Status van de kaart: actueel
Laatste update: juni 2023
Algemene beschrijving
Waterstof wordt als een van de belangrijkste energiedragers gezien binnen de energietransitie. Waterstof is onder normale omgevingscondities een gas. Om efficiënt te kunnen worden opgeslagen of te kunnen worden vervoerd, kan waterstof onder hoge druk worden samengeperst (CGH2) of tot een vloeistof worden afgekoeld (LH2). Dit scenario heeft betrekking op LH2.
Het kookpunt van LH2 is -253 °C en de tanks waarin het wordt opgeslagen zijn goed geïsoleerd om opwarming, en daarmee drukopbouw, te minimaliseren. Niettemin zal altijd enige warmtetoevoer vanuit de omgeving plaatsvinden, waardoor de druk in de opslagtank oploopt. LH2-tanks zijn dan ook uitgevoerd als druktanks.
Bij dit scenario is uitgegaan van een verticale opslagtank van circa 10 m hoog met een inhoud van 69 m³ en een werkdruk van 4 bar. Dit volume komt overeen met ongeveer 4600 kg LH2 van -253 °C. Hierbij wordt de limiet waarbij sprake is van een lage-drempel-BRZO-inrichting (5000 kg) niet overschreden (zie ook: Besluit risico’s zware ongevallen).
Kans van optreden
Mogelijke incidenten
De incidenten die zich naar verwachting kunnen voordoen, worden gerepresenteerd door de 3 types weergegeven in Figuur 2.1 (zie ook: Handleiding Risicoberekeningen Bevi v4.3 en Memo Risico- en effectafstanden waterstoftankstations revisie 1).
- Instantaan en volledig falen van een tank waardoor de gehele inhoud in één keer vrijkomt.
- Ontstaan van een gat van zodanige grootte in de tank dat de inhoud in 10 minuten vrijkomt.
- Afbreken van een aansluiting met uitstroming uit het ontstane gat. Als gatgrootte wordt 10 mm gehanteerd, gebaseerd op de aansluitdiameter van vrachtauto’s, waarmee (over land) veelal de bevoorrading zal plaatsvinden (zie ook: Vaste afstanden plaatsgebonden risico PR 10-6 waterstoftankstations].
Bij scenario 1 zal een groot deel van het vrijgekomen waterstof ‘flashen’ (instantaan verdampen) en zal een deel een (kokende) plas op de grond vormen. Het deel dat geen plas vormt, zal bij directe ontsteking een vuurbal veroorzaken; ook kan een (brandbare) gaswolk worden gevormd. Bij een (vertraagde) ontsteking van deze gaswolk zal dan een wolkbrand, of mogelijk een explosie optreden. Bij een explosie treedt een plotselinge drukverhoging op die schade kan veroorzaken. Dit zal het geval zijn indien de gaswolk in meerdere of mindere mate is opgesloten, bijvoorbeeld onder een afdak. Mocht de gaswolk zich vrij in de omgeving kunnen verspreiden, dan wordt uitgegaan van een wolkbrand, met geen of nauwelijks drukopbouw. Alleen binnen de wolk zal schade ontstaan of kunnen personen gewond raken. Bij ontsteking van de plas zal een plasbrand ontstaan. Indien de plas niet ontsteekt, zal de verdampende vloeistof een (brandbare) gaswolk vormen, met de gevolgen als hierboven beschreven (wolkbrand of explosie).
Bij scenario’s 2 en 3 is ervan uitgegaan dat het gat onderin de tank ontstaat. Bij deze incidenten zal de inhoud als (zeer koude) vloeistof uitstromen. Berekeningen (met EFFCTS versie 12.1) tonen aan dat alle vrij komende waterstof zal verdampen (flashen) alvorens het een plas kan vormen. Door de druk in de tank zal de vrijkomende waterstof met kracht naar buiten worden gedrukt en bij (directe) ontsteking een fakkel vormen. Als de waterstof niet direct wordt ontstoken, zal een gaswolk ontstaan, met de gevolgen zoals eerder beschreven.
Effecten
Waarschijnlijkheden en effecten
In Figuur 2.1 zijn de gebeurtenissenbomen weergegeven van de drie bovengenoemde incidenten. De mogelijke effecten en de reikwijdte ervan zijn weergegeven in Tabel 2.1.
