Bezpieczne składowanie baterii i akumulatorów litowo-jonowych

Świadomość zagrożeń związanych z akumulatorami litowo-jonowymi wciąż pozostaje nieproporcjonalnie niska w stosunku do skali ryzyka. Do benzyny, gazów łatwopalnych czy substancji żrących zakłady podchodzą z respektem — mają wypracowane procedury, oznakowanie, wydzielone strefy. Paleta zużytych ogniw stojąca w kącie hali traktowana jest natomiast często jak zwykły złom czy odpad. Tymczasem to jedno z najtrudniejszych do opanowania źródeł pożaru, jakie może pojawić się w środowisku pracy.

Dlaczego akumulator litowo-jonowy jest tak trudnym „towarem"

Ogniwa litowo-jonowe wyparły inne technologie z prostego powodu: mają najwyższą gęstość energii. Przechowują najwięcej energii przy najmniejszej masie i objętości. To ich największa zaleta — i jednocześnie sedno problemu. Ten sam ładunek, który napędza rower, w razie awarii musi się gdzieś rozładować.

W kontekście magazynowym warto rozróżnić dwa pojęcia. Ogniwo to pojedynczy element — anoda, katoda, separator i elektrolit — dostępny w budowie cylindrycznej, pakietowej, pryzmatycznej lub guzikowej. Bateria (akumulator) to dwa lub więcej ogniw trwale połączonych w jednej obudowie. Wewnątrz ogniw znajdują się różne substancje chemiczne: lit metaliczny oraz jony litu w wariantach lit-polimer, lit-mangan, lit-tytanian czy lit-żelazo-fosforan. Różne chemie oznaczają różny profil ryzyka — i to pierwszy powód, dla którego „jeden magazyn na wszystko" bywa błędem.

Thermal runaway — mechanizm, który trzeba rozumieć

Akumulator litowy staje się niebezpieczny w chwili, gdy zostaje wyprowadzony ze swojej „strefy komfortu". Dzieje się to z dwóch powodów: usterki technicznej, czyli wady produkcyjnej, albo nieprawidłowego użytkowania — uszkodzenia mechanicznego, przegrzania, przeładowania.

To, co następuje potem, określa się jako niestabilność termiczną (thermal runaway). Jest to niekontrolowany proces samospalenia: pożar jednego ogniwa inicjuje zapłon kolejnego, w reakcji łańcuchowej, której nie da się samoczynnie zatrzymać. Kluczowa jest tu jedna liczba: całkowita energia cieplna uwalniana przez ogniwo litowe jest około dziesięciokrotnie większa od zmagazynowanej w nim energii elektrycznej. Podczas takiego pożaru temperatury sięgają od 600 °C do nawet 1000 °C. Do tego dochodzą substancje wydzielające się z ogniwa — żrące, toksyczne, rakotwórcze i łatwopalne. To nie jest „mały ogień do ugaszenia gaśnicą", lecz zdarzenie, które w kilkanaście sekund wymyka się spod kontroli.

Pożar może wystąpić w trzech momentach: podczas pracy urządzenia, podczas ładowania oraz podczas przechowywania. Faza ładowania jest najbardziej krytyczna — to właśnie wtedy ujawniają się ukryte usterki i wady ogniw, co potwierdza większość dochodzeń popożarowych.

Luka regulacyjna: przechowywania nikt nie reguluje

To zagadnienie budzi najwięcej nieporozumień. Akumulatory litowe są towarem niebezpiecznym klasy 9 w rozumieniu przepisów ADR — ale przepisy te regulują wyłącznie transport, nie przechowywanie. W zakresie magazynowania nie istnieją powszechnie obowiązujące przepisy. Nie oznacza to dowolności; oznacza, że ryzyko jest po prostu zbyt wysokie, by czekać na ustawodawcę.

Rynek akumulatorów rozwija się szybciej niż normy i regulacje. W tej próżni to firmy ubezpieczeniowe jako pierwsze opracowały własne zalecenia i dziś, obok wiedzy ekspertów, stanowią one realny punkt odniesienia. Warunki przechowywania w każdym przypadku należy uzgodnić z firmą ubezpieczającą mienie, indywidualnie dla danego zakładu.

Porządkuje temat klasyfikacja z karty informacyjnej GDV (oparta na VdS 3103), dzieląca akumulatory według mocy — niskiej (baterie miniaturowe, mała elektronika), średniej (elektronarzędzia, rowery elektryczne) i dużej (elektromobilność, duże urządzenia zasilane niezależnie od sieci). W ujęciu transportowym granicę wyznacza energia: dla ogniw litowo-jonowych (UN 3480) próg to 100 Wh na sztukę, dla litowo-metalowych (UN 3090) — 2 g litu. Im wyższa klasa, tym poważniej trzeba traktować separację i zabezpieczenie.

