Tăng cường an toàn cháy đối với hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin

Tại Hội thảo về tăng cường an toàn cháy đối với hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin diễn ra mới đây, bà Đoàn Thị Thanh Vân, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam (Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia), đã giới thiệu dự thảo tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) về phương pháp thử đánh giá sự lan truyền cháy do hiện tượng mất kiểm soát nhiệt trong hệ thống pin lưu trữ năng lượng.

Chuẩn hóa phương pháp đánh giá nguy cơ cháy lan

BESS ngày càng đóng vai trò quan trọng trong tích hợp năng lượng tái tạo, ổn định lưới điện và bảo đảm an ninh năng lượng. Tuy nhiên, cùng với xu hướng phát triển các hệ thống lưu trữ có quy mô và mật độ năng lượng lớn, nguy cơ cháy, nổ cũng đặt ra những yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn.

Một trong những rủi ro đáng chú ý là hiện tượng mất kiểm soát nhiệt (Thermal Runaway). Khi xảy ra, nhiệt độ cell pin tăng cao, phát sinh khí và có thể gây cháy, nổ. Nhiệt lượng tỏa ra còn có khả năng kích hoạt hiện tượng mất kiểm soát nhiệt tại các cell lân cận, dẫn đến cháy lan trong môđun và toàn bộ hệ thống.

Theo bà Đoàn Thị Thanh Vân, các thử nghiệm an toàn đối với cell, môđun và hệ thống hiện nay giúp đánh giá nguy cơ ở cấp độ sản phẩm, nhưng chưa đủ để xác định đầy đủ nguy cơ cháy, nổ khi BESS được lắp đặt trong điều kiện thực tế. Vì vậy, cần có phương pháp thử thống nhất để chủ động tạo ra tình huống mất kiểm soát nhiệt, đánh giá khả năng lan truyền và mức độ ảnh hưởng đến các hệ thống lân cận, vách, kết cấu công trình và lối thoát nạn.

Trên thế giới, UL 9540A đã được viện dẫn trong một số quy chuẩn, tiêu chuẩn về an toàn hệ thống lưu trữ năng lượng. Tại Hoa Kỳ, phương pháp này được tham chiếu trong NFPA 855 và Bộ luật Phòng cháy Quốc tế (IFC). Canada cũng áp dụng ANSI/CAN/UL 9540A làm tiêu chuẩn quốc gia về phương pháp đánh giá sự lan truyền cháy do mất kiểm soát nhiệt trong BESS.

Bà Đoàn Thị Thanh Vân, Trưởng phòng Tiêu chuẩn Điện - Điện tử Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam (Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia).

Bà Vân cho biết thêm, Dự thảo TCVN được giới thiệu có tên gọi “Phương pháp thử đánh giá sự lan truyền cháy do hiện tượng mất kiểm soát nhiệt trong hệ thống pin lưu trữ năng lượng”, tương đương hoàn toàn với ANSI/CAN/UL 9540A:2026. Tiêu chuẩn do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E18 – Pin và ắc quy biên soạn. Mục tiêu của tiêu chuẩn là xác định khả năng xảy ra mất kiểm soát nhiệt, đánh giá đặc tính cháy, nổ và khả năng lan truyền; đồng thời cung cấp dữ liệu phục vụ hướng dẫn lắp đặt, xác định khoảng cách phân tách và lựa chọn biện pháp bảo vệ phù hợp. Theo dự thảo, quy trình thử nghiệm được chia thành bốn cấp độ: cell, môđun, unit và lắp đặt.

Ở cấp độ cell, thử nghiệm tập trung xác định đặc tính nhiệt và khí khi xảy ra mất kiểm soát nhiệt, bao gồm nhiệt độ tại thời điểm thoát khí, nhiệt độ khởi phát mất kiểm soát nhiệt, thể tích, áp suất, thành phần khí và khả năng cháy. Sau khi xác định phương pháp gây mất kiểm soát nhiệt, thử nghiệm bổ sung trên ba mẫu khác nhằm đánh giá tính lặp lại. Kết quả này là dữ liệu đầu vào cho các cấp độ thử nghiệm tiếp theo.

Ở cấp độ môđun, mục tiêu là đánh giá khả năng lan truyền giữa các cell. Một hoặc nhiều cell được chủ động gây mất kiểm soát nhiệt để tạo điều kiện lan truyền sang các cell lân cận. Quá trình thử nghiệm theo dõi nhiệt độ tại cell khởi phát, cell lân cận và bề mặt ngoài môđun; đồng thời đánh giá hiện tượng cháy, phát sinh khí, tốc độ tỏa nhiệt, khói và mảnh văng.

