De fleste vet at man slokker en brann ved å fjerne varmen, brenselet eller oksygenet. En brann i et litium-ion-batteri følger ikke disse reglene. Hver celle har sitt eget brensel, og enkelte batterikjemier frigjør til og med oksygen når de brytes ned.
Batteribranner oppfører seg derfor annerledes enn vanlige branner. De kan for eksempel blusse opp igjen etter at de er slokket, og de kan begynne å avgi giftige eller brennbare gasser før det i det hele tatt oppstår åpne flammer. Dette kan få alvorlige følger for innsatspersonellet.
I Arizona i 2019 ble flere brannfolk skadet da de åpnet døren til et batterirom som det hadde kommet røyk fra i flere timer. Frisk luft blandet seg med gassene inne i rommet og førte til en eksplosjon.
Skal vi bruke batterilagring på en trygg måte, må vi vite hvordan vi håndterer branner: hvordan de kan forebygges, begrenses og slokkes. Det var dette KSP-prosjektet SafeBESS skulle finne ut av.
Når sikkerhetssystemer spenner bein for hverandre
For å finne ut hva som faktisk fungerer i et batterirom, satte forskere ved RISE Fire Research fyr på batterimoduler ved et testanlegg i Trondheim. De testet fire slokkeanlegg: sprinkler, høytrykksvanntåke, lavtrykksvanntåke og inertgassen IG-541. I to andre tester fikk brannen brenne uten slokking, og forskerne testet i stedet utlufting av gassene.
Resultatene viser at ett sikkerhetssystem ikke er nok. Inertgassen var det eneste systemet som slokket flammene og hindret brannen i å spre seg fra én modul til den neste. Men den gjorde ingenting med den brennbare gassen, som fortsatte å samle seg i rommet.
Når gassen først er frigjort, må noen altså bestemme hvor lenge rommet skal holdes lukket, og hvordan gassen kan fjernes uten at den antennes. Det er ikke noe brannmannskapene kan gjette seg til når de kommer fram. Både holdetiden og strategien for utlufting må avklares på forhånd.
De vannbaserte systemene kjølte modulene godt, men i testen med lavtrykksvanntåke var det fortsatt varmepunkter igjen, og brannen spredte seg mellom modulene. Ventilasjonen hindret eksplosjon, men det er fortsatt uklart nøyaktig hvor stor luftmengde som trengs.
Fordi batteribranner er så særegne, kan ulike sikkerhetssystemer motvirke hverandre. Inertgass og mekanisk ventilasjon kan for eksempel oppheve hverandre, siden det ene krever at rommet er lukket, mens det andre krever at luften strømmer gjennom det. Flamme- og varmedeteksjon, slokking, gassdeteksjon, ventilasjon og eksplosjonsvern må prosjekteres som ett samlet system og tilpasses batteriteknologien i det aktuelle rommet.
Mangler i norske batterirom
Prosjektet viser at ikke alle batterirom i Norge er prosjektert med god nok brannsikring. Forskere ved SINTEF Community fant flere rom med mangelfulle risikoanalyser, uten slokkeanlegg og uten beskyttelse mot brennbare eller giftige gasser. Noen av disse rommene er senere tatt ut av drift.
Risiko- og sårbarhetsanalysene (ROS-analysene) i SafeBESS peker på flere tiltak som kan få risikoen ned på et akseptabelt nivå. Blant dem er å plassere batterirommet på et egnet sted, velge riktige materialer, overvåke batterisystemet godt, ha deteksjon av røyk og karbonmonoksid, installere slokkeanlegg og ha en strategi for trykkavlastning og utlufting av skadelige gasser.
Svar på vei
Resultatene ble lagt fram på en avslutningskonferanse 28. oktober. Arrangementet var åpent og samlet også interessenter utenfor prosjektet, blant annet representanter for brannvesenet, brannrådgivere og offentlige etater. I tillegg til å presentere resultatene hadde prosjektledelsen satt av tid til diskusjon, og konferansen ble avsluttet med en livlig spørsmålsrunde den siste timen.
Prosjektet legger nå siste hånd på retningslinjer for brannsikkerhet i batterirom i bygninger. Retningslinjene skal publiseres snart.
«Vi ønsker at retningslinjene skal være nyttige for både byggeiere, rådgivere og brannvesen, slik at de viktige sikkerhetsvalgene for et batterirom tas før rommet bygges, ikke etter at noe har gått galt», sier prosjektleder Fride Vullum-Bruer.
