Kronik: Vi mangler klare brandregler for lithium-ion-batterier
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

Kronik: Vi mangler klare brandregler for lithium-ion-batterier

 

Tim Andersen er seniorspecialist, Rambøll, master i brandsikkerhed Illustration: Rambøll

Stadigt flere private huse, boligforeninger og erhvervsvirksomheder bruger lithium-ion-batterier til at lagre strøm fra f.eks. solceller. Det er jo godt for den grønne omstilling, men samtidig tilfører vi også en ny form for brandrisiko, som vi normalt ikke ser i bygninger. For det er meget forskelligt, hvordan myndighederne, bygherrer og rådgivere brandsikrer lithium-ion-batterierne, da der ikke findes regler på dette område.

Det er stærkt uhensigtsmæssigt, eftersom man f.eks. kan dø af de giftige dampe, som batterierne udvikler, hvis de går i brand eller i ‘thermal runaway’ – en kemisk proces, hvor der hastigt udvikles varme, der i værste fald kan resultere i en brand, eller brandfarlige og giftige dampe kan slippe ud fra batteriet.

I en analyse fra 2016 forudser Energinet, at elproduktionen fra kombianlæg (anlæg med solceller og batteri) vil vokse fra ganske få GWh i dag til hele 1.570 GWh i 2040. Batterierne er allerede så effektive, at man typisk ville kunne dække størstedelen af sit elforbrug om aftenen. Erhvervslivet er i fuld gang med eksperimenter på denne front: Danmarks Radio, el-færgen mellem Ærø og Als og det store parkeringshus med konditag i Københavns Nordhavn er blandt frontløberne her. Der er flere anlæg på vej i mindre erhvervsvirksomheder, boligforeninger og hos private. Fælles for dem alle er, at de udgør en brandrisiko.

De traditionelle lagringsanlæg har været blysyrebatterier, og de er på nuværende tidspunkt ofte en billigere investering end de nyere lithium-ion-batterier. De udvikler brint, så rummene de er placeret i, skal ventileres godt. Blot en lille gnist fra en elektrisk installation som en lampe, kan antænde gassen. Men der er mere erfaring med blysyrebatterier end lithium-ion-batterier

De nyere lithium-ion-batterier kræver langt mindre plads, og de er langt mere effektive; man kan aflade dem helt ned til 10 procent – mod kun 50 procent for blysyrebatterier – og således få næsten dobbelt så megen energi ud af dem med samme kapacitet.

Illustration: MI Grafik

Lithium-ion-batterier ligner med andre ord fremtidens lagringsform – en vurdering, der deles af firmaer som Tesla og Siemens. Problemet er dog, at der skal holdes fuldstændig styr på f.eks. temperatur, ladning, afladning, automatisk frakobling ved fejl og misbrug for at undgå brand i et lithium-ion batteri.

Når en lithium-ion-battericelle først overgår til thermal runaway, kan den ikke slukkes. Hertil kommer, at der ikke blot er risiko for almindelige følger af en brand, men også for, at batterierne udvikler giftige dampe, som man ikke umiddelbart kan se eller lugte. Disse dampe kan være dødelige selv ved kort tids eksponering. Der er en særlig risiko for eksempel for folk, der har batterianlægget i bryggerset, og hvor soveværelse ligger tæt på bryggerset.

Da Australien og New Zealand skulle lave udkast til en norm på dette område, placerede de i første omgang lithium-ion-batterier i den højeste fareklasse mht. brand. Kravet var, at man skulle have det i en bygning uden for huset, der var af beton og med mindst 1,2 meter luft rundt om batteriet. Det krav bliver formodentlig opblødt, men det er en indikation af, at nogle myndigheder har svært ved at vurdere brandrisikoen for denne nyere teknologi.

De danske beredskaber er selvfølgelig opmærksomme på problematikken, men der er tale om en risiko, man ikke har været vant til at arbejde med, og hidtil har der ikke været enslydende meldinger på, hvordan man skal håndtere det. Der er forskellige svar forskellige steder i landet.