Dự thảo cho phép miễn thử nghiệm cấp độ unit nếu đồng thời đáp ứng ba điều kiện: khí thoát ra từ cell không cháy; không có ngọn lửa lan ra ngoài môđun; nhiệt độ bề mặt ngoài môđun không vượt quá nhiệt độ thoát khí của cell tại khu vực gần cell khởi phát.

Ở cấp độ unit, thử nghiệm đánh giá khả năng cháy lan giữa các hệ thống BESS. Một unit khởi phát được bố trí cùng các unit mục tiêu liền kề, sau đó tạo mất kiểm soát nhiệt trong môđun khởi phát. Khoảng cách lắp đặt, vách và điều kiện bố trí được mô phỏng theo hướng dẫn của nhà chế tạo.

Các thông số được theo dõi gồm tốc độ tỏa nhiệt, nhiệt độ bề mặt môđun và vách, mật độ dòng nhiệt, lượng và thành phần khí, tốc độ phát sinh khói, nguy cơ nổ, bùng cháy và mảnh văng. Các tiêu chí đánh giá tập trung vào khả năng ngăn cháy lan, giới hạn lan truyền nhiệt, tác động đến kết cấu và an toàn tiếp cận. Đối với một số cấu hình áp dụng, mật độ dòng nhiệt tại lối thoát hiểm không được vượt quá 1,3 kW/m².

Cấp độ cuối cùng là thử nghiệm cháy quy mô lớn tại hiện trường lắp đặt, nhằm đánh giá nguy cơ cháy lan trong cấu hình BESS thực tế. Thử nghiệm bố trí hệ thống khởi phát, hệ thống mục tiêu, vách, kết cấu và các đối tượng phơi nhiễm; đồng thời xem xét hệ thống chữa cháy chủ động dự kiến sử dụng. Nhiệt độ, thông lượng nhiệt, khí phát sinh, khói và các hiện tượng cháy lan, nổ, mảnh văng được đo đạc, ghi nhận.

Tạo cơ sở kỹ thuật cho phát triển BESS an toàn

Dự thảo đưa ra các tiêu chí tính năng riêng đối với hệ thống BESS lắp đặt ngoài trời và trong nhà. Một số ngưỡng kỹ thuật đáng chú ý gồm: mức tăng nhiệt độ bề mặt vách trong nhà không vượt quá 97°C so với môi trường; nhiệt độ dầm thép góc trong nhà không vượt quá 538°C; mật độ dòng nhiệt không vượt quá 12,5 kW/m² tại vị trí đánh giá kết cấu dễ cháy. Ngoài ra, cần theo dõi nguy cơ cháy lại sau khi ngừng hệ thống chữa cháy trong 12 giờ và nguy cơ sụp đổ đối với cụm xếp chồng sau 24 giờ.

Theo bà Đoàn Thị Thanh Vân, việc xây dựng tiêu chuẩn mang lại lợi ích cho nhiều nhóm đối tượng. Đối với nhà chế tạo, đây là cơ sở đánh giá đặc tính cháy, nổ của sản phẩm và hoàn thiện thiết kế an toàn. Đối với đơn vị tư vấn, thiết kế, lắp đặt, kết quả thử nghiệm hỗ trợ xác định khoảng cách phân tách, vị trí lắp đặt và giải pháp bảo vệ. Trong khi đó, cơ quan quản lý và lực lượng phòng cháy, chữa cháy có thêm cơ sở kỹ thuật phục vụ đánh giá nguy cơ, thẩm định phương án an toàn và ứng phó sự cố.

Dự án TCVN được triển khai từ tháng 5/2026, trải qua các bước xây dựng dự thảo, họp Ban kỹ thuật và lấy ý kiến các bên liên quan. Dự thảo được đăng tải trên Cổng thông tin điện tử Bộ Khoa học và Công nghệ từ ngày 17/9 đến 17/11/2026. Sau hội thảo khoa học trong tháng 11/2026, nội dung sẽ tiếp tục được hoàn thiện, trình thẩm định và công bố theo quy định.

Trong bối cảnh Việt Nam thúc đẩy chuyển dịch năng lượng, việc tiêu chuẩn hóa phương pháp thử đánh giá sự lan truyền cháy là bước quan trọng nhằm chuyển từ cách tiếp cận xử lý sự cố sang chủ động đánh giá, kiểm soát và phòng ngừa nguy cơ cháy, nổ. Qua đó, góp phần tạo nền tảng kỹ thuật thống nhất, hỗ trợ phát triển hệ thống pin lưu trữ năng lượng an toàn và bền vững.

Hà My