Grootschalige elektriciteit opslag systemen

Transcriptie

1 Memo Aan: Afdelingshoofden VTH CC: Van: Jacqueline Buitendijk Datum: Onderwerp: Grootschalige elektriciteit opslag systemen (buurtbatterijen) Ons kenmerk: Bijlagen: Grootschalige elektriciteit opslag systemen Inleiding Steeds vaker wordt energie opgewekt door particulieren door middel van zonnepanelen of windturbines. Zonnepanelen leveren geen energie als het donker is. Dat geldt ook voor windturbines als er geen wind is. Om toch over elektriciteit te kunnen beschikken wordt deze vorm van energie opgeslagen in Elektriciteit opslag systemen (EOS). Vanwege de grote energiecapaciteit van de accu s die in deze EOS verwerkt zijn en de materialen waaruit deze zijn opgebouwd kunnen deze EOS zorgen voor gevaarlijke situaties. Deze gevaren gelden niet alleen voor ingezet brandweerpersoneel, maar ook voor andere hulpverleners en omstanders in het effectgebied. Grootschalige toepassing van EOS vinden we landelijk steeds vaker in nieuwe woonwijken of industriegebieden als buurtbatterijen terug. Hier kan energie als elektriciteit worden opgeslagen in kilo- of zelfs megawatts. Voor de elektriciteitsopslag worden nieuwe batterijpakketen gebruikt, maar ook vaak tweedehands ( second life ) accupakketten uit personenauto s. Deze worden dan onderling elektrisch gekoppeld waardoor grootschalige elektriciteit opslag ontstaat. Wij kunnen hier, afhankelijk van de uitvoering, tientallen accupakketten aantreffen in een 40 ft-container met een enorme energiecapaciteit (afhankelijk van de uitvoering tot 10 megawatt wat neerkomt op energiebehoefte van huishoudens) Gerealiseerde EOS in Woerden 1

2 Gevaren Wanneer een EOS in brand staat is dit voor ons als brandweer geen reguliere containerbrand inzet, maar dienen wij vanwege de gevaren dit te behandelen als een incident met gevaarlijke stoffen. Er komen namelijk bij brand giftige en bijtende ontledings- en verbrandingsproducten vrij zoals waterstoffluoride en zoutzuur. Een opsomming van de gevaren: Middenspanning (ca.1000 V); Hoog brandrisico i.v.m. opgeslagen elektrische energie; Elektrocutiegevaar; Mogelijk vrijkomen giftig / corrosief elektrolyt; Kans op kleine explosies / rondvliegende delen tot max. 10 meter; Kans op steekvlammen; Moeilijk of niet te blussen vanwege gesloten constructie; Giftige (Klasse 6.1) en corrosieve (Klasse 8) ontledings-en verbrandingsproducten; Koelmiddel vaak fluorhoudend en soms brandbaar; Oorzaken van brand Beschrijving Li-Ion batterij (LiB) De lithium-ion-batterij bestaat uit een positieve elektrode, een negatieve elektrode en een separator. Binnenin de batterij worden deze platen ondergedompeld in een elektrolyt, een vloeistof waarin elektronen zich vrij kunnen bewegen waardoor de batterij op- en ontladen kan worden door de verplaatsing van elektronen tussen de elektroden. Oorzaken Er zijn verschillende oorzaken waardoor een li-ion batterij beschadigd kan raken. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een trilling in, het stoten van, vervorming van of opwarming van de batterij. Maar ook door te ver of verkeerd opladen, een verkeerde aansluiting, verkeerd gebruik, een fabricagefout of een defect in de batterij. Als een lithium batterij beschadigd is bestaat het risico dat er brand ontstaat. Helaas bestaat het gevaar dat een beschadiging niet altijd zichtbaar of meetbaar is. Het feit dat voor buurtbatterijen vaak tweedehands ( second life ) accupakketten uit personenauto s worden gebruikt, maakt de kans dat de batterijen al eerder beschadigd zijn geraakt groter. Brand in een li-ion batterij Een brand in een li-ion batterij is een chemische reactie wat gepaard gaat met hoge temperaturen en het vrijkomen van giftige gassen. 2

