پس منظر

توانائی کے بحران نے پچھلے کچھ سالوں میں لیتھیم آئن بیٹری انرجی سٹوریج سسٹم (ESS) کو زیادہ وسیع پیمانے پر استعمال کیا ہے، لیکن کئی خطرناک حادثات بھی ہوئے ہیں جن کے نتیجے میں سہولیات اور ماحولیات کو نقصان پہنچا، معاشی نقصان، اور یہاں تک کہ نقصانات بھی ہوئے۔ زندگی تحقیقات سے پتہ چلا ہے کہ اگرچہ ESS نے بیٹری سسٹمز، جیسے UL 9540 اور UL 9540A سے متعلق معیارات پر پورا اترا ہے، تھرمل کی زیادتی اور آگ لگ گئی ہے۔ لہذا، ماضی کے واقعات سے سبق سیکھنے اور خطرات اور ان کے انسداد کے اقدامات کا تجزیہ کرنے سے ESS ٹیکنالوجی کی ترقی میں فائدہ ہوگا۔

کیسز کا جائزہ

مندرجہ ذیل میں 2019 سے لے کر آج تک دنیا بھر میں بڑے پیمانے پر ESS کے حادثاتی واقعات کا خلاصہ کیا گیا ہے، جن کی عوامی سطح پر اطلاع دی گئی ہے۔

مندرجہ بالا حادثات کی وجوہات کا خلاصہ درج ذیل دو یوں کیا جا سکتا ہے۔

1) اندرونی سیل کی ناکامی بیٹری اور ماڈیول کے تھرمل غلط استعمال کو متحرک کرتی ہے، اور آخر کار پورے ESS کو آگ لگنے یا پھٹنے کا سبب بنتی ہے۔

سیل کے تھرمل بدسلوکی کی وجہ سے ناکامی بنیادی طور پر مشاہدہ کیا جاتا ہے کہ ایک دھماکے کے بعد آگ لگتی ہے۔ مثال کے طور پر، 2019 میں ایریزونا، USA میں McMicken پاور اسٹیشن اور 2021 میں بیجنگ، چین میں Fengtai پاور اسٹیشن کے حادثات دونوں آگ لگنے کے بعد پھٹ گئے۔ ایسا رجحان کسی ایک خلیے کی ناکامی کی وجہ سے ہوتا ہے، جو ایک اندرونی کیمیائی رد عمل کو متحرک کرتا ہے، حرارت جاری کرتا ہے (ایکسوتھرمک ری ایکشن)، اور درجہ حرارت مسلسل بڑھتا رہتا ہے اور قریبی خلیوں اور ماڈیولز میں پھیلتا ہے، جس سے آگ لگتی ہے یا دھماکہ بھی ہوتا ہے۔ سیل کا فیل موڈ عام طور پر اوور چارج یا کنٹرول سسٹم کی ناکامی، تھرمل ایکسپوژر، بیرونی شارٹ سرکٹ اور اندرونی شارٹ سرکٹ کی وجہ سے ہوتا ہے (جو مختلف حالات جیسے انڈینٹیشن یا ڈینٹ، مادی نجاست، بیرونی اشیاء کے ذریعے دخول وغیرہ کی وجہ سے ہو سکتا ہے۔ )۔

سیل کے تھرمل استعمال کے بعد، آتش گیر گیس پیدا کی جائے گی۔ اوپر سے آپ محسوس کر سکتے ہیں کہ دھماکے کی پہلی تین صورتوں کی ایک ہی وجہ ہے، وہ ہے آتش گیر گیس بروقت خارج نہیں ہو سکتی۔ اس مقام پر، بیٹری، ماڈیول اور کنٹینر وینٹیلیشن سسٹم خاص طور پر اہم ہیں۔ عام طور پر گیسوں کو ایگزاسٹ والو کے ذریعے بیٹری سے خارج کیا جاتا ہے، اور ایگزاسٹ والو کا پریشر ریگولیشن آتش گیر گیسوں کے جمع ہونے کو کم کر سکتا ہے۔ ماڈیول مرحلے میں، عام طور پر ایک بیرونی پنکھا یا شیل کا کولنگ ڈیزائن آتش گیر گیسوں کے جمع ہونے سے بچنے کے لیے استعمال کیا جائے گا۔ آخر میں، کنٹینر کے مرحلے میں، آتش گیر گیسوں کو نکالنے کے لیے وینٹیلیشن کی سہولیات اور نگرانی کے نظام کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔

