Tehokas ja turvallinen akun varastointi

Tulevaisuus on sähköinen. koska kasvihuonekaasupäästöjä on vähennettävä 80-95 prosenttia vuoteen 1990 verrattuna, ja meidän on toteutettava perustavanlaatuinen "liikenne- ja energiavallankumous". Muiden hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen tähtäävien toimenpiteiden, kuten liikenteen välttämisen ja liikennereittien optimoinnin, lisäksi ajoneuvojen ja jopa lentokoneiden käyttövoimana käytetään yhä useammin sähkömoottoreita, hybridiajoneuvoja tai polttokennoja. Liikenneministeriön mukaan Suomen teillä pitäisi olla vähintään 700 000 sähköautoa vuoteen 2030 mennessä. Se, onko tämä realistista, jää nähtäväksi. Selvää on kuitenkin se, että akkuja tarvitaan valtavat määrät. Klassisen litiumioniakun lisäksi tulevaisuudessa käytetään akkujen energiavarastointiin myös muita akkutyyppejä, kuten litium-rikkiakkuja, natriumioniakkuja, kiinteitä akkuja, grafeeniakkuja ja ilma-akkuja. Turvallisuusnäkökohta on erityisen tärkeä näiden akkujen varastoinnissa ja kuljetuksessa. Akkujen syttyvyys on suuri riippuen käytetyistä kemikaaleista ja materiaaleista. On erityisen tärkeää välttää mahdolliset vaaratekijät, kuten vuodot, ylikuumeneminen ja oikosulut.

WISAG Sicherheit & Service Holdingin professori Reinhard Riesin mukaan yli 60 voltin litiumioniakut ovat erityisen vaarallisia. Tämäntyyppisten akkujen tulipalot voivat olla erittäin räjähdysalttiita valmistajan toteuttamista suojatoimenpiteistä huolimatta. Palot, joita on hyvin vaikea sammuttaa, voivat johtaa pitkiin moottoritie- tai tiesuluihin. Useimmissa tapauksissa sammutusvesi on tällöin erittäin saastunut kemikaaleista, kuten raskasmetalleista ja syövyttävistä hapoista, ja se on pumpattava pois. Jauhesammuttimet eivät sovellu palon sammuttamiseen, ja vaahtosammuttimet soveltuvat vain hyvin rajoitetusti. Yleensä palon sammuttamiseen on käytettävä paljon vettä. Ongelmana on, että pienikin ajoneuvopalo vaatii joskus enemmän vettä kuin paloautoon mahtuu. Akut on jäähdytettävä, jotta ne eivät enää syty itsestään.

Muut litiumparistot, kuten litium-rikkiakut, ovat vähemmän palovaarallisia. Myös natriumioniakkujen ja kiinteän olomuodon akkujen palovaara on suhteellisen pieni. Tällä hetkellä litiumioniakkuja käytetään pääasiassa sähköajoneuvoissa. Ne ovat vakiinnuttaneet asemansa hallitsevana akkuteknologiana sähköisessä liikenteessä hyvän suorituskykynsä, suuren energiatiheytensä ja hyvän ladattavuutensa ansiosta. Tämä voi kuitenkin muuttua muiden tulevien akkuratkaisujen myötä.
 

Vaaralliset aineet luokitellaan kuljetuksen aikana vaarallisten aineiden luokkiin YK:n määrritelmien mukaisesti. Vaarallisten aineiden luokkaan 9 kuuluvat aineet ja tavarat, jotka voivat olla vaarallisia kuljetuksen aikana, mutta joita ei voida luokitella muihin vaarallisten aineiden luokkiin. Tähän luokkaan kuuluvat litiumparistot - erityisesti litiummetalliparistot ja litiumioniakut. Suomen vaarallisia aineita koskevat asetukset, erityisesti maantie-, rautatie- ja sisävesiliikenteen vaarallisia aineita koskevat asetukset ja ilmakuljetusten vaarallisia aineita koskeva asetus, perustuvat YK:n kansainvälisiin vaarallisten aineiden luokkiin. Työturvallisuus- ja työterveyshuoltolaki sisältävät työterveyttä ja -turvallisuutta koskevia säännöksiä. Tämä voi vaikuttaa akkujen varastointiin ja käsittelyyn teollisuusympäristöissä työntekijöiden suojelemiseksi vaaroilta.

Elokuun 17. päivänä tuli voimaan uusi EU:n paristoasetus (BATT2, 3), joka korvaa vanhan paristoja ja akkuja sekä käytettyjä paristoja ja akkuja koskevan direktiivin 2006/66/EY. Se on osa eurooppalaista vihreää sopimusta, ja sen tavoitteena on parantaa kiertotaloutta, resurssien käyttöä ja tehokkuutta sekä akkujen elinkaarta ilmastoneutraaliuden ja ympäristönsuojelun kannalta. Asetuksen erityisenä tavoitteena on tarkistaa paristojätteen jätehuoltoa ja toteuttaa toimenpiteitä ympäristön ja ihmisten terveyden suojelemiseksi. Tämä on tarkoitus saavuttaa muun muassa välttämällä tai minimoimalla jätteen syntymisen ja jätehuollon haitalliset vaikutukset.

