Inbjudan till Brandforsks och Värmeforsks forskningsprogram om Brandsäker lagring av bio- och avfallsbränslen
Inbjudan till Brandforsks och Värmeforsks forskningsprogram om Brandsäker lagring av bio- och avfallsbränslen
Sammanfattning Den nationella målsättningen att producera alltmer energi från klimatneutrala bränslen medför en fortsatt övergång från fossila bränslen till olika typer av bio- och avfallsbränslen. Det kommer i sin tur att leda till betydligt mer omfattande hantering och ännu större lager av biooch avfallsbränslen. Stora lager av brännbart material ökar riskerna för bränder och explosioner som kan orsaka stora skador på människor, stora ekonomiska- och materiella förluster, miljöstörande emissioner samt påverka energiproduktionen i anläggningar. Tyvärr är kunskapsbristen om säker lagring av bränslen ett stort problem i dagsläget och till stor del saknas generella råd och riktlinjer både för hur bränslen ska lagras och hur olika former av olyckor ska undvikas och avhjälpas. Det finns således ett stort behov av att övergången från fossil energiframställning åtföljs av en relevant riskvärdering och väl avvägda riskreducerande åtgärder så att inte utvecklingen leder till stora kostnader och negativ miljöpåverkan. Värmeforsk och Brandforsk har därför tagit ett gemensamt initiativ till ett forskningsprogram för att kunna få ett helhetsgrepp när det gäller brandsäkerhet vid lagring av biobränslen och avfall. Programmets syfte är att öka kunskapen och förståelsen för hur olika samband inverkar på brandsäker lagring av bio- och avfallsbränslen. Resultaten ska leda till att underlätta den fortsatta utvecklingen och användningen av nya biobränslen och nya sätt att hantera brännbart avfall. Programmets direkta mål är att ökad kunskap om brandrisker, lagringssätt, släckmetoder, etc. ska ge anläggningsägare, myndigheter, konsulter och andra intressenter en gemensam syn och bättre underlag för riskanalyser och förebyggande säkerhetsarbete. Programmets långsiktiga mål är att ta fram en handbok, som är förankrad hos myndigheter, försäkringsbolag, energi- och skogsbolag och andra intressenter, med riktlinjer om riskreducerande åtgärder som ska leda till brandsäker lagring och hantering av bio- och avfallsbränslen. Programmet kommer att omfatta: Sammanställning av statistik över incidenter och bränder. Området omfattar sammanställning av kunskap om lagring, statstik över inträffade bränder samt erfarenheter av verkliga bränder i olika lager av bio- och avfallsbränslen. Definiering och karaktärisering av olika typer av bio- och avfallsbränslen En av målsättningarna är att ta fram mer kunskap kring olika bränsletyper och deras karaktäristiska beteenden med avseende på brand. Försök kommer att utföras i liten till mellanstor skala. Lagring Lagring av bio- och avfallsbränslen är en central fråga för programmet. Brandrisker och släckningsmetoder kan variera kraftigt mellan olika sätt att lagra bränslen. För- och nackdelar för olika metoder ska klargöras. Åldringsegenskaperna vid lagring måste undersökas. Skaleffekterna med avseende på antändning och brandförlopp etc är viktigt, liksom hur bränder och släckning påverkar arbetsmiljön för personalen. Transporter av bio- och avfallsbränslen kan vara en miljö- och hälsofara. 3
Detektion Området omfattar metoder för att upptäcka bränder i högar med bio- och avfallsbränslen. Även metoder för detektion vid förvaring i silo ska sammanställas och utvärderas. Lagring av bränslen i slutna utrymmen är en källa till miljö-och hälsofara vid t ex transporter och lagring för uppvärmning av bostäder. Emissioner och annan miljöpåverkan från bränder i lager Emissionsmätningar i samband med brandförsök vid olika scenarion kommer att utföras. Släckvatten och skumvätskor från bränder måste analyseras för att bestämma vilken påverkan på miljön som kan förväntas. Resultaten kan användas för att utveckla en databas för emissioner beroende på lagringstyp, temperatur etc. Brandrester efter genomförda brandförsök analyseras för att veta hur dessa rester ska hanteras. Släckning En av de vanligaste frågorna är hur man skall släcka en eventuell brand. Försök i mellanskala förväntas ge kännedom om olika brandförlopp i lager av fasta material för att få kunskap om lämplig taktik, utrustning etc för olika situationer. För silobränder finns data och erfarenheterna sammanställs i de riktlinjer som tas fram inom programmet. Återanvändning av släckvatten undersöks i speciella försök. Arbetsmiljön vid släckningsarbete måste diskuteras. Modellering Arbetet med modellering inom detta delområde syftar till att utveckla modelleringsmetodik och ingenjörsmodeller. Genomgående är att modelleringsarbetet kommer att vara nära kopplat till det experimentella arbetet för att på så sätt ge synergieffekter åt båda håll. Storskaliga brandförsök Några scenarier kommer att väljas ut för att genomföra storskaliga försök baserat på resultat från mellanskaleförsöken. Intressant att studera är antändning, brandförlopp, brandspridning, temperaturutveckling, emissioner, strålning samt släckning Andra brandorsaker