Jak wygląda właściwe przechowywanie

Zalecenia ubezpieczycieli i praktyka wdrożeniowa sprowadzają się do kilku zasad stanowiących absolutne minimum.

Pierwsza to separacja przestrzenna. Akumulatory należy trzymać w odległości co najmniej 2,5 metra od innych składowanych towarów — zasada „nie mieszać towarów" jest tu dosłowna. Rozwiązaniem znacznie lepszym jest wydzielenie pożarowe: szafa zabezpieczająca lub kontener ognioodporny.

Druga to ładowanie pod kontrolą. Skoro ładowanie jest najgroźniejsze, nie powinno odbywać się przy przypadkowym gniazdku. Szafy ładujące zapewniają zabezpieczoną bezpiecznikami instalację, gniazda na każdym poziomie, wentylację odprowadzającą ciepło procesu oraz automatyczne przerwanie zasilania w razie wykrycia dymu lub wzrostu temperatury. Otwarcie drzwi również przerywa ładowanie. Są to funkcje, które w krytycznym momencie działają bez udziału człowieka.

Trzecia to automatyczne gaszenie i monitoring tam, gdzie zagęszczenie akumulatorów jest największe. Warto wtedy rozważyć automatyczny system gaśniczy z detekcją pożaru i generatorami aerozolu, zintegrowany z zakładową sygnalizacją. Istotne jest też ograniczanie szkód wtórnych — dymu i gazów żrących, które potrafią zniszczyć więcej niż sam ogień.

Szafy z certyfikatem VDMA 24994 — wytyczna pisana pod akumulatory

 

Certyfikat EN 14470-1 ma jedno istotne ograniczenie, o którym warto wiedzieć: norma ta wywodzi się z magazynowania substancji chemicznych i chroni przede wszystkim przed pożarem działającym z zewnątrz. W przypadku akumulatorów litowych zagrożenie przychodzi od środka — ogień rodzi się wewnątrz samego ogniwa. Właśnie dlatego coraz większego znaczenia nabiera nowsza wytyczna, opracowana specjalnie z myślą o bateriach: VDMA 24994.

VDMA 24994 to dokument wydany przez niemieckie zrzeszenie VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau), w aktualnej wersji z 2024 roku. Definiuje wymagania badawcze dla szaf przeznaczonych do przechowywania i ładowania akumulatorów litowo-jonowych. W teście symuluje się rzeczywisty przebieg thermal runaway — kontrolowane doprowadzenie ogniw do niestabilności termicznej — i sprawdza, czy szafa wytrzyma powstające temperatury oraz siły towarzyszące wybuchowi.

Aby uzyskać certyfikat, szafa musi spełnić kilka konkretnych warunków. Drzwi muszą pozostać zamknięte w trakcie i po badaniu — realizuje się to przez samozamykanie lub alarm sygnalizujący niedomknięcie. Na zewnątrz obudowy nie mogą wydostać się płomienie ani odrzucane elementy, a przyrost temperatury na jej powierzchni nie może przekroczyć ustalonej wartości. Ogień nie może przenosić się między poziomami półek, a toksyczne gazy pożarowe muszą być bezpiecznie odprowadzane na zewnątrz. Wytyczna obejmuje przenośne akumulatory o masie do 25 kg i dopuszcza ich aktywne ładowanie wewnątrz szafy.

Badania VDMA 24994 mogą prowadzić wyłącznie akredytowane laboratoria, a certyfikację nadaje jednostka ECB-S — co gwarantuje, że każda szafa jest sprawdzana tą samą, rygorystyczną metodą. Choć nie jest to jeszcze oficjalna norma europejska (prace nad nią trwają), VDMA 24994 jest dziś traktowana jako wiodący punkt odniesienia w branży i coraz częściej uznawana przez firmy ubezpieczeniowe za obiektywne kryterium oceny ryzyka. W praktyce daje to prostą wskazówkę przy zakupie: szafa z certyfikatem VDMA 24994 potwierdza odporność na pożar wywołany od wewnątrz — dokładnie ten scenariusz, który przy akumulatorach litowych jest najgroźniejszy. Najlepsze rozwiązania łączą oba podejścia: odporność ogniową w duchu EN 14470-1 z badaniem bateryjnym według VDMA 24994.