Lisäksi rakennusvakuutusyhtiöt ovat nyt määritelleet useita vaatimuksia akkujen varastoinnille.
 

Litiumparistot jaetaan kolmeen luokkaan litiumpitoisuuden, painon ja tehon mukaan. Yleisiä turvallisuussääntöjä, joita on noudatettava, ovat mm. valmistajan ohjeiden noudattaminen, sisäisten ja ulkoisten oikosulkujen välttäminen (liittimien suojusten käyttö, mekaanisten vaurioiden välttäminen) ja ylikuumenemisen välttäminen. Jos automaattisia sammutusjärjestelmiä ei ole käytettävissä, varastoidut akut on erotettava rakenteellisesti ja tilallisesti vähintään 2,5 metrin päähän muista syttyvistä materiaaleista. Vaurioituneet ja vialliset litiumparistot on poistettava varastointi- ja tuotantotiloista välittömästi ja varastoitava turvallisen etäisyyden päähän tai palontorjuntajärjestelmillä erotettuihin tiloihin. Vähä-, suuri- ja keskitehoisten litiumparistojen kolmeen luokkaan sovelletaan erityisiä turvallisuussääntöjä. Pienitehoisiin akkuihin sovelletaan erityissääntöjä vain, jos yhtenäinen varastointitilavuus on yli 7 m³ tai yli 6 eurolavaa. Keskitehoisia akkuja sisältävät tilat on erotettava toisistaan fyysisesti (vähintään 5 metrin etäisyydellä toisistaan) tai rakenteellisesti paloturvallisella tavalla. Varastointialueita on valvottava asianmukaisella palohälytysjärjestelmällä. Suurikapasiteettisten litiumparistojen osalta ei ole toistaiseksi saatavilla luotettavaa tietoa sopivista suojatoimenpiteistä. Suojaustoimenpiteet ja paloturvallisuuskonsepti on selvitettävä kiinteistövakuuttajan kanssa tapauskohtaisesti. Suurempia määriä käytettäessä palokunta on otettava mukaan. Sopivia toimenpiteitä ovat esimerkiksi erottelu, määrien rajoittaminen, varastointi paloturvallisissa erillisissä tiloissa vähintään 5 metrin turvaetäisyydellä ja sammutusjärjestelmien käyttö.

Litiumparistojen varastointiin soveltuvat esimerkiksi EN14470-standardin mukaiset turvakaapit, ADR-vaatimusten mukaiset säiliö- ja kuljetusjärjestelmät, joissa on palosuojaustoiminto, sekä palosuojasäiliöt, joiden palonkestävyys on testattu. Mutta myös kokonaiset kuormalavahyllyjärjestelmät, jotka on varustettu palosuojaruuduilla ja vastaavalla sprinklerilaitteistolla. Yleensä saa varastoida vain UN38.3:n mukaisesti testattuja litiumparistoja, muutoin vaaditaan riskinarviointi. YK-suositusten kohdassa 38.3 kuvataan litiumparistojen kuljetusta koskevat testausvaatimukset. Näihin testeihin sisältyy erilaisia testejä, joilla varmistetaan akkujen turvallisuus ja vakaus kuljetuksen aikana. Niihin kuuluvat lämpöstabiilisuutta, oikosulkuturvallisuutta, ylilatausturvallisuutta, mekaanisia testejä, isku- ja tärinätestejä sekä muita testejä tulipalon, räjähdyksen tai muiden vaaratilanteiden riskin minimoimiseksi. Akkuja ei yleensä saa ladata varastotilassa. Prosessia on tarkasteltava erikseen myös turvallisuuden kannalta.

Lisäksi Saksan vakuutusyhdistys GDV (1.) antaa kymmenen neuvoa litiumioniakkujen varastoinnin paloturvallisuudesta. Esimerkkeinä mainittakoon akkujen varastointi kuormalavahyllyissä tai hyllytelineissä sekä nykyaikaisen valvontatekniikan ja palohälytysjärjestelmien käyttö, sammutusveden säilyttäminen ja sammutusaltaiden asentaminen sekä kokonaisvaltaisen palontorjuntakonseptin luominen.

BITOlla on ohjelmassaan EN14470-standardin mukaisia erityisiä turvakaappeja. Lisäksi varastointiteknologiaan erikoistunut yritys tarjoaa luonnollisesti myös ADR-vaatimusten mukaisia kontteja litiumparistojen kuljetukseen.