agenzia l’ha poi aggiunto.) In uno scenario presentato in un’analisi della nuvola da parte di Vistra per i propri impianti sul sito, le concentrazioni di HF al di sopra dei limiti di esposizione della California potrebbero diffondersi in un’area di circa 1.300 piedi di diametro, compresa una porzione della strada costiera iconica Highway 1, nelle condizioni di vento che si verificano nel 7 percento del tempo. Paul Doherty, un portavoce di PG&E, dice che la loro analisi è in forma di bozza e verrà presentata pubblicamente a breve.
I ricercatori che studiano la sicurezza delle batterie riconoscono di dover trovare un difficile equilibrio: criticare i punti ciechi di un’industria giovane mantenendo anche il passato in prospettiva. Fredrik Larsson, un ricercatore svedese che ha studiato le emissioni di HF dalle batterie, fa notare che gli incidenti che coinvolgono le batterie sono insignificanti rispetto a quelli dell’industria dei combustibili fossili. Le tubazioni per il trasporto del gas naturale causano migliaia di esplosioni negli Stati Uniti ogni anno. “È ridicolo che bruciamo benzina all’interno delle auto”, dice. “Ma abbiamo capito come renderlo sicuro.”
Le batterie potrebbero raggiungere un livello simile di accettazione sociale, con i dati giusti. Le ricerche del suo gruppo sono tra le uniche informazioni pubbliche sulle emissioni di HF, e altri contaminanti potenziali, compresi metalli pesanti e altri composti di fluoruro, sono ancora meno studiati. Vuole che l’industria delle batterie condivida di più sulla sua chimica e sui suoi dati interni sulla sicurezza. Ciò porterebbe a migliori strategie per gestire gli incendi, evitando potenzialmente di chiudere un’autostrada o una città. Crede che darebbe anche più garanzie di sicurezza alle località che considerano le batterie.
Altri, come Rein, lo scienziato del fuoco, continuano ad essere frustrati dal mantra che gli incendi delle batterie dovrebbero essere osservati e non combattuti. L’industria ha fatto un ottimo lavoro nel rendere gli incendi rari, dice, principalmente minimizzando i difetti all’interno delle celle. Ma il lavoro sulla soppressione a livello di sistema è molto indietro, sostiene Rein, sollevando lo spettro di incidenti rari ma potenzialmente catastrofici. “È inaccettabile che sappiamo come creare un incendio che non sappiamo come spegnere”, dice. Pensava che fosse difficile per l’industria parlare di sicurezza perché temeva di dare l’impressione che lo stoccaggio in rete potesse essere insicuro. “La quantità di negazione a cui sono stato esposto in 15 anni è stupefacente”, dice Rein.
Questo potrebbe cambiare, soprattutto mentre l’industria in rapida crescita si trova di fronte a più domande sugli incidenti passati. “Penso che ci sia stato un miglioramento continuo”, dice Andy Tang, vice presidente dello stoccaggio dell’energia presso Wärtsilä, un fornitore globale di infrastrutture energetiche. Indica i cambiamenti nel design dei contenitori e una migliore formazione per i primi soccorritori, oltre a un passaggio a celle a base di ferro che raggiungono la corsa termica a temperature più elevate rispetto ai loro predecessori ricchi di nichel. La sua azienda è desiderosa di evidenziare i modi in cui i suoi sistemi vanno oltre i requisiti di sicurezza di base, compresi ulteriori test di sistema e sensori che monitorano le condizioni meteorologiche locali per evitare il surriscaldamento. Altre migliorie, tra cui progetti privi di litio con rischi di incendio inferiori, arriveranno sulla rete tra pochi anni.
Nel frattempo, centinaia di altre installazioni di batterie devono essere costruite per raggiungere gli obiettivi di energia rinnovabile nei prossimi anni. Il lavoro deve procedere rapidamente in luoghi come New York, che ha l’obiettivo di produrre il 70 percento della sua elettricità da fonti rinnovabili entro il 2030. È un obiettivo ambizioso: la carenza di linee elettriche e trasformatori limita dove possono essere installate le batterie. I siti industriali come a Moss Landing, fuori dalle aree affollate ma già serviti da linee elettriche e vigili del fuoco ben addestrati, sono ideali ma difficili da trovare.
A Raquette Lake, National Grid e Rev Renewables, lo sviluppatore, affermano che il sito scelto, acquistato nel 2019, soddisfa i requisiti statali e locali, lontano dalle zone umide e adeguatamente distanziato da altri edifici. Affermano che la sicurezza è fondamentale e promettono di dettagliare ampiamente i piani di intervento d’emergenza con gli ufficiali locali. Tuttavia, il progetto potrebbe subire ritardi. Dopo la riunione inaspettatamente combattiva nel maggio, i leader della città hanno proposto un moratoria di un anno sulle autorizzazioni per le batterie, che è stata approvata la settimana scorsa.
Gli avversari sono stati galvanizzati durante l’estate dagli incendi in tre nuove installazioni di batterie nello stato di New York, tra cui una piccola città chiamata Lyme, vicino al confine canadese. Quell’incendio ha bruciato e ha prodotto fumo per quattro giorni, lasciando i soccorritori esausti e i residenti che si chiedevano cosa ci fosse nell’aria e preoccupati per il potenziale inquinamento delle acque di scolo.
Bird, residente di Raquette Lake, afferma di accogliere con favore il moratorium come un’opportunità per valutare il piano di emergenza dell’area e per permettere alla tecnologia di continuare a evolversi. È scettica che la sua opinione possa cambiare. “Continueremo ad essere rumorosi riguardo a questo quanto possibile”, dice.