Hieruit blijkt dat een fakkel de grootste kans heeft om op te treden: 9,45 x 10-6 /jr. Uit effect-berekeningen blijkt dat de fakkel uit het ’10-minuten’-scenario de grootste (letale) effectafstand heeft: 105 m voor het 35 kW/m² stralingsniveau. Daarom zullen de effecten voor deze fakkel nader worden uitgewerkt. Hierbij moet wel opgemerkt worden dat schade als gevolg van een fakkel alleen zal optreden in de richting waarin de fakkel wijst.
Een explosie zal in alle richtingen schade veroorzaken, waardoor de gevolgen hiervan ernstiger zouden kunnen zijn. Tot op 750 m kan dubbel glas breken, indien een explosieve gaswolk ontstaat in een (deels) omsloten ruimte.
Ten aanzien van de BLEVE het volgende: volgens RIVM 2016 – Risico- en effectafstanden waterstoftankstations (pag. 14/27) zal instantaan falen van een LH2-tank naar verwachting geen overdruk veroorzaken. De condities waaronder een explosieve verdamping (en dus overdruk) optreedt, zijn echter niet duidelijk (zie ook: AC van den Berg, 2008). Experimentele gegevens over BLEVE’s met LH2 zijn zeer schaars schaars (zie ook: Kees van Wingerden et al. , 2022), maar mocht een explosieve verdamping plaatsvinden, dan kunnen de overdrukken (op basis van EFFECTS-berekeningen) zelfs iets groter zijn dan de overdrukken van een BLEVE van (eenzelfde massa) LPG.
Tabel 2.1 Effectafstanden van de verschillende mogelijke effecten
| Effect | Frequentie (1/jr) | Relevante parameter | Afstand (m) |
|---|---|---|---|
| BLEVE | 4.50E-07 | 35 kW/m2 stralingsniveau | 32 |
| 300 mbar overdruk* | 9 | ||
| Ruitbreuk (dubbel glas)* | 105 | ||
| Plasbrand | 5.00E-07 | 35 kW/m2 stralingsniveau | 36 |
| Fakkel | 9.45E-06 | 35 kW/m2 stralingsniveau | 105 |
| Ruitbreuk (dubbel glas) | 122 | ||
| Gaswolk explosie** | 4.40E-07 | 300 mbar overdruk | 85 |
| Ruitbreuk (dubbel glas) | 750 | ||
| Wolkbrand | 6.60E-07 | explosiegrens (LEL) | 54 |
** Detonatie van 1/8e van de massa in de explosieve wolk.
Effectsfile
Download hier de effectsfile
Een “Free viewing demo” waarmee deze file kan worden ingezien is te downloaden via https://www.gexcon.com/software/effects/. Met deze gratis demo is de berekening in effects met bijbehorende grafieken in te zien en beter af te lezen. Wilt u zelf gaan rekenen met de parameters uit de berekening met effects dan heeft u een licentie en aanvullende software van Gexcon nodig.
Effectberekeningen fakkel
De gegevens die zijn gebruikt bij de effectberekeningen voor de fakkel zijn weergegeven in Tabel 3.1. Bij een werkdruk van 4 bar bedraagt de temperatuur in de tank -247 °C. Doordat het LH2 onder deze omstandigheden sterk uitzet als gevolg van temperatuurverhoging, bevat de tank dan maximaal 4300 kg LH2. Bij een gatgrootte (uitstroomdiameter) van 49 mm zal de tank na zo’n 10 minuten leeg zijn.
Tabel 3.1 Invoergegevens voor effectberekeningen
| Parameter | Waarde |
|---|---|
| LH2 in tank | 69 m³ (= 4300 kg bij -247 °C en 4 bar) |
| Hoogte tank | 10 m |
| Doorsnede tank | 2,96 m |
| Wijze van plaatsing | Verticale cilinder |
| Doorsnede lek | 49 mm |
| Uitstroming | Horizontaal, uit onderkant tank op 1 m hoogte |
| Druk | 4 bar |
| Temperatuur bij uitstroomdruk | -247 °C |
| Omgevingstemperatuur | 9 °C |
| Type omgeving | Industriegebied |
| Weerklasse | D5 |
In Tabel 3.2 zijn enkele resultaten van de berekeningen weergegeven. De waardes gelden op t=0, dat wil zeggen op het moment dat het incident optreedt. Gedurende de uitstroming van de vloeibare waterstof zal de fakkellengte relatief langzaam afnemen. Na 90 % uitstroming bedraagt de fakkellengte nog 77 m.