Riskerna med vätskeformiga biobränslen är till exempel är att många av de nya bränslena, t.ex. etanol, är vattenblandbara vilket gör att man måste ha speciella skumsläckmedel och speciell påföringstaktik. Studier av släckmetoder för denna typ av bränslen har därför föreslagits ingå i programmet. Lagring av askor och andra förbränningsrester har vid flera tillfällen orsakat explosioner och bränder. Metalliskt aluminium har konstaterats vara orsak till vätgasexplosion med stora materiella skador som följd. Forskningsresultat och erfarenheter ska ingå i riktlinjer som tas fram inom programmet Kostnad/nytta och riskanalyser Inom detta område ska direkta och indirekta kostnader för olika åtgärder analyseras. Lämpliga riskanalysmetoder samt indata för att genomföra tillförlitlig riskanalys ska undersökas. Rapportering, resultatspridning och utbildningsmaterial Under programmets gång kommer stor vikt att läggas på information och kunskapsspridning. Spridning av resultaten kommer att ske genom rapporter, seminarier samt olika utbildningsprogram. 4
Innehåll Sammanfattning... 3 Bakgrund... 6 Syfte och vision... 7 Mål... 7 Avgränsningar... 7 Programmets innehåll... 7 Sammanställning av statistik över incidenter och bränder... 7 Definiering och karaktärisering av olika typer av avfall och biobränslen... 8 Lagring... 9 Detektion... 10 Emissioner och annan miljöpåverkan från bränder i lager... 10 Släckning... 12 Modellering... 13 Storskaliga brandförsök... 13 Andra brandorsaker... 14 Kostnad/nytta och riskanalyser... 14 Rekommendationer och riktlinjer... 15 Rapportering, resultatspridning och utbildningsmaterial... 15 Organisation och tidsplan... 16 Information... 16 5
Brandforsk och Värmeforsk tar gemensamt initiativ till ett omfattande program om brandsäkerhet vid lagring, transport och hantering av bio- och avfallsbränsle Målet med programmet är att ta ett helhetsgrepp när det gäller brandsäkerhet vid lagring av biobränslen och avfall. Det saknas idag kunskap om dessa materialgrupper när det gäller t.ex. antändning, brandspridning, släckning, förebyggande arbete och effekter på hälsa och miljö. Det föreslagna programmet förväntas fylla dessa och andra kunskapsluckor inom området. Resultaten ska kunna ligga till grund för utveckling av råd och riktlinjer. Den specifika målsättningen med programmet är att ta fram en handbok eller s.k. guide lines för området som hela branschen står bakom. Bakgrund Den nationella målsättningen att producera alltmer energi från klimatneutrala bränslen medför en fortsatt övergång från fossila bränslen till olika typer av bio- och avfallsbränslen. Det kommer i sin tur att leda till betydligt mer omfattande hantering och troligen ännu större lager av bio- och avfallsbränslen. Värmevärde och bulkdensitet är för de flesta fraktioner dessutom lägre än för olja vilket leder till en ytterligare ökning av hanterings- och lagringsvolymerna för en given energimängd. Eftersom materialet skall användas som ett högvärdigt bränsle ställs också ökade krav på lagringstekniken. Sannolikt kommer det också att finnas starka önskemål att lagren skall kunna placeras t.ex. i anslutning till en industri eller ett kraftvärmeverk för att minimera transportbehovet. Totalt sett innebär detta att det byggs upp mycket stora produktions- och hanteringsanläggningar med stora lager. Från industrins sida är oftast hantering och lagring fokuserad på maximal effektivitet. Biobränslen kan hanteras och lagras utomhus när det gäller fuktiga bränslen (sågspån, träflis, halm, etc.) eller inomhus i stora planlager eller i stora siloanläggningar när det gäller torra bränslen (t.ex. träpulver, pellets och briketter). Avfallshanteringen innebär en mycket omfattande verksamhet med sortering, insamling och upparbetning av avfall i olika specialbyggda anläggningar för senare användning som ny råvara eller i vissa fall bränsle/energi. Orsaken är Deponeringsdirektivet (1999/31/EC ) och nationell lagstiftning som ställer större krav på sortering av avfallet eftersom hushållsavfall och annat organiskt avfall inte längre får deponeras. Avfall som skall användas för energiåtervinning lagras normalt utomhus och eftersom avfallet produceras relativt jämnt under året medan behovet av värme och energi är störst under vinterhalvåret så kan det bildas mycket stora lager. Lagringen sker ofta i stora stackar, antingen löst (kompakterat eller icke kompakterat) eller i form av staplade balar (runda eller fyrkantiga). Vidare förekommer kompaktering och inplastning i långa limpor och i vissa fall kan avfall pelleteras. Det finns således ett stort behov av att denna utveckling åtföljs av en relevant riskvärdering och väl avvägda riskreducerande åtgärder så att inte utvecklingen leder till ökade skadekostnader. I samband med brand eller explosioner uppstår dels direkta skadekostnader men kanske framför allt kostnader p.g.a. produktionsstörningar som gör att intäkter uteblir. Tyvärr är kunskapsbristen ett stort problem i dagsläget och till stor del saknas generella råd och riktlinjer. I detta dokument föreslås ett forskningsprogram med målet att lösa många av de ovan beskrivna problemen. 6