Uszkodzone i zużyte ogniwa — grupa najwyższego ryzyka

Najwięcej błędów popełnia się w postępowaniu z akumulatorami uszkodzonymi, wadliwymi i wycofanymi z eksploatacji (End of Life). To one najczęściej inicjują pożar, a mimo to bywają wrzucane do zwykłego pojemnika obok sprawnych.

Zasada jest jednoznaczna: uszkodzone oddziela się od sprawnych i izoluje natychmiast. Ogniwo noszące ślady uszkodzenia — odkształcenie, napęcznienie, odbarwienie, ślady opalenia, zapach spalenizny albo nagrzewające się mimo braku użytkowania — należy przenieść do bezpiecznej odległości lub do osobnego, zabezpieczonego przeciwpożarowo miejsca, aż do prawidłowej utylizacji.

Służą do tego dedykowane pojemniki i beczki wypełnione materiałem buforowym — wermikulitem albo granulatem szkła piankowego (PyroBubbles). Materiał ten wchłania elektrolit, jest niepalny i termicznie stabilny do ponad 1000 °C, a w razie zapłonu tłumi pożar wewnątrz pojemnika, chroniąc otoczenie. Dla najcięższych przypadków — ogniw poważnie uszkodzonych, niebezpiecznych w transporcie — istnieją pojemniki z atestem zgodnym z P911, przebadane w rzeczywistych próbach ogniowych, w których temperatura na zewnątrz pojemnika pozostaje poniżej 100 °C i nie tworzą się płomienie na zewnątrz. To różnica między incydentem zamkniętym w pojemniku a pożarem całej hali.

O „gaszeniu" akumulatorów — bez złudzeń

Nie istnieje idealny środek do gaszenia płonących akumulatorów litowych, a większość konwencjonalnych metod zawodzi. Ściśle rzecz biorąc, słowo „gaszenie" jest tu mylące — gwałtownego pożaru ogniwa nie da się po prostu „zgasić". Właściwsze jest bardzo intensywne schładzanie, zwykle dużą ilością wody, które zatrzymuje przechodzenie ognia na kolejne ogniwa.

Istotna jest przy tym uwaga praktyczna: próba gaszenia zbyt małą ilością wody może przynieść efekt odwrotny do zamierzonego, ponieważ płonący akumulator wchodzi z wodą w gwałtowną reakcję. Jeśli już, to „zalanie" dużą ilością wody, powtarzane w razie potrzeby. Straż pożarna musi mieć świadomość, że pożar dużej ilości akumulatorów litowych praktycznie nie jest możliwy do opanowania. Wniosek stanowi fundament całego podejścia: skoro gaszenie jest tak trudne, ciężar bezpieczeństwa przenosi się na zapobieganie i izolację.

Od czego zacząć w zakładzie

Nie wiadomo, kiedy pojawią się przepisy regulujące przechowywanie akumulatorów litowych. Do tego czasu odpowiedzialność spoczywa na właścicielu przedsiębiorstwa, który musi samodzielnie zorganizować rozwiązanie — to jedyny sposób, by realnie zabezpieczyć ludzi i mienie.

W praktyce sprawdza się kolejność trzech kroków. Najpierw rzetelna ocena ryzyka: jakie chemie, ile ogniw, w jakim stanie technicznym i na jakim etapie (składowanie, ładowanie, utylizacja). Następnie dobór rozwiązania do tej mapy, a nie odwrotnie — inne środki są właściwe dla kilku akumulatorów w warsztacie, inne dla floty wózków w centrum logistycznym, a jeszcze inne dla ogniw uszkodzonych czekających na odbiór. Wreszcie uzgodnienie warunków z firmą ubezpieczającą oraz przeszkolenie pracowników, ponieważ nawet najlepsza szafa nie zadziała, jeśli uszkodzone ogniwo trafi obok sprawnych.

Ryzyko związane z akumulatorami litowymi będzie rosło wraz z ich liczbą w codziennym użyciu. Dostępne są już jednak sprawdzone, certyfikowane rozwiązania na każdy z tych scenariuszy — od szaf zabezpieczających i ładujących, przez magazyny i kontenery ognioodporne, po pojemniki na uszkodzone ogniwa. Rzecz w tym, by wdrożyć je zawczasu.

 

Zapraszam do kontaktu z naszym zespołem

Beata Tymińska
Managing Director

kom. +48 728 82 38 73
beata@topserw.pl 
Profil ekspercki Linkedin: Beata Tymińska

Batterline
Kontakt z niebezpiecznymi chemikaliami? Sama woda może nie wystarczyć