Tabel 3.2 Enkele resultaten van effectberekeningen
| Parameter | Waarde |
|---|---|
| Uitstromingsduur vloeistof | 10 minuten |
| Offset fakkel | 1,4 m |
| Lengte fakkel | 92 m |
| Afstand bron – eind fakkel | 93 m |
| Afstand tot 4 kW/m2 | 137 m |
| Afstand tot 10 kW/m2 | 120 m |
| Afstand tot 35 kW/m2 | 105 m |
In Figuur 3.1 t/m Figuur 3.3 zijn enkele resultaten visueel weergegeven. Deze resultaten zijn gebruikt om de schade en slachtoffers te berekenen zoals weergegeven in Tabel 3.3 en Tabel 3.4.
Figuur 3.1 Hittestraling versus afstand op 1,5 m hoogte
Tabel 3.3 Slachtoffers buiten in verschillende deelgebieden
| Gebied | Effectafstand (meter) | Hittestraling (kW/m2) | % Slachtoffers buiten | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (0% bescherming) | zomerkleding (40% bescherming) | winterkleding (85% bescherming) | ||||||||||||
| † | T1 | T2 | T3 | † | T1 | T2 | T3 | † | T1 | T2 | T3 | |||
| 1e ring | <= 104 | ≥ 39 | 100 | 0 | 0 | 0 | 100 | 0 | 0 | 0 | 96 | 4 | 0 | 0 |
| Grens 1e ring: 99% letaal | 104 | 39 | 99 | 1 | 0 | 0 | 100 | 0 | 0 | 0 | 15 | 84 | 1 | 0 |
| 2e ring | 104 tot 120 | 39 tot 10 | 44 | 12 | 0 | 43 | 28 | 28 | 0 | 43 | 7 | 38 | 12 | 43 |
| Grens 2e ring: 1% letaal | 120 | 10 | 1 | 1 | 0 | 89 | 1 | 2 | 0 | 89 | 0 | 1 | 1 | 89 |
| 3e ring | 120 tot 136 | 10 tot 4 | 0 | 0 | 0 | 32 | 0 | 0 | 0 | 32 | 0 | 0 | 0 | 32 |
| Grens 3e ring: 1% 1e grd brw | 136 | 4 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Tabel 3.4 Slachtoffers binnen en schade in verschillende deelgebieden
| Gebied | Effectafstand (meter) | Hittestraling (kW/m2) | Schade aan objecten | % Slachtoffers binnen | |||
| (0% bescherming) | |||||||
| † | 2e | 1e | |||||
| 1e ring | <= 104 | ≥ 39 | Alle brandbare materialen gaan branden. | Onherstelbare schade | 34 | 11 | 11 |
| Grens 1e ring: 99% letaal | 104 | 39 | 11 | 2 | 45 | ||
| 2e ring | 104 tot 120 | 39 tot 10 | Brandhaarden, vervorming van hout en kunststof. Dubbel glas breekt tot 160 meter. | Gemiddelde schade | 4 | 1 | 14 |
| Grens 2e ring: 1% letaal | 120 | 10 | 0 | 0 | 0 | ||
| 3e ring | 120 tot 136 | 10 tot 4 | Geen branden, afbladderen van verf en ernstige verkleuringen. Breuk enkel glas tot 166 meter. | Lichte schade | 0 | 0 | 0 |
| Grens 3e ring: 1% 1e grd brw | 136 | 4 | 0 | 0 | 0 | ||
De richting van de fakkel zal bepalend zijn voor het gebied waar de gevolgen merkbaar zijn. Tot op ruim 100 m zal eenieder overlijden en zal brand ontstaan. Tot op circa 140 m kunnen personen nog brandwonden oplopen. Glas kan breken tot op ruim 160 m. Brandende gebouwen of brandhaarden kunnen tot escalatie leiden. Het verlaten van of evacueren uit beschadigde en/of brandende gebouwen is dan ook noodzakelijk.
