PGS voor lithium energiedragers is stap voorwaarts in omgevingsveiligheid
Nieuws van het LEC BrandweerBRZO, september 2020
De PGS 37 is in ontwikkeling. Het document heeft betrekking op de veiligheid bij de opslag van lithium-metaal- en lithium-ion energiedragers in loodsen en op toepassing in energieopslagsystemen (EOS), zoals buurtbatterijen. Als de PGS 37 eenmaal van kracht wordt, komt er een einde aan het gebrek aan regelgeving rond energiedragers op lithiumbasis. Uniforme regelgeving wordt door het brandweerveld en ook door het LEC BrandweerBRZO dringend gewenst, vanwege de snelle opmars van ‘elektriciteitsopslag’ in zowel de industrie als de woonomgeving.
Handreikingen
De PGS 37 volgt op een tweetal handreikingen die in 2018 zijn uitgebracht voor opslagloodsen en EOS; een project van chemisch adviseur Martin Meijer (VRR) en adviseur omgevingsveiligheid Sander Lepelaar (VR Haaglanden), in samenspraak met de sector Milieu & Industrie van Brandweer Nederland. “Gebrek aan regelgeving was tot dusver een groot knelpunt voor de omgevingsveiligheid van batterij-opslagen en energie-opslagsystemen in energienetwerken”, stelt Martin Meijer. “Het bizarre van dit thema is dat voor transport van lithium-metaal- en lithium-ion batterijen wel strenge eisen worden gesteld in de ADR, omdat de energiedragers als gevaarlijke stof worden beschouwd. Maar eenmaal in grote hoeveelheden gestapeld in opslagloodsen of in energie-opslagvoorzieningen in woonwijken (buurtbatterijen) of op bedrijventerreinen, ontbreekt veiligheidsregelgeving volledig. Veiligheidsregio’s brengen wel adviezen uit voor gewenste veiligheidsvoorzieningen, maar of het bevoegd gezag die in de vergunningverlening overneemt verschilt van regio tot regio. Van die onduidelijkheid moeten we af. De twee handreikingen waren een eerste aanzet voor het standaardiseren van veiligheidseisen voor elektrisch-chemische energiedragers.”
Onbewust van risico’s
Lithium-ion energiedragers zijn niet meer weg te denken uit onze huidige maatschappij en vormen op dit moment ook een belangrijk onderdeel van de energietransitie in de samenleving. Brandweer Nederland juicht deze transitie toe maar ziet dit wel graag op een veilige wijze gebeuren. Volgens Sander Lepelaar staan batterijfabrikanten en bedrijven die energieopslagsystemen exploiteren echter niet altijd stil bij de risico’s van lithium, terwijl die evident zijn. “Er zijn al verschillende ernstige brandincidenten met lithium-batterijen geweest. Zoals de brand in een EOS in Drogenbos (België) in 2017 en de brand in een opslagloods met fietsaccu’s in Nunspeet in 2018. De gevolgen van accu’s die door een ’thermal runaway’ oververhit raken en in brand vliegen, kunnen verstrekkend zijn. In 2010 stortte in Dubai een vrachtvliegtuig neer, nadat een lading lithium-accu’s in het vrachtruim in brand vloog. De risico’s zijn dus bekend en het aantal incidenten stijgt naarmate het aantal elektrisch-chemische opslagsystemen in het kader van de energietransitie toeneemt. De focus van de industrie ligt over het algemeen primair bij produceren en geld verdienen. Energieleveranciers en andere ondernemers zien wel de pluspunten van energieopslag, maar zijn zich vaak nog onvoldoende bewust van de effecten van een lithiumbrand.”
Concept-eisen
Batterijen op lithiumbasis worden in de PGS 15 uitgesloten. Gevolg is dat fabrikanten en afnemers grote volumes van deze batterijen kunnen opslaan tot wel 10.000 vierkante meter of meer, zonder dat aan enige eis betreffende preventie en brandbeheersing hoeft te worden voldaan. Aan die situatie komt volgens Meijer en Lepelaar een eind als de PGS 37 wordt gepubliceerd. Die publicatie bevat regelgeving voor het veilig opslaan en gebruik van lithiumhoudende energiedragers.
