Brandbestrijding voor lithiumbatterij branden

De meningen over het gebruik van water als blusmiddel lopen uiteen. Omdat lithium zeer reactief is, raden sommigen af het in contact te brengen met water. Recente studies suggereren echter dat grotere hoeveelheden water in staat zijn om lithiumbranden in te dammen en effectief te bestrijden. Een van de verklaringen hiervoor is het koeleffect, dat de reactie van de cellen vertraagt. Toch stellen vooral grote accu's, bijvoorbeeld van brandende elektrische auto's, de brandweer regelmatig voor een enorme uitdaging. Dit kan gemakkelijk worden verklaard aan de hand van de structuur van een tractiebatterij:

In principe bestaat een grote tractiebatterij uit vele kleinere cellen die met elkaar zijn verbonden. Als een enkele cel opwarmt, in het ergste geval in het midden van de module, worden de aangrenzende cellen onvermijdelijk ook opgewarmd. Dit resulteert in een kettingreactie, waarbij aanzienlijk meer energie vrijkomt. Als de kettingreactie vanuit het midden van de batterij op gang is gebracht, is het vrijwel onmogelijk deze te bereiken met een blusmiddel, bijvoorbeeld water, en zo de reactie te stoppen of in te dammen. Als men nu probeert een dergelijke module te koelen, bereikt het water alleen de buitenste lagen of de behuizing van de batterijen. De situatie is anders bij kleinere modules, waar minder cellen worden toegepast. Hier heeft de externe koeling meestal een direct effect op de reagerende cellen.

In de zomer van 2019 publiceerde de VdS een folder 3856 "Sprinklerbescherming van lithiumbatterijen". Daarin wordt voor het eerst onderscheid gemaakt naar energie-inhoud per opslageenheid en wordt het risico ingedeeld volgens onderstaande tabel:

Aanbevolen wordt maximaal 50 kWh per opslageenheid (bijv. europallet) op te slaan. Dit komt overeen met gevarenniveau II. Het sprinklersysteem moet worden ontworpen overeenkomstig VdS CEA 4001. Uit tests van de Amerikaanse vastgoedverzekeraar FM-Global en de Duitse verzekeringsmaatschappij (GDV) is gebleken dat de verspreiding van brand bij branden met lithiumbatterijen in hoge rekken kan worden voorkomen door een gerichte sprinklerinstallatie. De bevindingen van de tests gelden echter alleen voor kleine lithiumbatterijen in kartonnen dozen. Sproeien van grote batterij-eenheden is niettemin raadzaam, want hoewel de brand in de afzonderlijke batterij meestal niet wordt geblust, kan de uitbreiding naar naburige batterijen worden vertraagd, zo niet voorkomen.

Er is echter een aanzienlijk grotere hoeveelheid water nodig om het vuur te bestrijden dan bij conventionele branden. Om het succes te bespoedigen en eventueel ook de benodigde hoeveelheid water te verminderen, kunnen aan het bluswater verschillende additieven worden toegevoegd. Bij een reactie bestaat ook het risico dat schadelijke stoffen zoals zoutzuur of fluorwaterstofzuur uit de cel worden afgescheiden. Deze kunnen bijvoorbeeld voorkomen in de vorm van dampen en mensen schaden door huidcontact of inademing. Tijdens het blussen kunnen zij door het bluswater worden verdund, in de grond sijpelen (als er geen geschikte opvangvoorziening is) en milieuschade veroorzaken.

Een andere mogelijkheid om een blustechniek te gebruiken voor lithiumbranden is de aerosol blustechniek. Dit is een permanent operationeel technisch systeem dat wordt gebruikt om de brand te onderdrukken totdat de brandweer arriveert om de brand definitief te blussen. De blustechnologie functioneert overeenkomstig EN 15276-10 zonder toevoeging van water. De blusgenerator stopt het chemische verbrandingsproces effectief binnen 4,5 tot 15 seconden (afhankelijk van het model) wanneer de temperatuur stijgt. Deze technologie is milieuvriendelijk en mensvriendelijk (niet schadelijk voor de gezondheid, verdringt geen zuurstof) en is onder meer door het United States Environmental Protection Agency (U.S.EPA) opgenomen als officieel "HALON vervangingsblusmiddel". Door het lage gewicht/installatievolume en het feit dat er geen leidingen nodig zijn, is een eenvoudige en snelle installatie mogelijk. Ook de investerings- en vervolgkosten blijven laag, omdat de aerosol blustechnologie onderhoudsvrij is en een lange productlevensduur heeft.