Нова енергетична архітектура України потребує захисту

Енергетика майбутнього, яку Україна будує в режимі реального часу, відновлюючись після обстрілів російськими ракетами та БпЛА, має кілька ключових елементів, одним з яких є системи накопичення енергії (Energy Storage Systems, ESS). Їх можна назвати серцем нової енергетичної архітектури, і воно потребує захисту. На цьому в колонці для Mind наголошує Денис Любченко, директор компанії «Спецзахист», пояснюючи, що ці системи, ESS, стали не лише точкою найбільшої вразливості, але й зоною найбільшої відповідальності.

З жовтня 2022 року українська енергетична система перебуває під постійними обстрілами і тиском, що не припиняється. Не важливо, чи зосередились цього року вороги на газовій енергетиці, чи продовжують нищити системи генерації та транспортування електроенергії – все одно йдеться про вибухи та пожежі, які вони спричиняють. Ці пожежі насправді є дуже підступними, про що нечасто думають пересічні споживачі, нарікаючи на «чого так довго» та «що там гасити». В тому і справа, що після вибуху полум’я потрапляє в кабельні шахти, де температура горіння може триматись годинами, і які є доволі важкодоступними. Тож боротьба з наслідками обстрілів може тривати доволі довго і потребувати не лише доступу до води.

Єдиним виходом для збереження сталості енергетичних систем (і єдиною енергосистеми країни також), який наразі існує, є розвиток генеруючих потужностей – із обов’язковим акцентом на безперервності роботи. Яку забезпечують, в першу чергу, системи накопичення енергії, ESS. Для України акумуляція енергії стає фактором сталості та виживання, гарантуючи бізнесу та українцям енергонезалежність, стабільність та рентабельність. Але ці системи накопичення, зі свого боку, потребують окремого власного захисту – в першу чергу, від вогню.

Нова ера – нові ризики

Ера систем накопичення енергії приходить в Україну надшвидкими темпами. Багатогодинні відключення електроенергії, вимоги уряду до сталості систем передачі даних, необхідність надавати послуги та тримати «на плаву» бізнес – все вимагає встановлення батарейних систем, що дозволяють створити резерв енергії, балансувати мережі та інтегрувати відновлювальні джерела енергії до власного енергоміксу.

Все перераховане вище – запорука стабільності. Проте, лише за однієї умови – безпеки. ESS є найбільш важливим, проте і найризикованішим елементом нової енергетичної архітектури. Адже їхня основа, літій-іонні системи, – надзвичайна технологія, яка «дарує світло», а з іншого боку – не пробачає помилок. Пожежа в цих системах – це хімічний процес із термічним розгоном, гасіння якого вимагає спеціально підготовлених рішень. Звичайні засоби пожежогасіння часто малоефективні для осередку загоряння, а вода переважно використовується для інтенсивного охолодження та недопущення поширення пожежі на сусідні модулі.

Для локалізації невеликих осередків загоряння можуть використовуватися вогнегасники класу D, сухий пісок чи протипожежні ковдри. Однак для промислових ESS необхідні інтегровані системи виявлення й гасіння пожежі, а також продуманий пасивний протипожежний захист

В будь-якому разі, пожежа в системі накопичення енергії – складний процес, який спричиняє зростання температури всередині модуля до тисячі градусів, потенційний вихід процесу з-під контролю та призводить до перетворення технічного рішення на джерело ризику.

Попередити, щоб не рятувати

Перераховані засоби гасіння пожежі в системах накопичення енергії є дієвими, проте лише в ситуації, яка також була наведена вище – при пожежі, що вже є і поширюється.

Варіантом проактивного забезпечення безпечності ESS є пасивний протипожежний захист, що значно підвищує їхню надійність та безпечність. Саме він може визначити, чи буде вогонь локалізованим лише в одному модулі, чи пошириться на інші, збільшуючи втрати. Завдяки йому можна забезпечити захист і подальше функціонування кабельної траси. В кінцевому підсумку, саме пасивний захист вирішує, чи будуть в команди гасіння хвилини на те, щоб впоратись із ситуацією, чи все закінчиться катастрофою за лічені секунди.

В Україні вже представлені технології, що відповідають європейським стандартам та мають сертифікацію за нормами ЄС (EN, ETA тощо) та які вже роками застосовуються в Німеччині – на атомних станціях, в Австрії – при облаштуванні славнозвісних тунелів в альпійських горах, та в Швейцарії – в транспортних хабах. Ці рішення, на зразок PYRO-SAFE від розробника SVT, дозволяють значно підвищити рівень безпечності ESS, забезпечуючи їм здатність витримувати критичні навантаження.

Також в Європі повсюдно встановлюються автономні системи пожежогасіння на кшталт BlazeCut, які діють в елементах системи, куди складно дістатись людині – тим більше людині у захищеному від вогню та температури спецкостюмі та з обладнанням. Йдеться про шафи управління та відокремлені технічні сегменти, в яких дія температури стрімка та катастрофічна за своїми наслідками.

Ці технології створюють бар’єри на шляху поширення вогню, локалізуючи проблему, даючи час на її вирішення та, у підсумку, рятуючи обладнання. Їхнє використання у системах накопичення енергії дозволяє обмежити завдану шкоду одним блоком, а не прощатись з усім контейнером ESS.

Інвестиції як шлях до енергонезалежності

Про модернізацію та оптимізацію енергетичної системи України, її відбудову за принципом «build back better», йдеться на більшості майданчиків обговорень – від професійного локального форуму Energy Club, де я мав честь виступати, до останньої конференції ReBuild Ukraine у Варшаві. Звісно, це потребує значних – навіть, визначних – інвестицій.

Такі кошти є у міжнародних фінансових інституцій, які готові інвестувати, але висувають свої вимоги й природно захищають вкладення. Для цього в різних регіонах світу існують стандарти, яким доведеться відповідати. У країнах Європи якісний і належного типу протипожежний захист об’єкта – це базова умова для розгляду проєкту. У США проєкти ESS, як правило, мають відповідати вимогам стандарту NFPA 855, який дедалі частіше інтегрується в місцеві будівельні та пожежні норми.

Системи накопичення енергії – ключовий елемент новітньої енергосистеми. Пасивний захист ESS – обов’язковий компонент будь-якого проєкту. Кожен інженер розуміє, що профілактика та захист критично важливих вузлів – завдання, яке завжди потребує комплексного підходу.

Як і у випадку з будь-яким технічним комплексом, важливо бути впевненими, що система працюватиме навіть після першого інциденту – вибуху, пожежі чи спроби ураження. Саме це й визначає рівень її стійкості.

Цю відповідальність між собою ділять інженери, інтегратори, компанії та держава. І саме від цього розподілу залежить, чи стане українська енергетика реально стійкою, а не лише декларованою.