Batterirom og BESS: eksplosjonsfare ved litiumionbatterier

Batterigass, termisk rusning, ventilasjon, inertisering og trykkavlastning i batterirom – tekniske funn fra norsk RISE-forskning.

Batterirom og BESS: eksplosjonsfaren som kan stå igjen etter brannen

Et batterienergilagringssystem (BESS) kan skape en innsatsutfordring som ikke løses ved å vurdere flammer og temperatur alene. Når litiumionceller går i termisk rusning, kan de slippe ut en blanding av brennbare og helseskadelige gasser. Blir blandingen ikke antent med en gang, kan rommet eller deler av det fylles med avgass. En senere tennkilde kan da gi rask trykkstigning. Denne artikkelen bygger på en norsk RISE-studie finansiert av DSB og DiBK i 2026. Den beskriver fysikk og konsekvenser; lokale planer, anleggsdokumentasjon og innsatsledelsens risikovurdering må avgjøre konkrete tiltak.

Tre hendelsesforløp å skille mellom

Åpen flamme ved avgassingen: Gassen antennes idet den kommer ut. Mannskapene kan se en flamme, men det sier ikke alene hvor mange celler som fortsatt reagerer inne i systemet.

Avgassing uten umiddelbar antennelse: Et batteri kan bygge opp en brennbar sky i et skap eller rom. En døråpning, elektrisk utstyr eller annen tennkilde kan endre situasjonen svært raskt.

Flamme sloknet, avgassing fortsetter: Rommet kan fremstå roligere mens konsentrasjonen av brennbar gass øker. Tiltak som tilfører luft eller endrer strømningsmønsteret kan da flytte blandingen inn i brennbart område.

Termisk rusning kan fortsette å produsere brennbar batterigass selv om synlige flammer har opphørt eller er slokket. Gass som ikke antennes straks, kan samles i batterirommet. Senere antennelse, blant annet under åpning eller ventilering, kan gi en deflagrasjon med farlig trykk. Fravær av flamme er derfor ikke en bekreftelse på at rommet er uten eksplosjonsfare.

Dette handler om volumdeflagrasjon, ikke bare en brennende celle. En deflagrasjon er en rask forbrenning som kan bygge opp overtrykk i et avgrenset rom. Farebildet omfatter dermed dører, vinduer, vegger, trykkavlastningsflater og personer på utsiden av rommet.

Hva slags gass er det?

Det finnes ikke én fast «batterigass». RISE valgte i sin modell en bestemt blanding med blant annet karbonmonoksid (CO), hydrogen, etylen, metan og karbondioksid. I den valgte modellblandingen var volumandelene 23,7 % CO, 26,5 % hydrogen og 34,8 % CO₂. Dette er inngangsdata til studiens beregning, ikke representative faste prosenter for alle batterier. Batterikjemi, ladetilstand og celleutforming påvirker både mengde og sammensetning. CO gir dessuten en egen eksponeringsfare selv om blandingen ikke antenner.

LFP-celler har ofte høyere termisk stabilitet enn NMC-celler, men det betyr ikke at avgassen fra LFP er uten eksplosjonsfare. Rapporten beskriver at LFP-avgass typisk har høyere andel hydrogen og lavere andel karbondioksid enn NMC-avgass. Da kan brennbarhetsområdet bli bredere, samtidig som mindre umiddelbar antennelse kan gi tid til gassopphopning. Batterikjemi alene avgjør derfor ikke eksplosjonsrisikoen; ladetilstand, celleutforming, pakkeoppbygning og mulig spredning mellom celler betyr også noe.

En praktisk konsekvens er at etiketten «LFP» eller «NMC» ikke alene forteller innsatsledelsen om rommet er eksplosjonsfarlig. Spør også om lagret energi, antall moduler, skadeomfang, ventilasjonsløsning, eventuelle målinger og om videre celleforplantning er mulig.

Hva ventilasjon kan og ikke kan gjøre

Avtrekk kan redusere opphopning av batterigass, men nødvendig kapasitet bestemmes av hvor mye gass cellene faktisk avgir og hvor raskt de gjør det. Dersom mange celler går i termisk rusning samtidig, kan gassproduksjonen være større enn avtrekket klarer å fjerne. Selv effektiv ventilasjon kan etterlate lokale brennbare blandinger; økt lufttilførsel kan dessuten gi mer oksygen til en pågående brann.

En vifte har ingen garantert effekt bare fordi den flytter mye luft. Effekt avhenger av om avtrekket faktisk får tak i gassen, hvilken vei tilluften går, om avgassingen pågår, og hva som finnes ved utløpet. En endring i ventilasjon kan også blande luft inn i et område som hittil har hatt for lite oksygen til antennelse.

RISE vurderer direkte avtrekk fra batteriskap som en gunstig løsning fordi avgassen da kan føres ut før den blandes inn i hele batterirommet. Rapporten peker også på at både lette og tunge gasser må vurderes i utformingen av avtrekket; simuleringene i studien omfattet bare en lett gassblanding. Plassering av inntak og avtrekk er derfor like viktig som et oppgitt luftskiftetall.

