Het Nederlandse energiesysteem elektrificeert in hoog tempo. De overgang naar schonere energievormen betekent dat het gebruik van batterijen en accu's sterk toeneemt. Met name bij bedrijven gaat het al snel om grote energieopslagsystemen. Wat voor veiligheidsmaatregelen zijn nodig? Onderzoekers Sylvia Versluis-Verhagen en Jochem Wijten deden vanuit het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) onderzoek naar de risico's van energieopslagsystemen.
Om bij de belangrijkste conclusie te beginnen: lithiumbatterijen kunnen bij falen leiden tot brand, explosies of gifwolken. Wijten: "Het grootste veiligheidsrisico van batterijen is thermal runaway. Dit betekent dat als er iets misgaat in de batterij, bijvoorbeeld door beschadiging of een productiefout, de temperatuur en druk ongecontroleerd toenemen. Hierdoor kan inderdaad brand, een explosie of een gifwolk ontstaan. Wat het risico vergroot is dat – als dit gebeurt – de brand moeilijk te bestrijden is. De batterijcellen zijn vaak goed ingepakt in het systeem om problemen te voorkomen, maar hierdoor is blussen maar beperkt mogelijk."
Rekenmethode RIVM voor risico-inschatting
De effecten van een mogelijke explosie of gifwolk kunnen zover reiken dat er in de omgeving slachtoffers vallen. Dit vraagt om voorzorgsmaatregelen in het omgevingsveiligheidsbeleid. Het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat (I&W) maakt daarom beleid dat bij de ruimtelijke ordening rekening houdt met mogelijke incidenten met energieopslagsystemen of bij batterijenopslagen.
Om de risico's hiervan voor de omgeving in te kunnen schatten, stelde het RIVM een rekenmethode en vaste afstandstabellen op. In de methode wordt gerekend met aspecten als type opslag, of het systeem stationair of mobiel is, de batterijchemie en mitigerende systemen als brandbeveiligingsvoorzieningen en explosiepreventievoorzieningen. De rekenmethode is beschikbaar op de website van het RIVM. Voor onder meer omgevingsdiensten en ingenieursbureaus is de methode opgenomen in het veiligheidssoftwarepakket Safeti-NL om de berekeningen uit te voeren.
De rekenmethode is bedoeld voor omgevingsveiligheid en houdt dus geen rekening met de veiligheid binnen het bedrijf. Zo kan een energieopslag onder spanning staan doordat er nog stroom in de batterijen zit, ook wanneer het systeem is afgeschakeld. Versluis: "Hier is ook nog geen wetgeving voor, omdat het gebruik van dit soort systemen pas in opkomst is. Voor deze rekenmethode hebben we ons gebaseerd op de richtlijnen uit de Publicatiereeks Gevaarlijke Stoffen: PGS 37-1 voor energieopslagen en PGS 37-2 voor opslagen van batterijen (zie kader). Dat zijn ook de richtlijnen waaraan bedrijven moeten gaan voldoen." Naar verwachting worden de richtlijnen per 1 januari 2027 opgenomen in de wet.
Op basis van het onderzoek doet het RIVM enkele aanbevelingen aan het ministerie van I&W. Zo zouden energieopslagsystemen en opslagen van lithiumhoudende energiedragers moeten worden aangewezen als milieubelastende activiteit in het Besluit activiteiten leefomgeving. Vanwege de complexiteit van de berekeningen is de aanbeveling om de rekenmethode voor energieopslagsystemen en opslagen van lithiumhoudende energiedragers op te laten nemen in het Rekenvoorschrift Omgevingsveiligheid.
Omdat de ontwikkelingen rondom batterijen snel gaan, raadt het RIVM aan om de methode periodiek opnieuw te beoordelen en zo nodig te actualiseren. Er komen volgens het RIVM namelijk steeds nieuwe technologieën en ook de kennis over de risico's en effecten neemt snel toe.
Veiligheidskundigen tijdig erbij betrekken
Tuinbouwbedrijf Anthura liet recent een grootschalig Battery Energy Storage System (BESS) met bijna 9 MWh capaciteit installeren om energieopslag in het eigen 10 kV-netwerk mogelijk te maken. Een mooie oplossing om energieverbruik te optimaliseren, maar het roept ook vragen op over de interne veiligheid.
Peter Molenaar is hoofd aflevervoorbereiding bij Anthura en daarnaast preventiemedewerker binnen het bedrijf. "Je ziet dat steeds meer bedrijven kiezen voor zo'n soort systeem, maar intern is er vaak nog te weinig kennis om hier veilig mee om te gaan. Wij schakelden adviseursbureau Emmett Green Consultancy in om ons hierbij te begeleiden. Zij helpen bedrijven bij de energietransitie en maken berekeningen voor de plaatsbepaling van het systeem. Ook maken ze voor ons een stroomschema/noodplan voor calamiteiten."
Mathijs Tas van Emmett Green Consultancy constateert dat veiligheidskundigen bij dit onderwerp nog vaak tussen de wal en het schip vallen. Zij worden niet of te laat betrokken, terwijl juist zij hier ook mee aan de slag moeten. Het adviseursbureau weet precies waar bedrijven op moeten letten bij de aanschaf en het gebruik van energieopslagsystemen. "Zo’n container vol batterijcellen kost al snel een half miljoen euro, dus is het verstandig om goed te overdenken hoe je hier als bedrijf op een goede en veilige manier mee omgaat."