Bedenk dat de fakkellengte en brandduur in belangrijke mate worden bepaald door de uitstroomdiameter. Het scenario waarbij een aansluiting afbreekt, is het meest waarschijnlijk (frequentie = 9 x 10-6/jr). In onderstaande tabel is weergegeven wat de effecten zijn bij het afbreken van een 10-mm-aansluiting en het afbreken van een ook veel voorkomende aansluiting van 1 inch (inwendige diameter 22 mm). De effectafstanden zullen gedurende de uitstroomtijd slechts weinig afnemen, zoals ook blijkt uit de tabel.
Tabel 3.5 Effect bij uitstroming uit 10 mm en 22 mm opening
| Parameter | 10 mm gat | 22 mm gat |
|---|---|---|
| Uitstromingsduur vloeistof | 5,5 uur | 65 min |
| Offset fakkel | 0,4 m | 0,7 m |
| Lengte fakkel | 24 m | 47 m |
| Afstand bron – eind fakkel / na 90% uitstroming | 24 m / 21 m | 48 m / 40 m |
| Afstand tot 4 kW/m² | 36 m | 70 m |
| Afstand tot 10 kW/m² | 32 m | 61 m |
| Afstand tot 35 kW/m² | 28 m | 54 m |
| Grens 1e ring (99% letaal) | 30 m | 53 m |
| Grens 2e ring (1% letaal) | 35 m | 61 m |
| Grens 3e ring (1% 1e gr. brandwonden) | 40 m | 70 m |
Zelfredzaamheid en handelingsperspectief
Mogelijk handelingsperspectief
Afhankelijk van de situatie en de inrichting van de omgeving kan het handelingsperspectief verschillen. Snel reageren is bevorderlijk.
- Voor personen buiten is het handelingsperspectief vluchten (uit het zicht van de brand, onder dekking van objecten zoals muren).
- Als er schuilmogelijkheden zijn, is voor personen buiten dekking zoeken of een schuilplaats binnen gaan een goed handelingsperspectief.
- Voor personen binnen is het handelingsperspectief binnen blijven en schuilen (sluiten van binnendeuren vertraagt de uitbreiding van een eventuele brand).
- Als secundaire branden optreden, is het handelingsperspectief vluchten aan de schaduwzijde van het gebouw ten opzichte van de brand (extra beschermende kleding beperkt de blootstelling).
Randvoorwaarden
De volgende aspecten zijn medebepalend voor de mogelijkheden op het gebied van zelfredzaamheid. Deze zijn locatie-afhankelijk en staan in relatie tot elkaar.
Het verloop van het ongevalscenario
- De snelheid waarmee het scenario fakkelbrand zich voltrekt, is afhankelijk van het ontstekingsmoment. Na ontsteking zijn direct de effecten merkbaar.
- Brandende gebouwen of brandhaarden kunnen tot escalatie leiden. Het verlaten van of evacueren uit beschadigde en/of brandende gebouwen is dan ook noodzakelijk.
Herkenbaarheid van het scenario
Een fakkelbrand is door zijn hitte direct waarneembaar voor de aanwezigen. Zolang de waterstof niet ontstoken is, is mogelijk niet meteen de dreiging van het scenario duidelijk, hoewel het ontsnappende gas waarschijnlijk wel hoorbaar zal zijn.
Mate van bewustzijn van de gevaren
- Weten dat er een ongeval dreigt met een LH2-tank.
- Weten wat de gevaren zijn van LH2.
- Weten wat je moet doen in geval van een (dreigende) fakkelbrand.
Gesteldheid van personen
- Fysieke gesteldheid.
- Geestelijke gesteldheid.
Aanwezige voorzieningen
- Mogelijkheden om van de bron af te vluchten.
- Mogelijkheden om te schuilen.
