Efficiënte en veilige batterijopslag

De toekomst is elektrisch… als gevolg van de vereiste vermindering van de uitstoot van broeikasgassen met 80 tot 95% ten opzichte van 1990, moet er een fundamentele “transport- en energierevolutie” plaatsvinden. 

Naast andere maatregelen om CO-2 te verminderen, zoals het vermijden van verkeer en het optimaliseren van transportroutes, worden voertuigen en zelfs vliegtuigen steeds vaker aangedreven door elektromotoren, hybride aandrijvingen. 

Volgens de verkeerscoalitie zouden er tegen 2030 minstens 15 miljoen elektrische auto’s alleen al op de Duitse wegen moeten rijden. Of dit realistisch is valt nog te bezien. Wat wel duidelijk is, is dat er enorme hoeveelheden autobatterijen nodig zullen zijn. 

Naast de klassieke lithium-ion-accu zullen in de toekomst ook andere accutypen zoals lithium-zwavel-accu's, natrium-ion-accu's, solid-state accu's, grafeen-accu's en luchtaccu's worden gebruikt voor energieopslag in batterijen. 

Het veiligheidsaspect is vooral belangrijk bij het opslaan en vervoeren van deze batterijen. De ontvlambaarheid van accu's is groot, afhankelijk van de gebruikte chemicaliën en materialen. Het is vooral belangrijk om potentiële gevaren zoals lekken, oververhitting en kortsluiting te vermijden.
 

Volgens professor Reinhard Ries van WISAG Sicherheit & Service Holding, zijn lithium-ionbatterijen met meer dan 60 volt “bijzonder gevaarlijk”. 

Branden waarbij dit type batterij betrokken is, kunnen zeer explosief zijn, ondanks de beschermende maatregelen die de fabrikant heeft genomen. Moeilijk te blussen branden kunnen leiden tot lange weg- of snelwegafsluitingen. 
In de meeste gevallen is het bluswater dan extreem vervuild met chemicaliën zoals zware metalen en bijtende zuren en moet het worden weggepompt.

Poederblussers zijn niet geschikt om deze brand te blussen en schuimblussers zijn slechts in zeer beperkte mate geschikt. Over het algemeen moet er veel water worden gebruikt om de brand te blussen. Een probleem is dat zelfs voor een kleine voertuigbrand soms meer water nodig is dan een brandweerwagen kan bevatten. De batterijen moeten worden afgekoeld zodat ze niet meer spontaan ontbranden.

Andere lithiumbatterijen, zoals lithiumzwavelbatterijen, “lopen minder risico” om vlam te vatten. Het risico op brand is ook relatief laag voor natrium-ion batterijen en solid-state batterijen. 

Momenteel worden lithium-ion-accu's voornamelijk gebruikt in elektrische voertuigen. Ze hebben zich gevestigd als de dominante batterijtechnologie voor elektromobiliteit vanwege hun goede prestaties, hoge energiedichtheid en goede oplaadbaarheid. Dit zou echter kunnen veranderen met andere toekomstige batterijoplossingen.
 

Gevaarlijke goederen worden voor transport ingedeeld in gevaarlijke goederenklassen. 

Gevaarlijke goederen „klasse 9“ omvat stoffen die „gevaarlijk kunnen zijn“ tijdens het transport, maar niet kunnen worden ingedeeld in een van de andere gevaarlijke goederen klassen. Hieronder vallen lithiumbatterijen, in het bijzonder lithiummetaalbatterijen en lithiumionbatterijen. 

De Duitse verordening inzake gevaarlijke goederen zijn gebaseerd op de internationale VN-klassen voor gevaarlijke goederen en de Arbowet (ArbSchG) voor gezondheid en veiligheid op de werkplek, kan invloed hebben voor de opslag van batterijen om werknemers te beschermen tegen gevaren.

Er is een nieuwe EU-batterijverordening namelijk BATT2 & BATT3 die de oude Richtlijn 2006/66/EG inzake batterijen en accu's, alsook afgedankte batterijen en accu's vervangt. 

De verordening maakt deel uit van de Europese Green Deal en heeft tot doel de circulaire economie, het gebruik en de efficiëntie van hulpbronnen en de levenscyclus van oplaadbare batterijen te verbeteren in termen van klimaatneutraliteit en milieubescherming. 