Discussie over capaciteit
Voor energie-opslagsystemen zoals buurtbatterijen, geldt dat die vanaf een capaciteit van 25 kilowattuur aan de eisen in de PGS 37 moeten voldoen.
Over die ondergrens als maatstaf voor de veiligheidseisen is volgens Martin Meijer nog wel enige discussie:
“De Programmaraad PGS vindt dat bij systemen met een capaciteit van meer dan 25 kilowattuur de effecten van een brand zodanig zijn dat dit het stellen van specifieke eisen aan veiligheid en brandbeheersing rechtvaardigt. In de Verenigde Staten heeft de NFPA veiligheidsnormen voor elektrische energiedragers vastgesteld die gelden vanaf een capaciteit van 20 kilowattuur. Voor de Nederlandse markt wil het ministerie van I en W gerichte veiligheidsregelgeving pas verplichten bij systemen met een capaciteit vanaf 100 kilowattuur. Die drempel vinden wij veel te hoog. Dan praat je al over dermate grote hoeveelheden gevaarlijke stoffen die bij brand vrijkomen in de omgeving, dat de gevolgen daarvan voor de gezondheid in onze ogen onacceptabel zijn.”
Detectie is de sleutel
Sander Lepelaar en Martin Meijer benadrukken dat zowel voor opslagloodsen als voor energieopslagsystemen geldt dat een dreigende thermal runaway tijdig moet worden gedetecteerd, zodat met snel ingrijpen escalatie kan worden voorkomen. “Met temperatuurdetectie of het detecteren van gassen die bij oververhitting vrijkomen, kunnen beheerders van logistieke centra en energieleveranciers snel maatregelen nemen”, aldus Lepelaar. “Zoals het verwijderen van de onstabiele batterij vóórdat die in brand vliegt. Dan kan een kettingreactie door brandvoortplanting naar naastgelegen cellen worden voorkomen. Voorwaarde is wel dat personeel veilig toegang heeft tot die batterij-opslag of het energie-opslagsysteem en dat de onveilige batterij snel en veilig verwijderd kan worden. Verder geldt dat de brandweer handelingsperspectief moet hebben als toch een batterij tot ontbranding komt. In het kader van persoonlijke veiligheid gaat de brandweer niet zondermeer een brandende batterijopslag of een brandende EOS binnen, dus moeten er voorzieningen zijn om relatief veilig te kunnen optreden.”
Eisen aan blussysteem
Een vaste blusinstallatie die automatisch wordt geactiveerd als een lithium- of lithium-ion energiedrager in brand vliegt, is een nog betere optie. Maar dat stelt volgens Martin Meijer wel specifieke eisen aan de opslag, de inrichting van een EOS én de prestaties van het blussysteem: “Elektriciteit en water verdragen elkaar slecht, dus zijn batterijunits en verpakkingen van li-ion accu’s en li-batterijen doorgaans afgeschermd om water buiten te houden. Bij brand is onderdompeling van de brandende batterijen echter de enige effectieve methode om de temperatuur naar beneden te krijgen en de chemische reactie in de batterij te stoppen. Het water moet dan wel bij de brandende cel kunnen komen, bijvoorbeeld door middel van injectie in de accupakketten. Wij zien in onze praktijk veel initiatieven van de industrie en brandveiligheidsbedrijven die beweren het ultieme blusmiddel of –systeem te hebben om branden in lithium-batterijen effectief te beheersen of te blussen. Dat moet echter wel worden aangetoond, op basis van uitgevoerde brandtesten, waarna zo’n systeem als aantoonbaar effectief gecertificeerd dient te worden. Ook de door de Amerikaanse National Fire Protection Association (NFPA) uitgebrachte en wereldwijd erkende norm schrijft dit voor. Eerst een grootschalige test, dan beoordeling van de resultaten en mogelijk daarna de goedkeuring. Het probleem is dat realistische brandtesten met lithium-gebaseerde energiedrager, onder andere vanwege milieueisen en omgevingseffecten, nauwelijks uitvoerbaar zijn. Maar waar een wil is, is een weg heeft ooit eens iemand geroepen.”
