Primeur op eRIC: ‘Lithiumbatterijen blussen met lucht!’

De brandweerwereld zoekt hartstochtelijk naar de ultieme blusmethode voor brandende lithium-ion batterijen. Het zoeken kan worden gestaakt, want er is al een oplossing voor dit weerbarstige brandtype op de markt. Cor Meedendorp van FiFi4Marine (F4M) ontwikkelde een lithium-ion schuimblussysteem op basis van microCAFS (Compressed Air Foam System), een gepatenteerde mixtechniek voor drukluchtschuim, dat direct in batterij-units wordt geïnjecteerd. Met het systeem kunnen brandende batterijen binnen een minuut worden geblust. F4M toont het systeem op eRIC 2020 en geeft er uitleg over.

F4M is vooral actief in de scheepvaartwereld. Het pilotproject voor het F4M-blussysteem was een hybride superjacht van 70 meter, waar volgens Maritieme veiligheidseisen een oplossing gevonden moest worden voor de geïnstalleerde Lithium Batterijen. Maar inmiddels heeft F4M ook blussystemen gebouwd in een 55 meter metende elektrische veerboot in Denemarken en tal van andere hybride of elektrische schepen. Maar ook in landgebonden energieopslagsystemen. In Polen is F4M betrokken bij een pilot project voor mogelijk 500 batterijstations voor 1.000 megawattuur opslag van groene stroom.

Dergelijke opslagvoorzieningen, die in Nederland ook steeds meer worden toegepast als buurtbatterijen, baren de brandweer grote zorg, omdat er met de standaard blusmiddelen en inzetmethoden niets te doen is tegen een brand in zo’n batterijcontainer. En het gaat om grote volumes Lithium-ion met potentieel ernstige omgevingseffecten bij brand. Cor Meedendorp: “Dat geldt zeker ook voor toepassing in de scheepvaart, waar veilig buiten wachten op hulpdiensten bij het bordje ‘verzamelpunt’ geen optie is : “De Deense veerboot beschikt voor zijn energieopslag aan boord over het op dit moment grootste Maritieme lithium-ion accupakket ter wereld. Goed voor 4.3 Megawattuur elektriciteit, verdeeld over 26.880 Lithium-ion cellen. Om de brandveiligheid van dat systeem te waarborgen zijn verschillende blusmiddelen en blusmethoden getest en ons CAFS detectie- en blussysteem kwam als beste uit de bus.”

Hoe werkt het systeem? De batterijruimte is voorzien van een detectiesysteem dat in een vroeg stadium de dampen kan waarnemen die ontstaan bij thermische reacties of overlading van Lithium-ion cellen. Daarnaast zijn de batterijmodules voorzien van warmtesensoren. Komt de temperatuur boven de 68 graden, dan wordt het blussysteem automatisch geactiveerd. Dit systeem, ontwikkeld en gebouwd door F4M in Medemblik, maakt voor de schuim-mixtechniek gebruik van de Duitse Partner microCAFS. Het F4M blussysteem zelf bestaat uit een SKID-unit met één of meerdere composiet tanks van 450 liter, gevuld met een ECO/Biologische premix en een 50-litercilinder perslucht met een druk van 300 bar. De werkdruk van het CAFS systeem wordt met reduceerventielen teruggebracht tot een veilige 5,5bar.

Meedendorp: “Bij een brand in de elektrische installatie of de batterij-units, heb je natuurlijk niets aan een elektrisch aangedreven blussysteem. Daarom is dit systeem met luchtcilinders en eigen noodstroom voor de besturing volledig autonoom. En vanwege de zeer hoge veiligheidseisen aan boord van schepen is er ook een volledige handbediening-activatie mogelijk. De compacte CAFS schuimmix wordt via lage druk leidingen rechtstreeks in de brandende batterij-unit of module geïnjecteerd. Diverse brandtesten in een brandtestlaboratorium in Finland, waarbij DNV-GL en Scandinavische Maritieme Autoriteiten aanwezig waren, wezen uit dat de brand binnen een minuut wordt gedoofd en uit blíjft, als gevolg van het extreem grote koelende vermogen van microCAFS in combinatie met een door F4M ontwikkeld geautomatiseerd nablusprocedé. 

Belangrijk voor het blussen in Lithium Batterijen, met name vanwege de spanning die je niet kan uitschakelen, is volgens Cor het extreem lage watergehalte van het ingespoten blusschuim; minder dan 10 procent. “In feite blus je dus met lucht. Bij Lithium-ion en elektrische energie geldt: hoe minder water hoe beter. Blustactieken met massale hoeveelheden water lijken misschien qua koeling effectief, maar het onder water brengen van een elektrische energiebron genereert waterstof, het meest explosieve gas dat we kennen. Een nog onder spanning staande batterij kan onder water door kortsluiting zelfs tot ontbranding komen F4M raadt het onderdompelen van hele auto’s met brandende batterijen in containers gevuld met water dan ook sterk af. CAFS is tot dusver verreweg de beste optie om brand of een thermal runaway in een Lithium-ion batterij effectief onder controle te krijgen.”

Cor Meedendorp realiseert zich dat het bij kleinere accupakketten niet rendabel is om ze te voorzien van een stationaire blusinstallatie. Dat hoeft ook niet, want portable CAFS-blussystemen zijn er al met een capaciteit vanaf 11 liter. Met een blik op de deelnemende partijen en bezoekersgroepen op de vakbeurs eRIC, stelt Meedendorp: “Degenen die als eerste ter plaatse zijn bij een autobrand, zijn meestal de weginspecteurs van Rijkswaterstaat of de brandweer. Als die zo’n draagbaar CAFS-systeem aan boord hebben, kunnen ze al heel veel doen. Reactiesnelheid is het allerbelangrijkste bij een lithium-ionbrand. Voorwaarde is dat het blusmiddel ín de accu-unit kan komen. Daarvoor zou een aansluitpunt op een of meerdere gemakkelijk bereikbare plaatsen in de carrosserie kunnen worden aangebracht, waarop je eenvoudig het blussysteem kan aansluiten. Die opgave ligt bij de autofabrikanten en daarover zijn we met de branche in overleg. Zo kun je een brandende accu veilig van buiten af blussen.”

Dit principe is wat F4M tijdens de eRIC-beurs laat zien op zijn stand. Uiteraard niet met een brandende lithium-ion accu, want dat zou vanwege de uitstoot van giftige dampen een te grote risico’s voor de gezondheid van de beursbezoekers opleveren. F4M denkt ook aan het milieu en werkt daarom alleen met biologische blusmiddelen die zonder chemicaliën of PFAS toch in staat zijn een complexe brand als in een Lithium batterij te blussen. Het plan is om tijdens eRIC met een opengewerkt automodel te laten zien hoe het injecteren in zijn werk gaat met een werkend hand-held microCAFS-systeem. Meedendorp: “Wat we beogen met onze aanwezigheid op eRIC is het vergroten van het bewustzijn van alle hulpverleningsgeledingen die met Lithium-ionbranden te maken kunnen krijgen. Het bewustzijn dat er een zeer goed en ecologisch blusmiddel voor dit type branden bestaat en dat er echt betere alternatieven zijn voor het afzinken van een tot twee ton kostende elektrische auto in een container met water.”