2) بیرونی معاون نظام کی ناکامی کی وجہ سے ESS کی ناکامی۔

معاون نظام کی خرابی کی وجہ سے مجموعی طور پر ESS کی ناکامی عام طور پر بیٹری سسٹم سے باہر ہوتی ہے اور اس کے نتیجے میں بیرونی اجزاء جلنے یا دھواں نکل سکتا ہے۔ اور جب نظام نے نگرانی کی اور اسے بروقت جواب دیا، تو یہ سیل کی ناکامی یا تھرمل زیادتی کا باعث نہیں بنے گا۔ وسٹرا ماس لینڈنگ پاور اسٹیشن فیز 1 2021 اور فیز 2 2022 کے حادثات میں دھواں اور آگ پیدا ہوئی کیونکہ فالٹ مانیٹرنگ اور الیکٹریکل فیل سیف ڈیوائسز اس وقت شروع ہونے کے مرحلے کے دوران بند کردیئے گئے تھے اور بروقت جواب نہیں دے سکے۔ . اس قسم کے شعلے کے جلنے کا عمل عام طور پر بیٹری سسٹم کے باہر سے شروع ہوتا ہے اس سے پہلے کہ یہ آخر کار سیل کے اندر پھیل جائے، اس لیے کوئی پرتشدد خارجی ردعمل اور آتش گیر گیس کا جمع نہیں ہوتا ہے، اور اس لیے عام طور پر کوئی دھماکہ نہیں ہوتا ہے۔ مزید یہ کہ اگر اسپرنکلر سسٹم کو بروقت آن کیا جا سکتا ہے تو اس سے سہولت کو وسیع نقصان نہیں پہنچے گا۔

2021 میں آسٹریلیا کے جیلونگ میں "وکٹورین پاور اسٹیشن" میں آگ لگنے کا حادثہ بیٹری میں شارٹ سرکٹ کی وجہ سے ہوا جس کی وجہ کولنٹ کے اخراج کی وجہ سے ہوا، جو ہمیں بیٹری سسٹم کی جسمانی تنہائی پر توجہ دینے کی یاد دلاتا ہے۔ باہمی مداخلت سے بچنے کے لیے بیرونی سہولیات اور بیٹری سسٹم کے درمیان ایک مخصوص جگہ رکھنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ بیرونی شارٹ سرکٹ سے بچنے کے لیے بیٹری کا نظام بھی موصلیت کے فنکشن سے لیس ہونا چاہیے۔

انسدادی اقدامات

مندرجہ بالا تجزیہ سے، یہ واضح ہے کہ ESS حادثات کی وجوہات سیل کی تھرمل زیادتی اور معاون نظام کی ناکامی ہیں۔ اگر ناکامی کو روکا نہیں جا سکتا، تو بلاک کرنے کی ناکامی کے بعد مزید بگاڑ کو کم کرنا بھی نقصان کو کم کر سکتا ہے۔ جوابی اقدامات کو درج ذیل پہلوؤں سے سمجھا جا سکتا ہے۔

سیل کے تھرمل غلط استعمال کے بعد تھرمل پھیلاؤ کو روکنا

سیل کے تھرمل بدسلوکی کے پھیلاؤ کو روکنے کے لیے موصلیت کی رکاوٹ کو شامل کیا جا سکتا ہے، جسے خلیوں کے درمیان، ماڈیولز کے درمیان یا ریک کے درمیان نصب کیا جا سکتا ہے۔ NFPA 855 کے ضمیمہ میں (Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems)، آپ متعلقہ ضروریات بھی تلاش کر سکتے ہیں۔ رکاوٹ کو الگ تھلگ کرنے کے مخصوص اقدامات میں ٹھنڈے پانی کی پلیٹیں، ایرجیل اور خلیات کے درمیان لائکس ڈالنا شامل ہے۔