3 Wanneer een batterij door bovengenoemde oorzaken een kritische temperatuur bereikt, worden de materialen in de batterij exotherm afgebroken. Dit betekent dat bij deze reactie nog meer warmte zal ontstaan. Door de opbouw van warmte zal ook het elektrolyt ontleden waarbij vlambare gassen vrijkomen. Wanneer vervolgens de separator smelt kan er kortsluiting optreden. Dit proces waarbij brand in een batterij ontstaat wordt ook wel een thermal runaway genoemd. Niet alle beschadigingen zijn zichtbaar of meetbaar en warmteopbouw kan een langere tijd (tot wel maanden) voortduren tot een thermal runaway optreedt. Dit maakt de batterijen na beschadiging onvoorspelbaar en onbetrouwbaar. Door de geproduceerde ontledingsgassen tijdens een thermal runaway ontstaat een overdruk binnenin de batterij en het pakket. Als het omhulsel de overmaat aan gassen niet meer op een natuurlijke manier (via kleine ventilatieopeningen) kan afvoeren, kan een fysische explosie (druk) plaatsvinden. Bij brand in een li-ion batterijpakket komen giftige gassen vrij waaronder waterstoffluoride en zoutzuur. Daarnaast kunnen de vrijkomende gassen (waaronder waterstof en koolmonoxide leiden tot een chemische explosie (verbranding). Bestrijdingsmogelijkheden brandweer Door de chemische reactie en het zelfonderhoudende proces in de batterij is een thermal runaway niet te stoppen. Echter wel te voorkomen door te zorgen dat de batterij de kritische temperatuur waarop een thermal runaway ontstaat niet bereikt. Om te voorkomen dat de brand zich verder uitbreidt moeten de omliggende batterijen worden gekoeld. Voor het koelen van de batterijpakketten zijn grote hoeveelheden water nodig waardoor de inzet vaak langdurig zal zijn. Daarbij maakt de ombouw van het pakket en de container het extra lastig om de bron van de brand te kunnen bereiken. Op 11 november 2017 heeft er een brand plaatsgevonden in een testopstelling van lithiumbatterijen in Drogenbos (België). De brand was snel onder controle, maar de chemische stoffen bleven met elkaar reageren en de brandweer is twee dagen bezig geweest met koelen. Als gevolg van de witte giftige wolken die vrijkwamen moesten burgers van Drogenbos en de omliggende gemeenten ramen en deuren sluiten. Daarnaast moest de Brusselse ring worden afgesloten. Er moesten 40 mensen met ademhalingsproblemen naar het ziekenhuis worden gebracht en in een straal van 5 kilometer waren giftige gassen meetbaar. 3

4 Giftige witte rook bij brand in EOS in Drogenbos (België) Gewenste samenwerking Gezien de gevaren van EOS is het noodzakelijk om goed te kijken naar de locaties waar deze worden gerealiseerd. Dit met oog op de effecten voor de omgeving die hierbij kunnen ontstaan in geval van brand. De VRU adviseert graag de gemeenten over nieuwe ontwikkelingen waarbij een EOS wordt gerealiseerd. Hierbij brengt zij ook advies uit over mogelijke maatregelen die getroffen kunnen worden om eventuele incidenten goed te kunnen bestrijden waarbij de effecten zo beperkt mogelijk gehouden kunnen worden voor de omgeving. Niet alleen wil de VRU graag adviseren over EOS, maar is het noodzakelijk dat zij op de hoogte is van de locaties waar deze worden gerealiseerd voor de repressieve dienst. Ook in het kader van het opstellen van een regionaal risicoprofiel is het van belang dat zij zicht heeft op deze risico s, zodat zij ook bestuurlijk een goed beeld kan schetsen van het gemeentelijk risicobeeld. Met Stedin is er ook contact over het inzichtelijk maken van de locaties van de EOS, maar deze zijn nog niet zo makkelijk te ontsluiten voor ons. Zij is, zoals zij zelf ook aangeeft, slechts partij voor het aanleggen en verbinden van de EOS aan de Stedin infrastructuur. Daarmee is zij niet eindverantwoordelijk in het functioneren of beheren van de EOS en dat maakt het inzichtelijk maken van de precieze locatie van de EOS ook lastig. Daarmee beschikt zij ook niet over de door ons gewenste informatie zoals capaciteit en uitvoering. 4

5 Advies vragen U kunt de VRU om advies vragen via risicobeheersing@vru.nl. Indien u al reeds locaties in uw gemeenten heeft waar een EOS is gerealiseerd, wil ik u vragen dit te mailen naar j.keyser@vru.nl. Informatie Mocht u naar aanleiding van deze memo nog vragen hebben kunt u contact opnemen met Jeroen Keyser via of j.keyser@vru.nl. Voorbeeld van industriële EOS 5