Lithium-ion energiedragers en energieopslag systemen

Door: Ann Depoorter

Lithium-ion batterijen en accu’s zijn opslagmiddelen die worden gebruikt voor persoonlijke toepassingen (in telefoons, laptops, e-bikes, huishoudelijke apparatuur), in voertuigen (geheel elektrisch of hybride), voor e-schepen op de binnenvaart en in de toekomst ook de zeevaart. De opslag van lithium-ion batterijen en accu’s kent verschillende risico’s. Brandweer Nederland constateert een duidelijke toename van het aantal incidenten met desbetreffende batterijen. Lithium houdende energiedragers reageren veel heftiger dan de alkalinebatterijen. Brandweer Nederland stelt daarbij ook vast dat de hele energietransitie andere scenario’s en risico’s met zich meebrengt. Bij risico’s kan je denken aan incidenten met een elektrische auto’s, brand bij een windmolen en brand met buurtbatterijen.

Bij incidenten met batterijen gaat het om kortsluiting, thermal runaway (opwarming) en brand waarbij zeer giftige stoffen vrijkomen voor mens en milieu. Bij het blussen ontstaat corrosief en giftig bluswater waarbij ingezet personeel van de brandweer, andere hulpverleners, omstanders en bewoners aan kunnen worden blootgesteld. Vanuit de Brandweer Nederland is een noodkreet uitgesproken richting NEN voor milieuvoorschriften in verband met opslag van lithium-ion batterijen. Hierbij zijn volgende topics van belang:

  • Ruimtelijke ordening;
  • Milieuvoorschriften;
  • Bekendheid bij alle hulpdiensten.

Milieuvoorschriften zijn noodzakelijk zodat organisaties op de hoogte zijn over de eisen voor verantwoord gebruik en opslag van lithium-ion houdende batterijen. Het is belangrijk voor de hulpdiensten om op te hoogte te zijn waar buurtbatterijen worden opgeslagen en binnen welke organisaties opslag van lithium-ion batterijen aanwezig is.

Wet- en regelgeving

Op dit moment zijn onderstaande handreikingen van kracht, opgesteld door de Veiligheidsregio Haaglanden en Rotterdam-Rijnmond en het LIOGS (Landelijk Informatiepunt Ongevallen Gevaarlijke Stoffen):

  • Handreiking Opslag Li-ion accu’s en batterijen;
  • Handreiking Elektriciteit Opslag Systemen (EOS > 25 kW Li-ION).

Parallel bereidt het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat een juridisch noodverband met tijdelijke adviesfunctie (circulaire) over de risicobeheersing van lithium-ion energiedragers voor.

Handreiking Opslag Li-ion energiedragers (accu’s en batterijen)
Deze handreiking is bedoeld voor bedrijfsmatige opslag van nieuwe, niet beschadigde en niet defecte lithium-ion energiedragers. Dit betreft zowel losse- als verpakte lithium-ion energiedragers. De handreiking geeft aanbevelingen over maatregelen voor een veilige opslag. Aan de opslag van beschadigde en defecte lithium-ion energiedragers worden andere eisen gesteld.

Verkoopruimten vallen buiten de scope van de handreiking, tenzij de fysieke (gebundelde) opslag de grensvoorwaarden worden overschreden. Beperkte werkvoorraad valt ook buiten de scope. Hierbij kan aansluiting worden gezocht bij de PGS-15 voorschrift 3.1.3. Het heeft de voorkeur om desbetreffende energiedragers in transportverpakking te bewaren.

Handreiking Elektriciteit Opslag Systemen (EOS > 25 kW Li-ION)
Deze handreiking is bedoeld voor elektriciteit opslag systemen met een geïnstalleerde minimale capaciteit groter of gelijk aan 25 kWh (grootverbruik grens) op basis van Lithium-ion batterijen met fluorhoudende elektrolyt. De handreiking geeft aanbevelingen over maatregelen voor de veilige plaatsing en gebruik van een EOS.

De circulaire
Het doel van deze circulaire is het geven van adviezen aan het bevoegd gezag, met name gemeenten, en betrokken bedrijven. Deze adviezen gaan over maatregelen en handelingen om de veiligheid in de omgeving van locaties van opslag van lithium-ion cellen en batterijen en energieopslag systemen te verhogen. Daarbij verstrekt de circulaire ook handvatten voor het ontwerpen van de energie opslagsystemen.

De circulaire zoomt in op verschillende soorten opslag van lithium-in batterijen zoals:

  • Klein: een brandveilige opslag box of ton.
  • Middel: opslagkast (maximaal ca. 1 à 1,5m2).
  • Middelgroot: opslagkluis (toegankelijk).
  • Groot: brandcompartiment (max. 300m2).

Naar verwachting zal de circulaire in juni 2020 worden gepubliceerd en is deze vanaf dat moment ook van kracht.

Nieuwe richtlijn PGS-37

Om tot richtlijnen te komen met maatregelen, voor de opslag van lithium-ion batterijen en voor energieopslag systemen van lithium-ion batterijen, is de PGS-37 commissie in april 2019 van start gegaan. De commissie bestaat uit afgevaardigden uit het bedrijfsleven en afgevaardigden van de overheid. Het doel van deze commissie is om Nederland veiliger te maken ten aanzien van de opslag van lithium-ion batterijen en energieopslag systemen. Tegelijkertijd wil de commissie de richtlijn ook praktisch toepasbaar laten zijn, zowel voor de markt als voor de handhaving.