Syfte och vision Programmets syfte, på lång sikt, är att ökad kunskap och förståelse för olika samband skall leda till brandsäker lagring av biobränslen och avfall. Detta ska underlätta den fortsatta utvecklingen och användningen av nya biobränslen och nya sätt att hantera brännbart avfall. Mål Programmets långsiktiga mål är att tydligare riktlinjer, om riskreducerande åtgärder, skall främja en säker utveckling och hantering av nya bio- och avfallsbränslen. Programmets direkta mål är att ökad kunskap om brandrisker, lagringssätt, släckmetoder, etc. ska ge anläggningsägare, myndigheter, konsulter och andra intressenter en gemensam syn och bättre underlag för riskanalyser och förebyggande säkerhetsarbete, så att det långsiktiga målet nås och upprätthålls. Avgränsningar Programmet omfattar biobränslen och avfall eftersom lagring av dessa materialgrupper i många hänseenden visar på samma problematik. När det gäller biobränslen ligger fokus främst på fasta biobränslen. Anledningen till detta är att brandproblematiken med bränslen i vätske- respektive gasform skiljer sig från fasta biobränslen och fast avfall på flera fundamentala sätt. En omfattande lagstiftning reglerar hela området och det finns dessutom mycket råd och riktlinjer som baseras på långvarig erfarenhet (och naturligtvis många bränder). Riskparametrarna ingår i lagstiftningen och dessa utgör också grund för de skyddsåtgärder som krävs. Släckmetoder för flytande biobränslen planeras däremot att ingå i programmet då det kan krävas speciella medel/teknik för denna typ av flytande bränslen. Det föreslagna forskningsprogrammet kommer att ha huvudfokus på brand och brandrelaterade problem. Val av material och lagringssätt kan baseras på flera olika kriterier, t.ex. förbränningsegenskaper, hanterbarhet, behov av underhåll och tillgång på material. Det innebär att brandsäkerhet sällan är något av de huvudsakliga urvalskriterierna. Därför är det viktigt att se hur brandproblematiken relaterar till närliggande forskningsområden och pågående forskningsprogram inom biobränsle- respektive avfallsområdet. Programmets innehåll Programmet ska koordineras internt, men även i förhållande till forskargrupper och intressenter som ligger nära men utanför programmets avgränsningar. Programmet är indelat i ett antal delområden och underområden. I beskrivningen nedan presenteras i vissa fall dessa underområden explicit medan de i andra fall endast är givna i en sammanfattande form. Till grund för detta forskningsprogram ligger en förstudie framtagen av Brandforsk: Biobränslen och avfall Brandsäkerhet i samband med lagring. Sammanställning av statistik över incidenter och bränder Förstudien visar att, även om det finns viss information om olika inträffade bränder, är det uppenbart att det finns ett stort behov av en sammanställning både av lagringssituation och av inträffade incidenter och bränder. Det finns mycket att lära av incidenter, även om de inte utvecklades till någon allvarlig olycka. En sådan statistisk sammanställning kommer att användas både för att studera vilka förhållanden som verkar vara viktiga för bränders och incidenter utgång och för att få underlag för de experimentella studierna inom programmet. Statistiken är 7
också avgörande för att kunna genomföra relevanta risk- och kostnad/nyttoanalyser. Delområdet kan med fördel delas in i tre underområden: Statistik över lagrat biobränsle och avfall För att kunna bedöma potentiella risker är det viktigt att ha kunskap om vilka typer av lagringssätt som är aktuella. Det är också viktigt att ha förståelse för orsakerna till en viss typ av lagring för att både logistiska behov och rimlig säkerhetsnivå kan uppnås. Målet med detta underområde är att ta fram statistik och sammanställa kunskap vad gäller lagring av biobränslen och avfall. Statistik över inträffade bränder Det finns en del publicerad statistik över bränder i deponier och större lager, men i och med att reglerna kring deponier har förändrats och avfallet därmed numera lagras på nya sätt (t.ex. i större utsträckning i sorterade fraktioner) är det viktigt att göra en ny analys över inträffade bränder. En annan viktig skillnad nuförtiden är att alltmer avfall balas. Det kan vara rundbalar eller fyrkantsbalar med eller utan plast och kan bestå av hushållsavfall eller olika typer av utsorterat verksamhetsavfall. Dessa skillnader kan ha stor inverkan på bedömningen av brandriskerna och det är därför viktigt att så aktuell statistik som möjligt görs tillgänglig. Den snabba utvecklingen på biobränsleområdet innebär också att nya bränslen eller nya typer av lager utvecklas. Statistiken över inträffade bränder skall omfatta både avfall och biobränslen. Sammanställning av erfarenheter från enskilda verkliga bränder Där information finns tillgänglig bör erfarenheter från enskilda verkliga bränder sammanställas. Det handlar alltså om en djupare analys av respektive brand än vad som avses statistiken av inträffade bränder ovan. Det finns mycket att lära från sådana erfarenheter från enskilda