Optreden multidisciplinaire hulpverlening
Brandweerzorg
De duur van de fakkelbrand is afhankelijk van de grootte van de uitstroomopening. Bij grote uitstroomopeningen is de fakkel mogelijk al uitgedoofd op het moment dat de hulpverlening arriveert. Door de grote fakkellengte is de kans op secundaire branden dan wel het grootst. Hulpverleners zullen zich dan ook concentreren op blussen van deze secundaire branden, alsmede op het evacueren en redden van slachtoffers. Een fakkelbrand ten gevolge van het afbreken van een leiding is van relatief lange duur (een of meerder uren) en gedurende deze tijd zal de fakkellengte weinig afnemen. Als de hulpverlening ter plaatse komt, is het van belang om, in aanvulling op bovenstaande activiteiten, uitbreiding van de brand te voorkomen, bijvoorbeeld door koelen of afschermen van aangestraalde oppervlakken. De brandweer start de processen:
Bron- en emissiebestrijding
- Bepalen van het bron- en effectgebied
- Controleren van de fakkel
- Voorkomen van uitbreiding en beperken van effecten door middel koelen of afschermen van de omgeving
- Stabiliseren van het incident en ontstane bran-den in de omgeving blussen
- Waarschuwen van de bevolking.
Redding
- Redden en verlenen van eerste hulp aan slachtoffers (zie slachtoffers).
Relevante aspecten
- Passende (grootschalige) slagkracht (zie materieel en mankracht)
- Opkomsttijd van de brandweer (zie opkomsttijd)
- Effectieve bluswatervoorziening (zie bluswater)
- Beschikbaarheid van een alarmeringssysteem om aanwezigen in het effectgebied te waarschuwen.
- Toegankelijkheid van het gebied. Tweezijdig toegankelijk, vluchtroute scheiden van route voor hulpdiensten, vluchtroute van de risicobron af (zie ook: Handreiking Bluswatervoorziening en bereikbaarheid 2019 hoofdstuk 4).
Opkomsttijd
Met de volgende opkomsttijden moet rekening worden gehouden:
30 minuten:
- Norm opkomsttijd eerste peloton (zie ook: Doorontwikkeling Grootschalig Brandweer Optreden).
- De start van de hulpverlening van 1-4 tankautospuiten wordt vastgesteld via het dekkingsplan.
45 minuten:
- Norm beschikbaarheid aanvullend tweede peloton met een richttijd van 8 uur inzettijd.
60 minuten:
- Norm beschikbaarheid derde/vierde peloton met een richttijd van 8 uur inzettijd.
- Norm inzettijd aanvullende grootschalige watervoorziening.
- Norm inzettijd Specialistische Redding & Technische hulpverlening.
Materieel en mankracht
- De benodigde slagkracht is afhankelijk van de omgeving, de omvang van het incident, het aantal slachtoffers en de aard en het type van de verwondingen. Een fakkel heeft een zeer gericht effectgebied. Dit beperkt het gedeelte van de (directe) omgeving dat hierdoor wordt beïnvloed (slachtoffers, secundaire branden). De inzet (inclusief de bluswatervoorziening) zal dan ook hierdoor worden bepaald.
- Houd rekening met de inzet van een peloton (4 tankautospuiten) voor verlening van eerste hulp en transport van slachtoffers naar het gewondennest.
- Brandbestrijdingspeloton: opheffen van enkelvoudige beknelling in maximaal 4 personenwagens.
- Peloton Redding & Technische Hulpverlening: redden en bevrijden van maximaal 4 complexe beknellingen per uur.
Bluswater
- Bepaal hoeveel bluswater nodig is bij het scenario (op basis van de repressieve aanpak).
- Stel vast hoeveel bluswater aanwezig is.
- Bepaal of aanvullende bluswatervoorzieningen voorhanden moeten zijn.
- In het algemeen is in een woonwijk niet meer dan 15 m³/uur aan bluswater aanwezig. Bij secundaire branden is dit mogelijk niet voldoende (zie ook: Handreiking Bluswatervoorziening en bereikbaarheid 2019).
Indicatie bepaling capaciteit slachtoffers
- In de hectische fase komt via burgerhulp de redding op gang van lichtgewonden en niet beknelde personen (zie ook: Doorontwikkeling Grootschalig Brandweer Optreden).
- Noodzakelijke opschaling/bijstand wordt bepaald op basis van een inschatting van het aantal slachtoffers. Een indicatiebepaling van het aantal personen op een specifieke locatie is mogelijk via het invoeren van de effectafstanden in Bag populatieservice.