Het specifieke doel van de verordening is om „het beheer van batterijafval“ te herzien en maatregelen te nemen om het milieu en de volksgezondheid te beschermen. Dit moet onder andere worden bereikt door de negatieve effecten van afvalproductie en -beheer te vermijden of tot een minimum te beperken.

Daarnaast hebben bouwverzekeraars nu een aantal eisen gespecificeerd voor de opslag van batterijen.
 

De Duitse Verzekeringsvereniging heeft de folder VdS 3103 gepubliceerd voor schadepreventie bij het aanbieden van lithiumbatterijen in productie- en opslagruimten. VdS 3103 geeft de belangrijkste bevindingen van brandtesten weer en geeft informatie over gevaren en schadepreventie.

Lithiumbatterijen worden onderverdeeld in „drie categorieën“ afhankelijk van lithiumgehalte, gewicht en vermogen. 

Algemene veiligheidsregels die moeten worden nageleefd zijn onder andere het volgen van de instructies van de fabrikant, het vermijden van interne en externe kortsluiting (gebruik van poolkapjes, vermijden van mechanische schade) en het vermijden van oververhitting. 

Als er geen automatische blussystemen beschikbaar zijn, is een structurele en „ruimtelijke scheiding“ van de opgeslagen accu's van „ten minste 2,5 meter“ van andere brandbare materialen noodzakelijk. Beschadigde en defecte lithiumbatterijen moeten onmiddellijk uit de opslag- en productieruimten worden verwijderd en op een veilige afstand of in door brandbeveiligingssystemen afgescheiden ruimten worden opgeslagen. Er gelden specifieke veiligheidsregels voor de drie categorieën lithiumbatterijen met laag, hoog en middelhoog vermogen.

Voor lithiumbatterijen met een hoog vermogen is er nog geen betrouwbare kennis over geschikte beschermingsmaatregelen. De beschermende maatregelen en het brandbeveiligingsconcept moeten in elk afzonderlijk geval met de vastgoedverzekeraar worden besproken. 

Bij „grotere hoeveelheden“ moet de brandweer worden ingeschakeld. Geschikte maatregelen zijn bijvoorbeeld scheiding, beperking van hoeveelheden, opslag in brandwerende gescheiden ruimten met een veiligheidsafstand van „minstens 5 meter“ en het gebruik van blussystemen.

Geschikt voor de opslag van lithiumbatterijen zijn bijvoorbeeld veiligheidskasten conform EN14470, ADR-conforme bakken en transportsystemen met een brandwerende functie en brandwerende bakken met geteste brandwerendheid. Maar ook hele palletstellingen die zijn uitgerust met brandbeveiligingsroosters en de bijbehorende sprinklerinstallatie. 

In het algemeen mogen alleen lithiumbatterijen worden opgeslagen die zijn getest volgens UN38.3, anders is een risicobeoordeling vereist. Sectie 38.3 van de VN-aanbevelingen beschrijft de testvereisten voor het vervoer van lithiumbatterijen. Deze tests omvatten verschillende tests om de veiligheid en stabiliteit van de batterijen tijdens het vervoer te garanderen. Deze omvatten tests voor thermische stabiliteit, kortsluitingsveiligheid, overlaadveiligheid, mechanische tests, schok- en trillingstests en andere tests om het risico op brand, explosie of andere gevaarlijke situaties te minimaliseren. 

In het algemeen mogen de „accu's niet worden opgeladen in de opslagruimte“. Het proces moet ook apart worden bekeken in termen van veiligheid.

Daarnaast geeft de BVL-onderwerpgroep logistiek vastgoed tien adviezen over brandbeveiliging bij de opslag van lithium-ion-autobatterijen. Voorbeelden hiervan zijn de opslag van accu's in palletstellingen of rekken, evenals het gebruik van moderne bewakingstechnologie en brandalarmsystemen, het vasthouden van bluswater en de installatie van blusvijvers, evenals het creëren van een brandbeveiligingsconcept.

BITO heeft speciale veiligheidskasten volgens EN14470 in haar programma. Daarnaast biedt de specialist in opslagtechnologie natuurlijk ook ADR-conforme containers voor het transport van lithiumbatterijen.