bränder. Viktigt är också att samla in information om incidenter som inte utvecklades till allvarliga bränder. Varför uppstod incidenterna? Vad var orsaken att dessa inte blev allvarliga? Vilka beslut fattades och vad var resultatet av dessa beslut? Definiering och karaktärisering av olika typer av avfall och biobränslen De olika biobränsle- och avfallsfraktioner som existerar i Sverige behöver definieras och beskrivas. Denna kunskap behövs för att kunna uppskatta riskerna på ett korrekt sätt. Inom samma typ av biobränsle eller avfall kan det förekomma stora variationer i egenskaper. Det är viktigt att dessa variationer studeras och kvantifieras. En av målsättningarna med föreslagna insatser är att ta fram mer kunskap kring olika bränsletyper och deras karaktäristiska beteenden med avseende på brand och därmed på sikt också kunna ta fram specifika parametrar, motsvarande riskparametrar för traditionella bränslen. Kunskap om egenskaperna kan sedan kopplas till resultat från andra delområden (t.ex. släckning) och vara viktiga indata vid modellering. De kan även inkluderas i det förebyggande arbetet, vid riskbedömningar i riktlinjer och rekommendationer, föreskrifter, etc. 8
Försök i liten skala respektive mellanskala kommer att genomföras för att studera antändningsegenskaper samt brand- och brandspridningsförlopp. Inverkan på dessa egenskaper av olika produktionsfaktorer (t.ex. additiver) kommer också att studeras. Lagring Avfall och biobränslen kan lagras på ett antal olika sätt. Brandrisker och släckningsmetoder kan variera kraftigt mellan dessa lagringstyper och därför är det viktigt att beskriva dessa olika typer och kartlägga den relativa förekomsten av dem. Fördelar och nackdelar bör också beskrivas. Statistiken för olika lagringstyper sammanställs i ett annat delprogram (se ovan) och i detta underområde beskrivs de olika lagringstyperna mer i detalj. Exempel på olika lagringstyper är: löslagrat i högar, balat avfall, kompakterat avfall, limpor och silo. För balar finns flera olika variationer: plastat, oplastat, rundbalar, fyrkantsbalar, etc. Egenskaperna är olika för dessa olika varianter. Inom samma typ av lagringssätt kan konfiguration (d.v.s. höjd, bredd, längd, lagringstäthet, avstånd, etc.) variera och detta kan ha signifikant betydelse för brandsäkerheten och risk för brandspridning. Det är också viktigt att studera hur egenskaperna hos biobränslet eller avfallet för olika lagringssätt varierar med tiden, d.v.s. åldringsegenskaper. I samband med detta bör emissioner, temperaturförändring, etc. studeras för att se hur förändrade egenskaper och olika processer påverkar olika säkerhetsaspekter. Lager av avfall och biobränslen är i många fall mycket storskaliga. Det är viktigt att studera skaleffekter (avseende antändning, brand- och spridningsförlopp, etc.), både för att se hur stora skillnaderna är mellan lager av olika storlek och för att se hur representativa genomförda försök är. Av ekonomiska orsaker och säkerhets- och miljöskäl är man ofta tvingad att genomföra brandförsök i mindre skala och då behöver man veta hur representativa resultaten kan anses vara. I samband med lager föreligger i många fall en viss rasrisk, både i normalfallet och i samband med brand. Målet måste vara att minimera rasrisken. Därför behöver det studeras hur bränder och släckinsatser påverkar rasrisken så att inte t.ex. insatspersonal utsätts för onödiga risker. Ökad användning av biobränslen samt ökning av återvinning av avfall innebär förmodligen ökade transporter. Detta kan innebära ökade risker som bör studeras. Transporter av avfall och biobränslen kan i vissa fall även utgöra miljö- och hälsofara (t.ex. kemiska processer i samband med transporter på fartyg (se även delområdena om Detektion respektive Emissioner). Det kan t.ex. vara produktion av CO till mycket höga koncentrationer vilket kan innebära livs- fara. Dödsfall har inträffat i samband med att personer gått ner i utrymmen på fartyg där man transporterat biobränsle. Lukt kan också innebära ett stort problem. Vissa av dessa processer handlar inte om bränder, men är nära kopplade till de processer som även leder till självantändning i värsta fall. 9
Detektion Detektion i avfallslager och högar med biobränsle Erfarenheter har visat att bränder i avfallslager kan ha många olika orsaker: ej tillräckligt kompakterade lager, ofullständigt sorterade lager med katalytisk verkan av metaller som följd, oxidationsreaktioner, lokal självuppvärmning och förbränning (p.g.a. metan och andra kolväten i håligheter i avfallsstrukturen). Detta är viktig bakgrundskunskap (som studeras i annat delområde) för att förstå hur förstadier till bränder kan detekteras. Detta gäller också för lager av biobränslen. För att förebygga större bränder behöver lagrens egenskaper kontrolleras kontinuerligt utan att behöva göra fysiska ingrepp i lagren. Det innebär att någon form av Early Warning System kommer att utvecklas. De parametrar som är viktiga är temperatur, fuktighet, O 2, CH 4, CO, CO 2. Det finns ett antal tänkbara detektionsmetoder vilka ska testas inte minst