Text: Conrad Nichols, Senior Technology Analyst på IDTechEx
Termisk rusning i litiumjonbatterier (Li-jon) har blivit en av de mest angelägna utmaningarna för den globala industrin för batterilagringssystem (BESS). I takt med att implementeringar skalas från megawattimmar till flera gigawattimmarskapacitet inom bostads-, kommersiella och industriella (C&I) samt allmännyttiga sektorer, blir konsekvenserna av termiska incidenter allvarligare. Incidenterna sträcker sig från bränder, explosioner och utsläpp av giftiga VOC till betydande finansiella och marknadsstörningar, som observerades i Sydkoreas BESS-kris 2018.
Som svar på detta intensifieras den regulatoriska granskningen, och säkerhet blir en central prioritet. IDTechEx senaste rapport, ”Termisk hantering, brand- och explosionsskydd för BESS 2026–2036: Material, teknologier och aktörer”, speglar denna förändring och förutspår att den sammanlagda marknaden för termiska hanterings- och brandskyddssystem samt material för batterilagring kommer att överstiga 25 miljarder USD år 2036, med en årlig tillväxttakt på 12,4 % från 2025 till 2036.
Denna senaste IDTechEx-rapport ger en kritisk analys av BESS-brandsäkerhetsmarknaden och erbjuder teknisk benchmarking av viktiga material och släcksystem, tillsammans med granskningar av både etablerade och nya aktörer. Den innehåller en detaljerad bedömning av det föränderliga regelverket och en utvärdering av de tekniker och strategier som antagits av ledande BESS-utvecklare, vilket utgör grunden för detaljerade 10-årsprognoser. Rapporten undersöker också större material- och systemleverantörer och jämför flamskydd, värmeledningsförmåga och kyleffektivitet mot kostnad för att belysa avvägningar och marknadsmöjligheter.
Globalt regelverk: Fragmenterat men i utveckling
Regelverket kring BESS-säkerhet är fortfarande fragmenterat, med länder och regioner som utvecklas i olika hastigheter och antar olika tillvägagångssätt. USA har gått mot ett mer omfattande ramverk, särskilt med standarder som utvecklats enligt NFPA 855 och UL 9540. Samtidigt utvecklas EU och Kina i olika riktningar, ofta påverkade av regler som utvecklats för elfordon och angränsande industrier.
Denna brist på harmonisering innebär utmaningar för globala tillverkare, särskilt när de navigerar gränsöverskridande implementeringar. Samtidigt skapar det också möjligheter i takt med att nya standarder dyker upp, vilket erbjuder vägar för säkerhetsdifferentiering och ledarskap inom efterlevnad. I takt med att BESS-kapaciteten expanderar och allmänhetens förväntningar på säkerhet ökar, kommer regleringar att bli en ännu mer kritisk drivkraft som formar teknikval och tillväxten av BESS-marknaden.
Den ökande andelen av värmehantering och brandsäkerhet
Värmehantering (TM) och brandskydd (FP) förväntas stå för över 20 % av de totala BESS-kostnaderna år 2035. Med minskande battericellspriser kommer säkerhetsrelaterade system i allt högre grad att dominera värdefördelningen inom BESS-infrastruktur. Aktiva system, inklusive vätskekylning, avancerade sensorer, ventilation och brandbekämpning, förväntas ta över större delen av denna marknad, både på grund av deras högre kostnader och centrala roll för att säkerställa driftssäkerhet.
För utvecklare och integratörer erbjuder optimering av TM- och FP-system en av de mest effektiva vägarna för att minska de totala BESS-kostnaderna samtidigt som regelefterlevnaden bibehålls. Innovation inom både systemdesign och materialintegration kommer därför sannolikt att förbli ett centralt fokus för branschen. På den nuvarande marknaden använder batterilagringssystem en kombination av passiv och aktiv värmehantering och brandsäkerhetsteknik.
Aktiv och passiv värmehantering och brandsäkerhetsteknik för batterilagringssystem (BESS). Källa: IDTechEx.
Passiva material för brandskydd och värmehantering
Även om material representerar en mindre del av marknaden sett till värde, spelar de en viktig roll för att bromsa eller förhindra spridningen av termisk rusning. Traditionella lösningar som glimmer och keramik är fortfarande stöttepelare och ger kostnadseffektiva, hållbara och beprövade flamskyddsegenskaper. Deras högre densitet, vilket kan begränsa användningen i elfordon, är mindre problematisk i stationära BESS-installationer, vilket gör dem väl lämpade för denna sektor.
Utöver dessa är avancerade material redo att expandera sin närvaro. Aerogeler, som erbjuder exceptionell isoleringsprestanda med extremt låg tjocklek och vikt, förväntas se ökad användning i takt med att produktionsskalor och kostnader minskar. På liknande sätt används skum och värmebeständiga beläggningar för att begränsa värmeutbredning över moduler och rack. Svällande beläggningar, som bildar en förkolning när de utsätts för värme, vinner alltmer, även om utmaningar kring underhåll efter evenemang kvarstår.
Aktiva kyltekniker
Kylning är fortfarande grunden för effektiv värmehantering i BESS, vilket förhindrar heta punkter och minimerar temperaturen.
Bild: Leopictures
