Av Magne Hagberg
Energilagringssystemer, såkalte BESS (Battery Energy Storage Systems), er ifølge Storebrand blant de mest utfordrende tekniske installasjonene som nå bygges inn i moderne bygg.
– Her tror jeg vi kan få noen store utfordringer fremover, dersom vi ikke forstår risikoen og forbereder oss godt nok, sier Sondre Zakariassen, Fagsjef brann og risikoingeniør i Storebrand, faglærer på brann- og redningsskolen og brannkonstabel.
Han peker på at utviklingen har gått raskt, mens regelverk, prosjekteringspraksis og risikoforståelse ikke nødvendigvis har holdt samme tempo.
– Sannsynligheten for at det oppstår brann i slike systemer er fortsatt relativt lav. Utfordringen er at konsekvensene kan bli svært store dersom det først går galt, sier Zakariassen.
– Nettopp derfor er det viktig å forstå risikoen og prosjektere anleggene riktig fra starten av.
Lite regelverk
En av hovedutfordringene er at det fortsatt finnes få tydelige krav til hvordan slike systemer skal sikres.
– Det finnes fortsatt lite konkret regelverk som angir hvordan bygg skal beskyttes mot brann- og eksplosjonsrisiko knyttet til BESS (Battery Energy Storage Systems), sier Zakariassen.
Han peker på at batterisystemer ofte plasseres der det er praktisk – ikke nødvendigvis der det er mest hensiktsmessig rent brannteknisk.
– Vi ser at energilagringssystemer installeres i kjellere, lagerrom, tekniske rom, på loft og i andre lukkede arealer. Det er ikke nødvendigvis de beste plasseringene dersom målet er å begrense skadeomfanget, sier han.
Seniorforsker Fride Vullum-Bruer i SINTEF mener plasseringen kan være avgjørende både for evakuering og brannvesenets tilgang.
– Et batterirom bør plasseres mot yttervegg eller ha lett tilgang for brannpersonell. I tillegg bør rommet være adgangsbegrenset, slik at uvedkommende ikke kan komme inn i anlegget, sier hun.
Zakariassen peker også på en utvikling som bekymrer ham.
– Brannvesenet ser eksempler på hjemmelagde batterisystemer, der privatpersoner eller ufaglærte bygger løsninger, ofte av brukte elbilbatterier (moduler) uten tilstrekkelig kompetanse eller forståelse av brannrisikoen, sier han.
Eksplosiv utvikling
Hvis det først oppstår feil i et batterisystem, kan utviklingen bli vanskelig å kontrollere.
– Ved feil, skade eller overoppheting kan battericeller avgi brennbare og giftige gasser. Hvis slike gasser samler seg i et lukket rom, kan det oppstå en eksplosjonsfarlig atmosfære før det er synlige flammer, sier Zakariassen.
Han forklarer at problemet ikke bare handler om selve brannen, men om det som skjer i forkant.
– Dersom temperaturen i battericellen øker videre, kan det oppstå intern kortslutning og en selvforsterkende reaksjon kjent som thermal runaway. Da kan varme, gasser og stikkflammer utvikles svært raskt, og reaksjonen kan spre seg videre mellom battericeller og moduler, sier han.
Konsekvensen kan bli en eksplosjonsartet hendelse i et lukket rom.
– Det er kombinasjonen av brann, gassoppbygging og eksplosjonsfare som gjør BESS-anlegg krevende, sier Zakariassen.
Han peker samtidig på at branner i litiumionbatterier skiller seg fra andre branner.
– Litt forenklet kan man si at batteriet i en slik situasjon kan inneha eller produsere alle sider av branntrekanten selv. Derfor kan reaksjonen fortsette selv om man forsøker å begrense vanlig lufttilførsel eller tilføre vann utenfra, sier han.
Vanskelig å slokke
En annen utfordring er at energilagringssystemer kan bestå av tusenvis av battericeller på liten plass.
– Det er store mengder energi lagret på relativt lite volum. Utfordringen oppstår dersom denne energien frigjøres ukontrollert, sier Zakariassen.
Brannen starter ofte inne i én celle eller modul.
– En brann eller thermal runaway starter gjerne i én celle før den sprer seg videre til nærliggende celler og moduler, sier han.
Samtidig er batteriene ofte skjermet inne i rack, kabinetter eller containere.
– Det gjør det krevende å få vann og effektiv kjøling fram der branntilløpet faktisk oppstår, sier Zakariassen.
Han mener sprinkleranlegg fortsatt kan ha en viktig funksjon, men at de ikke nødvendigvis løser hele utfordringen.
– Sprinkler kan begrense brannspredning og kjøle omkringliggende konstruksjoner, men batteriene kan stå skjermet slik at vannet ikke når fram. Da får man en paraplyeffekt, sier han.
Selv der vann treffer, er det ikke gitt at man får slukket en brann som har utviklet seg inne i battericellene. I slike tilfeller handler innsatsen ofte mer om kjøling, begrensning og å hindre spredning.
Fride Vullum-Bruer peker på at det ikke finnes én løsning som passer alle systemer.
– I noen tilfeller kan sprinkler fungere godt, mens inert gass eller vanntåke kan være bedre i mer lukkede systemer. Det må vurderes ut fra hvordan batterisystemet er designet, sier hun.
Vanskelig å oppdage
Batteribranner kan også være vanskelige å oppdage tidlig.
– Avgassing kan starte før det er synlig brann. Da kan brennbare og giftige gasser bygge seg opp uten at tradisjonelle deteksjonssystemer nødvendigvis gir tidlig nok varsel, sier Zakariassen.
Han peker på at gassene kan utvikles ved relativt lave temperaturer.
– Vanlige optiske røykdetektorer er ikke nødvendigvis tilstrekkelige alene. I slike anlegg bør man vurdere type røykdetektor, gassdeteksjon, overvåking fra batteristyringssystemet og andre løsninger, sier han.
Ventilasjon og utkobling
Selv om utviklingen kan være alvorlig, finnes det tiltak som kan redusere risikoen betydelig.
– Tidlig deteksjon og utkobling kan redusere risikoen for at en feil utvikler seg videre. Men hvis thermal runaway først har startet, er situasjonen langt mer krevende, sier Zakariassen.
Han peker på at moderne batterisystemer ofte har innebygde sikkerhetsfunksjoner.
– Gode systemer kan overvåke celler eller moduler og koble ut deler av anlegget dersom det oppstår avvik, sier han.
Ventilasjon er samtidig avgjørende.
– Det handler ikke bare om å ventilere røyk, men om å hindre farlig gassoppbygging og redusere risikoen for en eksplosjonsfarlig atmosfære, sier Zakariassen.
Fride Vullum-Bruer understreker at ventilasjon må vurderes nøye.
– Man må vite hvor gassene ledes ut, slik at de ikke ventileres til områder der det oppholder seg mennesker, sier hun.
Zakariassen peker på at flere internasjonale fagmiljøer anbefaler å plassere større energilagringssystemer utenfor bygg.
– Å flytte energilagringssystemer ut av bygget og plassere dem i egne containere eller tekniske enheter på sikker avstand, kan være et konsekvensreduserende tiltak, sier han.