Stappenplan naar veilig batterijopslagsysteem
"De belangrijkste eerste stap is het selecteren van een goede fabrikant, leverancier en installateur. Wij beginnen meestal met het aanvragen van de vergunning op basis van bredere technische gegevens en vereisten zoals wij deze uitvragen bij leveranciers. Het systeem moet voldoen aan bepaalde Europese normen voor systeem en installatie, maar het is best lastig te bepalen aan welke norm precies. Voorheen werd teruggegrepen op NEN1010. Inmiddels zijn er de PGS-richtlijnen en de Amerikaanse UL9540A-norm, een internationaal gehanteerde brandtest, waarop ook veiligheidsregio's en verzekeraars hun beslissingen baseren."
Na het verkrijgen van een vergunning en de selectie van de leverancier, moet het bedrijf het gesprek aangaan met de veiligheidsregio. Kan er worden voldaan aan maatregelen uit PGS 37-1? Kunnen sommige maatregelen overtroffen worden? En in het geval het juist niet helemaal lukt om aan alle maatregelen te voldoen, hoe onderbouw je dan dat je hier veilig van kunt afwijken? Tas: "Dit verschilt per maatregel. Maar door hier aan de voorkant over na te denken, komen we er meestal wel uit met de brandweer. Die is al blij dat we überhaupt contact opnemen, want dat is nog niet in alle gevallen wettelijk verplicht. Dit wordt wel onderdeel van het Besluit activiteiten leefomgeving, wat betekent dat er in de toekomst met terugwerkende kracht op gehandhaafd kan worden. Als je nu de voorschriften volgt die er al zijn, zit je goed."
Als een bedrijf zich aan de voorschriften houdt, is volgens Tas de kans op brand of explosie minimaal en zijn eventuele gevolgen hiervan beperkt. De locatie van het systeem wordt bepaald op basis van de brandveiligheidseisen. Emmett Green Consultancy werkt bijna uitsluitend met systemen die 60 minuten brandwerend zijn. Hierdoor is er voldoende tijd om het naastgelegen pand te ontruimen en te voorkomen dat de brand overslaat.
Laat blussen over aan de brandweer
In energieopslagsystemen zit een blussysteem. Maar: als er zuurstof ontstaat uit de chemische reactie in de batterij, zal deze blijven branden. "In afstemming met de brandweer zorgen we daarom ook voor een droge blusleiding, zodat de brandweer van een afstand van zo’n 20 meter containers onder water kan zetten om de brand te laten uitdoven."
Volgens Tas is het zeker niet de bedoeling dat BHV'ers en de technische dienst zelf gaan blussen. Want het gaat om extreem hoge temperaturen en veel brandstof in een ruimte waar je niet bij kunt komen. De brandweer kan na het uitdoven van de brand daarnaast metingen doen om te controleren of de container veilig open kan.
"De rol van veiligheidskundigen en BHV'ers zit vooral aan de voorkant: in het monitoren van de batterijmanagementsystemen zoals rook- en gasdetectie, waterstof en koolmonoxide. Als er een melding komt, moet er meteen iemand ter plekke gaan bekijken wat de situatie is, maar verder niet te veel actie ondernemen. Hooguit kan een technisch bevoegd medeweker het systeem los schakelen van de rest van de bedrijfsvoering, om verdere problemen tegen te gaan."
Stel een noodplan op en stem dit af
Kort samengevat is het advies aan veiligheidskundigen bij de aanschaf van een elektrisch opslagsysteem: stel een noodplan op en bespreek dit zowel intern als met de veiligheidsregio en brandweer. Zorg dat dit noodplan wordt opgenomen in het algemene calamiteitenplan en dat het snel te vinden is op de juiste locatie.
Daarnaast is de beveiliging van de locatie een belangrijk aandachtspunt. Tas: "Tot een afgesloten bedrijventerrein hebben derden wellicht geen toegang. Maar als je veel personeel of bezoekers hebt, kun je er het best een hekwerk omheen zetten. Ook moet er een veiligheidsknop aan de buitenzijde komen, waarmee bepaalde medewerkers direct het systeem kunnen uitschakelen."
Gebruik nieuw materiaal verkleint risico's op brand
Overigens gaan de ontwikkelingen op batterijgebied snel. De meeste elektrische opslagsystemen zijn inmiddels niet meer voorzien van lithium-ioncellen, maar van lithium-ijzerfosfaat. Dit zwaardere ijzertype is beter bestand tegen mechanische impact en dit verkleint de risico's.
Ook ligt de temperatuur waarop de cellen vlamvatten veel hoger. Om aan te geven hoeveel hoger: het batterijmanagementsysteem houdt de temperatuur van de batterijen op 23-28 graden om degradatie van cellen tegen te gaan. Bij afwijkingen schakelt het batterijmanagementsysteem de cellen uit. De temperatuur waarop de cellen vlamvatten, ligt boven de 300 graden C. Voor het zover is zouden alle alarmbellen dus al moeten zijn afgegaan.