Tall fra én modell: hvorfor celleantall betyr mer enn et enkelt luftskiftetall

RISE simulerte et batterirom på 6 × 3 × 3 meter, altså 54 m³, med samtidige utslipp fra 64 Ah NMC-celler. Ved 16 celler var største beregnede volum med eksplosiv gassblanding 12,92 m³ ved 2 luftutskiftninger i timen og 6,89 m³ ved 30. Ved 128 celler var beregnet volum omkring 50 m³ også ved 30 luftutskiftninger i timen. Dette er sammenligninger innen én modell med valgt gassblanding og geometri, ikke prognoser for ethvert batterirom eller anbefalte innsatstall.

I dette modellrommet halverte ikke økningen fra 2 til 30 luftutskiftninger per time den største beregnede brennbare skyen når 16 celler gasset ut samtidig. Når 128 celler var involvert, var nær hele modellrommet innenfor beregnet eksplosivt blandingsområde selv ved høyeste undersøkte ventilasjon. Det forteller noe om forholdet mellom avgassingsrate og faktisk avtrekksevne. Tallet 30 er ikke en grense for trygg innsats. RISE modellerte gasspredning med bestemte forutsetninger, men ikke antennelse, brann eller eksplosjonsforløpet. Modellen skal ikke brukes til å beregne sikker ventetid eller ventilasjonskapasitet for et ukjent anlegg.

Stenge inne, inertisere og åpne igjen

Å holde et batterirom oksygenfattig, for eksempel med inertgass, kan begrense forbrenning og umiddelbar antennelse. Strategien forutsetter at lavt oksygennivå opprettholdes så lenge batteriet kan avgi gass. Når rommet senere ventileres, kan luft blandes med oppsamlet avgass og passere gjennom et brennbart konsentrasjonsområde. Inertisering fjerner derfor ikke behovet for kontrollert gasshåndtering og vurdering av trykkfare.

Dette gjør tidspunktet for åpning viktig. Spør ikke bare om slokkeanlegget er utløst, men om avgassingen har stoppet, om rommet har lekket, hvordan gass kan måles, og hvor luftstrømmen vil gå når en dør eller luke åpnes. Ved forberedelse av innsats bør avstand, skjerming og mulige trykkretninger inngå i vurderingen. Et slokket flammesignal er ikke en gassmåling.

Byggets utforming er en innsatsfaktor

RISE anbefaler at batterirom så langt som mulig plasseres utenfor bygninger. Når batterisystemet må stå inne, bør rommet kunne ventileres direkte ut og ha løsning for trykkavlastning ved deflagrasjon. Dette er prosjekterings- og beredskapshensyn, ikke noe mannskapene kan etablere under en pågående innsats. Befaringen bør avklare hvor eventuelle trykkavlastningsflater leder, og hvilke oppholds- eller innsatsområder som ligger i den retningen.

For mannskapene er det nyttig å vite om avgass kan ledes direkte fra skap til friluft, om rommet har separate gassdetektorer og hvor avtrekk og trykkavlastning munner ut. Informasjonen bør finnes i objektplan eller fremskaffes fra driftspersonell. Slik kan innsatspunkt, oppstillingsplass, sperring og ventilering vurderes mot det faktiske anlegget. RISE-studien understreker at prosjektering, tekniske systemer og beredskap henger sammen; en tilfeldig vifte eller en åpen dør kan ikke erstatte kjennskap til anleggets gasstrømmer.

Beslutningspunkter under innsats

Hva reagerer fortsatt? Avklar meldinger fra batteristyring, temperaturutvikling, røyk/avgass og tegn til spredning mellom moduler.
Hvor kan gassen samle seg? Kartlegg batteriskap, rom, himling, kanaler, tilstøtende volum og aktuelle utløp.
Hva endrer lufttilførselen? Vurder dører, luker, faste vifter, mobile vifter og planlagt åpning som inngrep i blandingsforholdet.
Hvor går et eventuelt trykk? Hold personell og andre unna mulige trykkavlastningsflater og eksponerte åpninger ut fra byggets faktiske utforming.
Hvilken informasjon mangler? Be om anleggsdokumentasjon og relevant fagkompetanse før irreversible inngrep når situasjonen tillater det.

Disse punktene er spørsmål til risikovurderingen, ikke en universell taktisk prosedyre. Kilden er en forskningsrapport med tydelige modellbegrensninger. Den gir særlig god grunn til å behandle vedvarende avgassing, ventilering etter slokking og åpning av lukkede batterirom som egne faser i hendelsen.

Mindre batterier i bolig

For mindre batterier i boliger: les elsykkelbatteri og avgassing i bolig, om modellert gasspredning fra én celle og fra en hel 400 Wh batteripakke.

Kjøling og måling

Les også litiumionbatteribrann: kjøling og måling om cellereaksjon, BMS, varmekamera og kontroll etter slokking.