De richtlijnen gaan zich richten op maatregelen voor:

  • Het (gescheiden) verzamelen van lithium-ion batterijen.
  • Het (tijdelijk) bedrijfsmatig opslaan van losse lithium-ion batterijen.
  • Het (tijdelijk) bedrijfsmatig opslaan van producten inclusief lithium-ion batterijen.
  • Het vermogen van lithium-ion batterijen.
  • Het omgaan met defecte lithium-ion batterijen.
  • Het inzetten van energieopslag systemen (EOS).

Wat wordt niet in de richtlijnen opgenomen?

  • Het transport van de lithium-ion batterijen.
  • Het opslaan van lithium-ion batterijen bij particulieren.
  • Andere soorten batterijen.
  • Het bewerken van lithium-ion batterijen.
  • De parkeergarages met voertuigen.

Naar verwachting gaat de PGS-37 worden gepubliceerd in 2021. Zodra deze richtlijnen gepubliceerd zijn, wordt de circulaire ingetrokken en zijn de handreikingen ook niet meer van toepassing.

Lithiumbatterijen

Lithiumbatterijen zijn niet meer weg te denken uit ons leven. Ze hebben allerlei toepassingen en er komen dagelijks nieuwe bij. Denk aan mobiele telefoon, elektrische tandenborstel, elektrische fietsen of auto’s. Er zijn 2 soorten lithiumbatterijen: lithiummetaal en lithium-ion. De eerste gebruikt zuivere lithium in metaalachtige vorm als basis. Deze batterij is niet-oplaadbaar. Lithium-ion batterijen gebruiken lithiumverbindingen. Deze vind je bijvoorbeeld als knoopcellen in horloges of weegschalen. Ze kunnen los verkocht worden, zitten in batterijpakketten of in een product zoals een laptop. Lithiumbatterijen zijn dus bijzondere batterijen, waarbij veiligheid bij opslag en vervoer essentieel zijn.

Enkele algemene veiligheidsregels:

  • Voorkom dat ander afval in het inzamelmiddel terechtkomt.
  • Plaats een warmte- of rookdetector bij het inzamelmiddel.
  • Raadpleeg de handleiding van een batterij, of apparatuur met batterij, voor juist gebruik.
  • Vermijd een te grote opslag van afgedankte batterijen en accu’s.

Energie opslagsysteem (EOS)

In Nederland is er een mismatch tussen vraag en aanbod van elektriciteit. Er zijn verschillende manieren mogelijk om energie op te slaan. Denk bijvoorbeeld aan energieopslag in warmte met grote ondergrondse warmwatervaten. Deze vaten kunnen opslag voorzien voor enkele maanden. Een EOS kan gedurende de piekmomenten opladen en vervolgens ontladen zodra er geen aanbod meer is van duurzame energie maar wel nog vraag.
Binnen Nederland wordt ook onderzocht om waterstof te koppelen aan stikstof om zo ammoniak in te zetten als schone brandstof. In Noord-Nederland wordt gekeken of de aardgaskazernes kunnen ingezet worden om waterstof op te slaan. Elektrische opslag met behulp van lithium-ion batterijen is ook een manier om de vraag en aanbod beter op elkaar te kunnen afstemmen.

De lithium-ion technologie is typisch geschikt om energie op te slaan voor relatief korte duur. Met deze technologie kan er veel energie worden opgeslagen in een kleine ruimte. Ook kan snel worden gereageerd op de vraag van de markt, vraagt dit weinig onderhoud, is het recyclebaar en is het systeem is goed schaalbaar. De technologie wordt al veel gebruikt. Denk aan een powerwall, inzetten bij het laden van heftrucks, noodstroomvoorzieningen, buurtbatterijen en ondersteuning voor duurzame projecten. Deze technologie vraagt om, vanaf het ontwerp tot effectief plaatsen in een omgeving, preventie maatregelen te treffen om incidenten te voorkomen. Technische ontwikkelingen kunnen hierbij ondersteunen maar ook het inzetten van een battery management system kan een preventie maatregel zijn.

MKB en accuveiligheid en opslag

In Nederland is de inzet van een elektrische fiets of elektrische brom- en snorfietsen bij woon-werkverkeer ontzettend gegroeid. Elektrische mobiliteit betekent gemak en is goed voor mens en milieu. De lithium-ion batterij van de elektrische fiets is een heel nauwkeurige krachtbron, dus is het belangrijk om de juiste spelregels te hanteren voor het laden en bewaren van de batterij. Het draagt bij tot een langere levensduur van de batterij maar ook voor het verkleinen van eventuele veiligheidsrisico’s.

Hulp nodig?

Vanuit de ISO 14001 norm is jouw organisatie als (bijna-) gecertificeerde organisatie verplicht te bewerkstelligen dat alle van toepassing zijnde milieuwet- en regelgeving wordt vastgesteld, begrepen en dat er consequent aan wordt voldaan. De Kennisexperts van QSN kunnen samen met jouw organisatie de relevante milieuwet- en regelgeving inventariseren, vastleggen en adviseren over maatregelen zodat jouw organisatie compliant is. Daarbij houden wij wijzigingen in de relevante milieuwet- en regelgeving op het netvlies en geven deze wijzigingen tijdig door aan jouw organisatie. Neem contact op via 0252 – 547 000 of info@qsn.nl.

Contact

Geraadpleegde bronnen:
• NEN Webinar ‘PGS-37 Lithium-ion batterijen’ d.d. 26 mei jl.
• www.iklaadaccuraat.nl
• www.publicatiereeksgevaarlijkestoffen.nl
• www.ifv.nl
• www.stibat.nl