för att studeras deras robusthet, d.v.s. hur de fungerar efter en viss tid eller efter hantering av det lagrade materialet. Detektion i silor Det finns idag metoder som används för detek- av termisk/kemisk aktivitet i silor. Det tion handlar främst om temperaturmätningar i materialet samt gasanalys i form av CO-mätning eller i vissa fall genom mer avancerade system, s.k. elektroniska näsor nära silotoppen. Inom ramen för detta underområde är det inte meningen att utveckla fler detektionsmetoder utan om att sammanställa praktisk erfarenhet från dessa detektionssystem. Hur robusta är de och hur analyseras mätningarna på bästa sätt? Vad är det för fellarmsfrekvens och uppstår det andra problem? Detta underområde är därför kopplat både till statistikområdet och till delomemissioner ge underlag som kan användas av rådet om riktlinjer. Naturligtvis kan analyser av olika detektortillverkare för att förfina sina utrustningar ytterligare. Hälsofarliga utrymmen Det har inträffat flera olyckor i samband med oxidation av biobränsle vid transporter på far- Det har t.ex. producerats CO och personer utan kännedom om detta har avlidit efter att ha tyg. gått in i lagringsutrymmet eller i vissa fall t.o.m. bara i angränsande utrymmen. Det är emel- lertid inte bara fartyg som kan vara av intresse, utan även andra typer av slutna utrymmen, t.ex. silor. Ökad användning av biobränslen, kan även ge motsvarande problem vid lagring för småskalig uppvärmning av bostäder. Målet är alltså att kartlägga problemet för att förstå hur olyckor kan förhindras. Emissioner och annan miljöpåverkan från bränder i lager Eftersom bränder i avfalls- eller biobränslelager kan bli både stora och långvariga utgör emis- i Sverige sionerna från dessa typer av bränder en stor andel av de totala utsläppen från bränder under ett år. För vissa ämnesgrupper kan dessa emissioner även utgöra en betydande andel av de totala utsläppen överhuvudtaget i Sverige. I och med att material och lagringssätt förändras finns det ett behov av att mäta emissionerna under olika förhållanden. Denna information är 10
viktig både för att kunna uppskatta de lokala emissionerna i samband med en viss brand och för att beräkna totala utsläpp från bränder. Emissionsmätningar i samband med brandförsök med biobränsle respektive avfall Lämpliga scenarier (typ av biobränsle, avfallsfraktion, lagringssätt, etc.) väljs ut som en del av arbetet. Brandförsök genomförs där avbrinningshastighet, brandeffekt och produktion av olika ämnen mäts. Mätningar och analyser kan sedan användas för att beräkna utbyten (hur mycket som produceras per av- brunnen massa) för dessa ämnen. Utbyten av detta slag kan utnyttjas för att bestämma emissioner från en viss typ av brand, som indata i spridningsberäkningar eller för sammanställningar av totala utsläpp i Sverige. Inom detta och/eller nästa underområde kommer utrustning för gasanalys att testas för att se- användas i storskaliga brandförsök. Ett problem med mätningar i samband med verkliga dan bränder är att det är svårt att uppskatta hur mycket som brinner. För att öka användbarheten i storskala av sådana utrustningar kommer en metod för att uppskatta avbrinningen att kontrolleras mot mätningar i mellanskala. Inom ramen för detta underområde sammanställs tillgängliga resultat från mätningar av emissioner från stora lager. Exempel på ämnesgrupper som kan bli aktuella att analysera är dioxiner, polycykliska aroma- kolväten (PAH) och polyklorerade bifenyler tiska (PCB). Släckvattens och skumvätskors effekt på miljön I samband med brandsläckning hamnar ofta många olika ämnen i släckvattnet. Analyser av släckvatten krävs både för att bedöma farligheten och för att bestämma hur vattnet ska tas om hand. I samband med försök i mellanskala kommer släckning med efterföljande analys av släckvattnet att genomföras. Brandsläckningsskum är ett i många situationer effektivt släckmedel, men kan påverka mil- 1) skumvätskans direkta påverkan på miljön, 2) skumvätskans påverkan på reningsan- jön: läggningar, 3) skumvätskans inverkan på vad som hamnar i det förorenade släckvattnet, samt 4) skumvätskans inverkan på spridning av ämnen och kemikalier i t.ex. mark. Liknande arbete har i en mycket begränsad omfattning gjorts tidigare och behöver därför uppdateras för aktuella förhållanden, både vad gäller skum och bränslen. Olika skum kan ha helt olika miljöegenskaper. Det är framför allt punkt 3) som kommer att vara aktuellt i detta område. Detta kommer att studeras i samband med brandförsök i mellanskala. Utveckling av databas för emissioner Emissioner är beroende av lagringstyp, ventilation, temperatur och andra yttre förhållanden. Resultat från de genomförda experimenten kommer att användas för att komplettera befintliga emissionsmodeller. I detta underområde sammanställs därför resultat från detta FoU-program och annan FoU i en databas. Emissioner både till luft och till vatten kommer att ingå. En viktig fråga att besvara i dessa sammanhang är: Hur förhåller sig effekter på miljön från brandgaserna till luft jämfört med emissionerna av släckvatten? 11