Geneeskundige zorg
De geneeskundige zorgverlening start de processen:
Spoedeisende medische hulpverlening
- Triage (zie ook: Triagering via Slabwraps)
- Inrichten van een gewondennest en behandelen van slachtoffers
- Vervoeren / verwijzen naar ziekenhuizen
Publieke gezondheidszorg
- De beoordeling van en maatregelen tegen schadelijke invloeden op de gezondheid via (drink)water (gebiedsafhankelijk).
- Onderzoek individueel
Psychosociale hulpverlening
- Signaleren getroffenen
- Verwijzen getroffenen
Relevante aspecten
- Operationele voorbereiding op het vervoer en behandelen van slachtoffers met ernstige brandwonden.
- Mogelijkheid om te kunnen keren en vertrekken voor ambulances op de locatie.
- Veilige werklocatie voor de GHOR.
- Aantal slachtoffers, type slachtoffers en type letsel. Deze zijn locatie-afhankelijk en staan in relatie tot elkaar.
- In geval van brand is operationele voorbereiding op het behandelen van kinderen met ernstige brandwonden mogelijk een aandachtspunt. Dit is locatiespecifiek en vereist een aangepast gewondenspreidingsplan
- Indien het effectgebied kwetsbare bestemmingen omvat (bijvoorbeeld een zorginstelling) is hulp aan verminderd zelfredzame personen een aandachtspunt.
- Vaak is nazorg voor psychotrauma (maanden tot jaren) te verwachten
Aantal slachtoffers
Het alarmeringsproces start met (een) (112-)melding(en) bij de meldkamer. De meldkamer-centralist krijgt een melding van een (grootschalig) incident. Op basis van de melding(en) vormt de meldkamer een beeld en maakt een inschatting van het aantal slachtoffers. Op basis daarvan wordt een codering afgegeven. Aan elke codering is een standaard inzet gekoppeld (zie ook: GGB-leidraad).
Type letsel en slachtoffers
De volgende factoren verdienen aandacht:
- Door warmtestraling ontstaan uitwendige brandwonden. Bij inademing van hete gassen ontstaat inhalatietrauma.
- Stabilisatie van brandwondenslachtoffers is mogelijk in elk level-1-ziekenhuis. Specialistische behandeling van brandwonden is mogelijk in Beverwijk, Rotterdam en Groningen.
- Extra aandacht bij de operationele voorbereiding is noodzakelijk bij een verhoogde kans op slachtoffers uit de groep ouderen en kinderen.
Optreden politie
De politie start haar reguliere taken:
Afzetten en afschermen
- Afzetten effectgebied
- Creëren van een veilige werkomgeving voor hulpdiensten
- Ontruimen van het effectgebied of aanwezige personen in het effectgebied laten schuilen
Mobiliteit
- Indien nodig begeleidend transport verzorgen voor overige hulpverleners als de verkeerssituatie daarom vraagt
- Opstellen mobiliteitsplan
- Indien mogelijk informeren van bewoners en/of andere aanwezigen in het gebied
Indien relevant:
- Handhaven openbare orde
- Strafrechtelijke handhaving
Relevante aspecten
- De politie heeft geen beschermende kleding of ademlucht en kan daarom niet opereren in blootgesteld gebied.
- Operationele voorbereiding op het afzetten van een groot effectgebied.
- Voldoende mensen en middelen om het effectgebied te kunnen evacueren en af te kunnen zetten.
Optreden gemeente (hulpverlening)
De gemeente start haar reguliere taken:
Mogelijke taken
- Opvang en verzorging van personen uit het effectgebied
- Voorlichting / communicatie over het ongeval
- Registreren van slachtoffers
Randvoorwaarden
- Operationele voorbereiding op het opvangen en verzorgen van personen uit het effectgebied.
- Voldoende locaties en personeel voor de opvang en verzorging van personen uit het gebied.
- Operationeel voorlichtings- en communicatieplan.
Maatregelen
Kansbeperkend
- Wegnemen van de risicobron
- Aanrijbeveiliging tank
- Plaatsing tanks buiten ‘botsingszone’.
Effect- en gevolgbeperkend
- Begrenzen van de inhoud
Randvoorwaarden hulpverlening
- Middelen om de hulpdiensten snel te kunnen alarmeren
- Bereikbaarheid via twee verschillende routes
- Openbare bluswatervoorzieningen primair en secundair
- Dekkend systeem om aanwezigen in het effectgebied te waarschuwen