Der skal mere fokus på batterieksplosioner
Udgivet: 6. februar 2024Batteribrande og -eksplosioner er et alvorligt emne, vi bør forholde os til. For antallet af batterier er stigende. Derfor er DBI med i et nyt projekt, som skal skabe ny viden på området og komme med anbefalinger til beredskaberne.
Batterierne breder sig. Elbiler, elcykler, elscootere og elløbehjul – det er ganske enkelt litium-ion-batteriets tidsalder. Risikoen for brand i litiumbatterier er statistisk set lav, men hvis det sker, kan brandene være både komplicerede og langvarige at slukke – og i værste fald udvikle sig eksplosivt.
Der kommer stadig flere brugte litium-ion-batterier i takt med, at de indgår i flere og flere produkter og transportmidler. Nogle af dem gennemgår en genbrugsproces for at genanvende metallerne i nye batterier, andre bliver refurbished (repareret og kontrolleret) og genanvendt, mens andre igen – uheldigvis – bliver solgt og genbrugt på et ureguleret brugtmarked.
»Second life-batterier er potentielt problematiske, fordi de kan være slidte, misligholdte eller skadede.«
- Disse second life-batterier er potentielt problematiske, fordi de kan være slidte, misligholdte eller skadede. Det ændrer de kemiske processer i batterierne, så de har lavere ydeevne og måske højere varmegenerering. De har en mere uforudseelig adfærd, såsom thermal runaway, der kan lede til brand eller eksplosion, forklarer Agata Gallas-Hulin, Research Consultant hos DBI, og fortsætter:
- Risikoen øges yderligere, hvis de anvendes i en anden sammenhæng, end de oprindeligt er udviklet til og uden den rette batteristyringssoftware. Det kan f.eks. være til batterilagringssystemer i private boliger med solceller eller en hustandsvindmølle.
BESAFE
Den problematik er baggrunden for et nyt projekt, hvor DBI sammen med RESC Rednings- og sikkerhedscenter, Hovedstadens Beredskab, genbrugsvirksomheden Stena Recycling, Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø, Lund Universitet og Aarhus Universitet vil opnå ny viden om batteribrande- og eksplosioner. De eksisterende strategier for bekæmpelse af batteribrande skal evalueres, ligesom der også skal udarbejdes anbefalinger til beredskabet, som er først på plads ved en batteribrand.
»Det er en reel bekymring for beredskaberne, at ustabile batterier finder vej ind i private hjem, hvor brandfolkene ikke er forberedte på at håndtere situationerne.«
Projektets navn er BESAFE, hvor navnet er en sammentrækning af Battery Explosion Safety. På verdensplan er der adskillige eksempler på batteribrande, som har ført til eksplosioner, og det danske projekt er inspireret af en kommerciel DBI-test hos RESC Rednings- og sikkerhedscenter i Korsør. Her eksploderede elbiler to gange, fordi røggasser, der ophobede sig i kabinen fra en fremprovokeret thermal runaway i batteriet, blev antændt. Begge gange medførte eksplosionerne anseelig materiel skade på DBI’s testfaciliteter.
Og hændelserne er ikke ulig det, som kan ske i private hjem.
- Det er en stor og reel bekymring for beredskaberne, at ustabile batterier finder vej ind i private hjem, hvor brandfolkene ikke er forberedte på at håndtere situationerne, siger Agata Gallas-Hulin og uddyber:
- Forestil dig, at du som brandmand ankommer til et brandsted, som f.eks. er en garage eller et rum i et hus, og åbner døren uden at vide, at branden involverer et batteri. Batteriet kan have været i thermal runaway, som har afgivet giftige og brandbare gasser, der ophober sig i rummet. Alt, hvad der behøves for at skabe en eksplosion, er tilførsel af ilt fra den åbne dør.
Konkrete anbefalinger til beredskaberne
Projektet er bygget op omkring tre serier af test. I den første vil DBI undersøge tilstanden i forskellige litium-ion-batterier, som Stena Recycling leverer, og definere de kritiske parametre for en batterieksplosion. I den forbindelse vil DBI også analysere de gasser – både mængde og sammensætning – som frigives under thermal runaway.
batteri, der har været i thermal runaway og har afgivet giftige
og brandbare gasser, der ophober sig i rummet.
Ifølge Agata Gallas-Hulin vil disse tests primært blive udført som småskalatests hos DBI og lede til den næste testserie af storskalatests i Korsør, hvor forskellige ventilationsforholds effekt på ophobning af gasser og risikoen for eksplosion vil blive testet. Det vil ske ved at placere et batterisystem med thermal runaway i et lukket kammer med en sikkerhedsventil, et i et kammer med rumventilation i henhold til BR18 og et i et kammer med en åbning som en åben dør.
På baggrund af resultaterne i de to første testserier skal et internationalt panel af rådgivende eksperter komme med anbefalinger til, hvilke strategier for bekæmpelse af batteribrande der skal testes og evalueres i fuld skala i den tredje og sidste testserie. Her vil batterisystemer blive placeret i et miljø, som skal gøre det ud for et typisk rum i et hus, og der vil blive målt temperatur, tryk og varmeudvikling, ligesom der også vil blive optaget video, mens brandfolk bekæmper branden.
- Disse tests skal fastslå effekten af forskellige strategier under forskellige forhold og identificere de taktiske overvejelser, som brandfolkene, der er først på brandstedet, bør gøre sig. Det hele samles i en rapport, som kommer med konkrete anbefalinger til beredskaberne, siger Agata Gallas-Hulin og påpeger to ting, som gør projektet ekstra interessant for DBI:
- Det er første gang, at vi har et så omfattende advisory board af internationale eksperter i et projekt. Efter projektet har DBI desuden testfaciliteter og en testprotokol til at teste og analysere litium-ion-batteriers brandrisiko, siger Agata Gallas-Hulin.
BESAFE
BESAFE er et flerårigt, egenfinansieret projekt, hvor DBI, RESC Rednings- og sikkerhedscenter, Hovedstadens Beredskab, Stena Recycling, Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø, Lund Universitet og Aarhus Universitet vil opnå ny viden om batteribrande- og eksplosioner, evaluere de eksisterende strategier for bekæmpelse af batteribrande og komme med anbefalinger til beredskabet, som er først på plads ved en batteribrand.
Sammen med Hovedstadens Beredskab står DBI for udformningen af projektet, ligesom DBI også skal designe og udføre tests, foretage dataanalyse, sammensætte og rådføre sig med et panel af internationale eksperter og udarbejde projektets rapport. Anders Drustrup og Agata Gallas-Hulin fra Advanced Fire Testing, Elena Funk fra Advanced Fire Engineering (Maritime and Energy) og Ana Sauca fra Advanced Fire Engineering (Buildings) er DBI’s primære drivkræfter i projektet.
Rednings- og sikkerhedscenter og Hovedstadens Beredskab skal udføre brandbekæmpelse af batteribrande og evaluere og formulere metoder til dem.
Stena Recycling leverer de udtjente litium-ion-batterier, som skal anvendes i de respektive tests.
Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø bidrager med deres ekspertise inden for toksikologi og de potentielle konsekvenser af batteribrande på sundheden hos brandmænd. I den forbindelse vil et samarbejde med Lund Universitet give ekspertise inden for måling og karakterisering af partikler.
Aarhus Universitet giver indsigt i de kemiske stoffer, der frigives fra batterierne under test og fra sønderdelte batterier efter branden. Sidstnævnte er særligt interessant i forhold til genanvendelsesprocessen af brugte og beskadigede batterier.