Brandrester och sanering I samband med genomförda brandförsök kommer brandrester att analyseras, detta för att bestämma hur brandrester och olika massor skall hanteras. Det är även intressant att studera emissioner under utgrävning av släckt lager. Sammanställning av totala emissioner Eftersom erfarenheten säger att bränder i avfallslager och andra större bränder kan innebära signifikanta emissioner kan det vara intressant att få en aktuell sammanställning. Utgående från statistiken i tidigare område, resultaten från försöken beskrivna ovan och litteraturdata kommer de totala emissionerna från bränder i avfalls- och biobränslelager under ett år att upp- skattas. Släckning Mycket av arbetet i de tidigare beskrivna delområdena går ut på att minimera risken för bränder. En av de vanligaste frågorna är emellertid hur man skall släcka en eventuell brand. Det finns ofta krav från omgivningen på att släckningen genomförs på ett sådant sätt att obehag i form av rök, lukt, emissioner av olika ämnen etc. minimeras. Samtidigt är räddningstjänstens resurser för dessa typer av mycket stora och ofta långvariga bränder mycket begränsade, både personellt och materielmässigt. För att få till en lyckad släckningsinsats är det viktigt att ha information om vad det är för slags brand som skall släckas och vilka förut- sättningarna är. Ökad kunskap behövs för val av lämplig taktik och släckmetod, lämpligt släckmedel samt behov av eventuell specialutrustning. Eftersom räddningstjänsten har sin speciella utrustning och erfarenhet och de drabbade företagen har annan utrustning och egen erfarenhet behövs förmodligen i de flesta fall ett samarbete mellan de båda aktörerna i utformningen av metoder för släckarbete. Släckning av lager av fasta material Programmet omfattar många olika bränslen och typer av lager. Det krävs därför kännedom om brandförloppets karaktär för att kunna utvärdera vilken taktik, utrustning och vilket släckmedel som är lämpligast i olika situationer. Huvudförsöksserien är tänkt att utföras i mellanskala, men vissa förförsök i småskala kommer också att inkluderas. Vissa försök kom- förmodligen att mer att kombineras med dem där analyser skall genomföras, men det kommer krävas fler försök, utöver dem för vilka analyser av släckvatten kan göras. Exempel på olika släckmetoder är vattenbegjutning, skumsläckning (olika typer av skum), täckning med jordmassor eller skum, inertering med gas, etc. Det finns olika aspekter på arbe- tet: släckning, begränsad risk för brandspridning, minskad rökutveckling, etc. Släckning av silobränder Här har det under de senaste åren genomförts en hel del forskning och resultaten har även med framgång praktiserats vid verkliga bränder. Erfarenheterna från dessa insatser samman- så att de kan inkluderas i arbetet med ställs riktlinjer. 12
Återanvändning av släckvatten Det finns i samband med större lager ofta olika typer av uppsamlingsbassänger eller liknande där släckvattnet hamnar. Återkommande frågor gäller huruvida det går att återanvända släck- vattnet eller inte. Blir det någon skumproduktion med ett skum av tillräcklig kvalitet? Blir vattnet alltmer förorenat? Vilken inverkan har det i så fall på arbetet och på utrustningen? För att utreda dessa frågor kommer speciella släckförsök att genomföras. Även här kan det bli akskalor. tuellt att genomföra försök i olika Arbetsmiljö vid släckning Att det är farligt att vistas i ett område med fullt utvecklad brand är självklart och inom rädd- ningstjänsten finns kunskap om vilka skydd som behövs och var och en är utrustad med personlig skyddsutrustning. Det finns emellertid situationer där kunskapen inte är lika fullständig, t.ex. djupbränder, långsamt utvecklande bränder, schaktning för att underlätta släckning, bortforsling av brandrester, kontroll och eftersläckning av brandhärd, etc. Här utnyttjas dess- och/eller extern personal som inte har samma kunskap och utom ofta anläggningspersonal tillgång till t.ex. andningsutrustning. Här behövs det bättre data och riktlinjer. Här kommer även annan utrustning, förberedelser, rutiner, träning mm att diskuteras. Planen är att genomföra fältmätningar i samband med försök i stor skala (se nedan). Modellering Ett huvudfokus i forskningsprogrammet ligger på ett flertal experimentella undersökningar. Anledningen till detta är att det saknas experimentella data vilket tillsammans med erfarenhe- ter är mycket viktig för förståelsen av processer, som grund för modellutveckling, validering av modeller, som indata till modeller och riskanalyser, etc. Modeller kan emellertid ha stor betydelse för problemförståelse och även ha en viktig pedagogisk funktion. Med väl validerade modeller finns möjlighet att studera inverkan av olika parametrar utan att behöva genomföra försök i alla lägen. Simuleringar kan också vara till stor nytta vi planering av försök, t.ex. placering av mätpunkter och förväntat tidsförlopp. Det är inte heller möjligt att alltid genomgöra experimentella försök, t.ex. i mycket stor skala. Modeller kan då användas för att extrapolera resultat, t.ex. i sam- band med rekommendationer