بیٹری سسٹم میں آگ دبانے والے آلے کو شامل کیا جا سکتا ہے تاکہ جب ایک سیل میں تھرمل بدسلوکی ہوتی ہے تو یہ آگ دبانے والے آلے کو چالو کرنے کے لیے تیزی سے رد عمل ظاہر کر سکے۔ لیتھیم آئن آگ کے خطرات کے پیچھے کیمسٹری روایتی آگ بجھانے کے حل کے مقابلے توانائی کے ذخیرہ کرنے والے نظاموں کے لیے آگ کو دبانے کے ایک مختلف ڈیزائن کی طرف لے جاتی ہے، جو نہ صرف آگ کو بجھانے کے لیے ہے، بلکہ بیٹری کے درجہ حرارت کو کم کرنے کے لیے بھی ہے۔ بصورت دیگر، خلیات کے خارجی کیمیائی رد عمل ہوتے رہیں گے اور دوبارہ اگنیشن کو متحرک کریں گے۔

آگ بجھانے والے مواد کا انتخاب کرتے وقت بھی اضافی دیکھ بھال کی ضرورت ہوتی ہے۔ اگر جلتی ہوئی بیٹری کیسنگ پر پانی کا براہ راست چھڑکاؤ کیا جائے تو آتش گیر گیس کا مرکب بن سکتا ہے۔ اور اگر بیٹری کیسنگ یا فریم سٹیل سے بنا ہے، تو پانی تھرمل زیادتی کو نہیں روکے گا۔ کچھ معاملات سے پتہ چلتا ہے کہ بیٹری کے ٹرمینلز کے ساتھ رابطے میں پانی یا دیگر قسم کے مائعات بھی آگ کو بڑھا سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ستمبر 2021 میں وسٹرا موس لینڈنگ پاور سٹیشن کے آتشزدگی کے حادثے میں، رپورٹس نے اشارہ کیا کہ سٹیشن کے کولنگ ہوزز اور پائپ جوڑ فیل ہو گئے، جس کی وجہ سے بیٹری کے ریک پر پانی کا چھڑکاؤ ہوا اور بالآخر بیٹریاں شارٹ سرکٹ اور آرک کا باعث بنیں۔

1. آتش گیر گیسوں کا بروقت اخراج

مندرجہ بالا تمام کیس رپورٹس دھماکوں کی بنیادی وجہ کے طور پر آتش گیر گیسوں کے ارتکاز کی طرف اشارہ کرتی ہیں۔ اس لیے اس خطرے کو کم کرنے کے لیے سائٹ کا ڈیزائن اور ترتیب، گیس کی نگرانی اور وینٹیلیشن کے نظام اہم ہیں۔ NFPA 855 کے معیار میں اس بات کا ذکر کیا گیا ہے کہ ایک مسلسل گیس کا پتہ لگانے کے نظام کی ضرورت ہے۔ جب آتش گیر گیس کی ایک خاص سطح (یعنی LFL کا 25%) کا پتہ چل جاتا ہے، تو سسٹم ایگزاسٹ وینٹیلیشن شروع کر دے گا۔ اس کے علاوہ، UL 9540A ٹیسٹ کے معیار میں اخراج کو جمع کرنے اور گیس LFL کی نچلی حد کا پتہ لگانے کی ضرورت کا بھی ذکر ہے۔

وینٹنگ کے علاوہ، دھماکہ ریلیف پینل کے استعمال کی بھی سفارش کی جاتی ہے۔ NFPA 855 میں یہ ذکر کیا گیا ہے کہ ESSs کو NFPA 68 (Deflagration Venting کے ذریعے دھماکہ سے تحفظ پر معیاری) اور NFPA 69 (دھماکے سے تحفظ کے نظام کے معیارات) کے مطابق نصب اور برقرار رکھا جانا ہے۔ تاہم، جب سسٹم فائر اینڈ ایکسپلوزن ٹیسٹ (UL 9540A یا اس کے مساوی) کی تعمیل کرتا ہے، تو اسے اس ضرورت سے مستثنیٰ کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، چونکہ جانچ کی شرائط پوری طرح سے حقیقی صورت حال کی نمائندہ نہیں ہیں، اس لیے وینٹیلیشن اور دھماکے سے تحفظ کو بڑھانے کی سفارش کی جاتی ہے۔