Som brandrådgivere kan vi gå ind i det enkelte projekt og se på bl.a. placering af lithium-ion-batteriet, de brandmæssige adskillelser mod beboelse og andre steder med mennesker, opbygningen af batteriet og sikkerhedsforanstaltninger i selve batteriet. Men det ville hjælpe både os og især ejerne af de mindre solcellebatterianlæg, der ikke har råd til erfarne rådgivere, hvis der kom gennemarbejdede og klarere retningslinjer på området.

Det er klart at det ville være en rigtig god ide med ens regler og retningslinier, men hvad er de praktiske erfaringer med fx husstandsbatterier, som fx Teslas powerwall, når vi taler brand? Der må trods alt efterhånden være sat nogle stykker op - har der været eksempler på alvorlige brandulykker med nogle af dem? Hvor ofte ser man sådanne brande (relativt set i forhold til antal installationer), og hvordan udvikler en typisk brand sig i et sådan batteri - modsat fx bilbatterier, så betyder vægten af et husstandsbatteri jo mindre - så der burde være mulighed for at sikre dem bedre i tilfælde af brand, så man undgår 'thermal runaway’. Jeg mener at have set billeder fra en brandtest af en Tesla powerpack, hvor det virkede som om de nærmest var selvslukkende.

  • 3
  • 0

Lidt samme problemstilling i jernbaneverdenen, hvor Li-ion batterier er på meget hurtig fremmarch (køreledningsfri og emissionsfri traktion). Cenelec har adopteret en IEC-standard "Railway applications – Rolling stock equipment – Onboard lithium-ion traction batteries", der i 2018 er udkommet som dansk standard, DS/EN IEC 62928 - den beskæftiger sig lidt med problemstillingen, men mest i form af funktionskrav og eksemplificerede 'mitigation measures' på ikke særligt konkret niveau.

  • 3
  • 0

Hej Ebbe

Der er meget få rapporterede brande, hvor lithium-ion batterier i hustande eller bygninger har været involveret. Men "desværre" er det så få eller brandårsagen er så dårlig undersøgt efterfølgende at man ikke kan konkludere noget ud fra det. Se f.eks. afsnit 2.5 i denne rapport, som netop omhandler den test du beskriver med Tesla batteriet:
https://www.nfpa.org/-/media/Files/News-an...

Rapporten er meget god i de indledende kapitler. Jeg mener dog at man skal passe på at benytte testresultaterne til generelt at benytte det som grundlag for alle systemer med lithium-ion batterier. Testen er ikke videnskabeligt dokumenteret omend den giver nogle fine indikationer for netop Teslas system. Noget at måleudstyret kunne ikke måle mængderne for de giftige gasser, da det sprængte skalaen for måleudstyret. Og det var nogle meget giftige gasser som sprængte skalaen. Altså kan der udledes store mængder af giftige gasser. Vi ved bare ikke hvor store mængder. Testen er udført udendørs og kan påvirke resultaterne i forhold til det var foregået i et mindre rum.

Nogle lithium-ion batterier er sikre end andre. Der er stor forskel på hvilken slags kemi der benyttes i batteriet. Selvom batteriet er på positivlisten til at kunne tilsluttes til det offentlige el-net, så siger det ikke noget om batterisikkerheden.

Mvh
Tim

  • 2
  • 0

TEKNIQ, Teknologisk institut, Kenergy og Lithium balance har som en del af et EUDP projekt udarbejdet et sæt danske anbefalinger for installation af batterisystemer, se herunder.
[https://www.installationsmedierne.dk/komme...]

Der skal arbejdes videre med disse anbefalinger, som ikke kun fokuserer på brandfare men også levetid for batterianlæg m.m. og sikkerhed for de udførende, når de installerer batterianlæg.

  • 2
  • 0

Tak til Tim for en god kronik og for link til NFPA rapporten. Det er selvfølgelig ikke rart, at der kommer CO gasser ved thermal runaway, men forventeligt, de kommer stort set altid, og der findes mange CO-gasdetektorer i almindelig handel, som privatpersoner kan købe, hvis man skulle være bekymret.
Noget andet er, at der også kommer HF, det overraskede mig. Den kommer fra fluoridsalte i elektrolytten, herunder lithium hexafluorophosphate (LiPF6} Batteriproducenterne må i gang med noget udviklingsarbejde for at substituere fluorid med noget andet.

  • 0
  • 0