eller tillståndsförfaranden. Arbetet med modellering inom detta delområde syftar till att utveckla modelleringsmetodik och ingenjörsmodeller inom området, men kan även inkludera simuleringar med mer avancerade datormodeller. Genomgående är att modelleringsarbetet kommer att vara nära kopplat till det experimentella arbetet för att på så sätt ge synergieffekter åt båda håll. Exakt vilken modellering som kommer att genomföras bestäms med hänsyn tagen till det experimentella arbetet. I de fall existerande modeller ut- mån att utnyttjas och vecklats inom något problemområde kommer dessa att i möjligaste eventuellt förfinas eller förenklas. Storskaliga brandförsök Inom detta delområde kommer några scenarier att väljas ut för att genomföra storskaliga försök. Det kan handla om lager av biobränsle och/eller avfall. Valet kommer att baseras dels på resultaten från mellanskaleförsöken, dels på möjligheten att genomföra försök i stor skala. Några exempel som har diskuterats och som skulle kunna bli aktuella är: hårdkompakterat lager och lager med balat avfall. För dessa storskaliga bränder är det intressant att studera an- 13
Kostnad/nytta och riskanalyser För att kunna använda olika experimentella resultat, resultat från modellering, etc. vid framtagning av olika riktlinjer och rekommendationer är det viktigt att koppla detta till samhällsnytta och effekter på olika samhällsfunktioner. Det är också viktigt att man ser kostanden och nyttan för de individuella företagen. Det gäller dels inverkan av och kostnader i samband med eventuella bränder och incidenter, dels effekter av och kostnader relaterade till föreslagna åtgärder. Inom detta underområde skall direkta och indirekta kostnader för olika åtgärder analy- tändning, brandförlopp, brandspridning, temperaturutveckling, emissioner, strålning samt släckning. Förmodligen kan dessa studeras i samma försöksserie, men släckningsförfarandet har ändå lyfts ut till ett eget underområde, dels för att visa att den kräver speciella förberedelser, dels för att det inte är säkert att det går att genomföra alla för emissionerna intressanta mätningar under släckfasen. Som ett komplement till de storskaliga försöken med analyser av brandförlopp, emissioner, släckmetoder, etc. kommer speciella övningar genomföras för samträning av brandförsvarets och anläggningarnas personal. Övningen och erhållna erfarenheter kommer att dokumenteras (video, mätdata, observationer, intervjuer, etc.) och analyseras så att rekommendationer och utbildningsmaterial kan tas fram. Arbetsmiljö och säkerheten på brandplatsen ska också stu- deras. En strategi kommer att läggas upp för hur bränder i lager ska bekämpas och organiseras samt hur lagren ska designas och byggas för minska risken för brand samt underlätta släckningsarbetet. Andra brandorsaker Vätskeformiga biobränslen Hanteringen av vätskor sker till största delen i slutna system och de stora volymerna lagras antingen i cisterner eller i bergrum medan gasformiga bränslen hanteras i helt slutna system. För brandfarliga varor, som är den övergripande benämningen, finns dessutom definierade riskparametrar såsom flampunkt, termisk tändpunkt, brännbarhetsområde, explosionsgrupp, etc. som gör att man kan kategorisera olika produkter ur risk- och hanteringssynpunkt. De nya risker som kan uppträda i och med introduktionen av vätskeformiga biobränslen är framförallt att dessa kan ha andra egenskaper jämfört med existerande bränslen. Ett exempel är att många av de nya bränslena, t.ex. etanol, är vattenblandbara (polära) vilket gör att man måste ha speciella, s.k. alkoholbeständiga skumsläckmedel och speciell påföringstaktik för att inte skummet skall brytas ner omedelbart av bränslet. Studier av släckmetoder för denna typ av bränslen har därför föreslagits ingå i programmet. Askor Förbränningsrester som askor och rökgasreningsprodukter uppkommer kontinuerligt vid förbränning av fasta bränslen. Vid lagring och hantering av förbränningsrester och askor har det i Sverige skett ett antal vätgasexplosioner. I samtliga fall gällde det askor från avfallsförbränning. Materiella förödelsen vid händelserna i Sverige var betydande, men tursamt nog blev det inga personskador. Metalliskt aluminium har identifierats som en förening som bidragit till de olyckor som inträffat. Rekommendationer för hur askor ska hanteras har tagits fram inom Värmeforks Askprogram. En uppföljning som omfattar mätningar på olika anläggningar för att bedöma riskerna för nya explosioner ska ge underlag för nya rekommendationer. Dessa skall sedan ingå i anläggningarnas normala säkerhetsprogram. 14