2. معاون نظام کی ناکامی کی روک تھام

ناکافی سافٹ ویئر/فرم ویئر پروگرامنگ اور کمیشننگ/پری اسٹارٹ طریقہ کار نے بھی وکٹورین پاور اسٹیشن اور وسٹرا موس لینڈنگ پاور اسٹیشن میں آگ لگنے کے واقعات میں حصہ لیا۔ وکٹورین پاور سٹیشن کی آگ میں، کسی ایک ماڈیول کی طرف سے شروع کی گئی تھرمل زیادتی کی شناخت یا بلاک نہیں کیا گیا، اور آگ کے بعد بھی کوئی خلل نہیں پڑا۔ اس صورتحال کی وجہ یہ ہے کہ اس وقت کمیشننگ کی ضرورت نہیں تھی، اور سسٹم کو دستی طور پر بند کر دیا گیا تھا، بشمول ٹیلی میٹری سسٹم، فالٹ مانیٹرنگ اور الیکٹریکل فیل سیف ڈیوائس۔ اس کے علاوہ، سپروائزری کنٹرول اینڈ ڈیٹا ایکوزیشن (SCADA) سسٹم بھی ابھی تک کام نہیں کرسکا تھا، کیونکہ اسے آلات سے رابطہ قائم کرنے میں 24 گھنٹے لگے تھے۔

لہٰذا، یہ تجویز کیا جاتا ہے کہ کسی بھی غیر فعال ماڈیول میں فعال ٹیلی میٹری، فالٹ مانیٹرنگ اور الیکٹریکل سیفٹی ڈیوائسز جیسے آلات ہونے چاہئیں، بجائے اس کے کہ لاک آؤٹ سوئچ کے ذریعے دستی طور پر بند کیے جائیں۔ تمام برقی حفاظتی حفاظتی آلات کو ایکٹو موڈ میں رکھا جانا چاہیے۔ اس کے علاوہ، مختلف ہنگامی واقعات کی شناخت اور جواب دینے کے لیے اضافی الارم سسٹم کو شامل کیا جانا چاہیے۔

وسٹرا ماس لینڈنگ پاور اسٹیشن فیز 1 اور 2 میں بھی سافٹ ویئر پروگرامنگ کی خرابی پائی گئی، کیونکہ اسٹارٹ اپ کی حد سے تجاوز نہیں کیا گیا تھا، بیٹری ہیٹ سنک کو چالو کیا گیا تھا۔ ایک ہی وقت میں، بیٹری کی اوپری پرت کے رساو کے ساتھ پانی کے پائپ کنیکٹر کی ناکامی بیٹری کے ماڈیول کو پانی فراہم کرتی ہے اور پھر شارٹ سرکٹ کا سبب بنتی ہے۔ یہ دو مثالیں بتاتی ہیں کہ سافٹ ویئر/فرم ویئر پروگرامنگ کے لیے یہ کتنا اہم ہے کہ شروع کرنے کے طریقہ کار سے پہلے اسے چیک کیا جائے اور ڈیبگ کیا جائے۔

خلاصہ

انرجی سٹوریج سٹیشن میں آتشزدگی کے کئی حادثات کے تجزیے کے ذریعے، وینٹیلیشن اور دھماکہ کنٹرول، مناسب تنصیب اور کمیشننگ کے طریقہ کار کو اعلی ترجیح دی جانی چاہیے، بشمول سافٹ ویئر پروگرامنگ چیک، جو بیٹری کے حادثات کو روک سکتے ہیں۔ اس کے علاوہ، زہریلی گیسوں اور مادوں کی پیداوار سے نمٹنے کے لیے ہنگامی ردعمل کا ایک جامع منصوبہ تیار کیا جانا چاہیے۔