I samband med planeringsarbete, förebyggande åtgärder, tillståndsförfarande, etc. bör riskanalyser genomföras. Målet med detta underområde är att studera tillgängliga riskanalysmetoder för att dels föreslå lämplig metod, dels ange vilka indata som behövs för att kunna genomföra en tillförlitlig riskanalys. seras. Dessa skall ställas i relation till effekter (både direkta och indirekta) av eventuella brän- der. Målet blir också att öka de vetenskapliga och tekniskt/praktiska kunskaperna om säker, miljöriktig och ekonomisk lagring av bio- och avfallsbränslen så att brand inte uppstår, att eventuell brand kan släckas på ett enkelt och miljöriktigt sätt samt att övriga emissioner vid lagring bli låga. Rekommendationer och riktlinjer Detta kommer att vara ett mycket centralt delområde eftersom det är här som resultaten från de tidigare delområdena kommer att tolkas och sammanfattas på ett sådant sätt att det skall gå att arbeta in dem i olika riktlinjer och utbildningsmaterial. Detta kommer att vara till stor nytta för tillstånds- och beslutsprocessen och för att kunna genomföra relevanta riskanalyser. Målet med programmet är att utveckla riktlinjer som branschen, myndigheter, företag, försäkringsbolag och andra intressenter, står bakom. Representanter för dessa intressenter kommer även att involveras i arbetet för att täcka in en så stor del som möjligt av detta komplexa område. Huvudfrågan kommer naturligtvis att vara: Hur skall man lagra biobränsle respektive avfall effektivt men ändå säkert? Det finns ett stort behov av att ta fram riktlinjer för hur olika lager bör konstrueras för att bl.a. minimera sannolikheten för brand, minimera konsekvenserna vid en eventuell brand (kostnader, effekter på människor t.ex. närboende, risk för brandspridning, etc.) samt underlätta släckning. Därför kommer detta delområde att koppla ihop materialegenskaper, andra experimentella resultat (t.ex. släckning), modellering, kostnad/nytta-analyser, etc. Baserat på resultaten ska förslag tas fram på nya riktlinjer för hur säkerheten kring bränslelager skall utformas. Detta kan inkludera, hur träning av personal ska genomföras och utformas, vilken basutrustning för förhindrande av brand eller för att underlätta släckning som ska finnas på plats, hur släcknings- och övervakningsarbetet gemensamt ska skötas, informationsplaner och förberedelse av evakuering ska tas fram, kontrollsystem utformas, arbetsmiljöfrågor behandlas, etc. Rapportering, resultatspridning och utbildningsmaterial Resultatspridning och utbildning är en så viktig del av programarbetet att det ges ett eget delområde. Detta kommer att omfatta allt från statistik och erfarenheter från incidenter och brän- der till resultat från studier av emissioner och släckning. Resultaten kommer att publiceras i olika rapporter, artiklar och andra typer av publikationer. Detta är viktigt för att dokumentera allt det genomförda arbetet och för att göra det möjligt för andra att dels kunna få en detaljerad beskrivning av arbetet, dels kunna genomföra fortsatt forskning utgående från resultaten. För att på ett bra sätt kunna sprida resultaten och få en effektiv implementering av dem krävs det något utöver den skriftliga rapporteringen. För detta arbete är seminarieformen mycket lämplig. Det planeras därför att hållas ett antal seminarier för olika intressegrupper. Samtidigt är det viktigt att även hålla gemensamma seminarier där representanter från flera olika grupper möts och får möjlighet att diskutera problem och lösning. Problemet är komplext och berör många olika grupper (tillverkare, transportörer, insamlingsorganisationer, bearbetningsföretag, värmeverk, avfallsbolag, landsting, miljö & hälsa, räddningstjänst, försäkringsbolag, 15
etc.) och det krävs ett gemensamt engagemang för att kunna finna lösningar som innebär både effektiv och säker lagring. Som ett led i spridningen av resultaten från programmet och som en naturlig följd av arbetet med rekommendationer och riktlinjer skall det tas fram ett mer praktiskt utbildningsprogram, riktat mot avfallsbolagen, värmeverk, kommunala räddningstjänster m.fl. I utbildningsprogrammet ingår även framtagande av videofilm, kursmaterial, förslag på småskaligt övningsmoment samt eventuellt specialutrustning för släckinsats. Det kan även bli aktuellt med att samla de olika beskrivna delarna i en handbok för brandsä- lagring av biobränsle och ker avfall. Organisation och tidsplan Programmet föreslås löpa under fyra år, 2010-2014. I programmet ingår flera olika branscher (energi & försäkring, myndigheter samt skogs-, process- och tillverkningsindustri). En styrgrupp kommer att sättas samman med representanter för finansiärer, myndigheter och experter med anknytning till någon eller några av dessa bran- scher. Sammansättningen av olika projektgrupper inom programmet kommer att fastställas i samråd med styrgruppen. Planerad budget för programmet beräknas uppgå till ca 40 miljoner kr, d.v.s. ca 10 miljoner kr/år. Information Till grund för utvecklingen av detta forskningsprogram ligger en förstudie finansierad av Brandforsk. På sidan www.varmeforsk.se/forskningsprogram/brandsaker-lagring finns rapporten från förstudien tillsammans med denna inbjudan till forskningsprogrammet. Där kommer fortlöpande information att publiceras i takt med att den finns tillgänglig. Ytterligare information kan fås från: Per-Erik Johansson Birgitta Strömberg 08-588 475 16 08-677 27 71 pererik.johansson@svbf.se birgitta.stromberg@varmeforsk.se Läs mer om programmet på: www.varmeforsk.se/forskningsprogram/brandsaker-lagring 16