Effecten duurzame energiebronnen op omgevingsveiligheid

biogasinstallatie

De energietransitie kan positieve en negatieve effecten hebben op de omgevingsveiligheid. Externe veiligheidsrisico’s zullen verminderen door de uitfasering van het transport en gebruik van fossiele brandstoffen zoals aardgas en LPG[1].  Nieuwe omgevingsveiligheidsrisico’s komen door gebruik van energiedragers als  waterstof en grootschalige batterijen. In de overgangsperiode kunnen ook transitiebrandstoffen zoals LNG gebruikt worden. Deze nieuwe omgevingsveiligheidsrisico’s zijn gedeeltelijk bekend. Maar er zijn ook nog witte vlekken die ingevuld moeten worden met nader onderzoek. In dit artikel beschrijven we de mogelijke risico’s van een aantal van deze nieuwe energiebronnen.

Geothermie

Bij geothermie wordt aardwarmte gewonnen door putten te boren met een diepte van enkele kilometers. Het boren van deze putten duurt een paar weken tot maanden. Bij het boren kan een pocket met aardgas aangeboord worden, waardoor risico’s voor de omgeving ontstaan (een fakkel ten gevolge van een blow-out). Deze risicovolle fase duurt dagen tot weken. Bij het boren naar geothermie gelden dezelfde voorzorgsmaatregelen als bij boren naar aardgas. Weliswaar is de kans kleiner dat aardgas wordt aangeboord, het is immers niet de intentie van de operatie, maar de effecten zijn hetzelfde. De bestaande rekenmethode voor mijnbouw is niet geschikt voor deze boringen vanwege de specifieke risico’s van de booractiviteiten. Ook zijn boringen eenmalige activiteiten waarvoor het afwegingskader van Bevi, namelijk een risico in een jaar, minder geschikt is.

Biovergisting en biogas

Bij vergisting van organisch materiaal zoals mest, komt een gasmengsel vrij dat vooral bestaat uit  methaan, koolstofdioxide en waterstofsulfide. Naast vergisting komt ook vergassing, pyrolyse en verbranding voor. Na verdere bewerking kan het biogas gebruikt worden voor het opwekken van elektriciteit, getransporteerd worden in leidingen, geleverd worden aan het gasnet en/of omgezet worden naar LNG. In het verleden heeft het RIVM de risico’s in kaart gebracht[2]. Met de huidige ontwikkelingen is een nieuwe inventarisatie van de effecten en risico’s van installaties voor de grootschalige productie van biogas door vergisting en synthesegas door vergassing zinvol.

Waterstof

Waterstof kan gebruikt worden om duurzame energie, zoals windenergie en zonne-energie, op te slaan en te transporteren. Ook is waterstof een brandstof voor voertuigen. Waterstof kent een aantal bijzondere eigenschappen die van invloed zijn op de omgevingsveiligheid. Dit zijn de lage temperatuur (-253 oC) of hoge druk (200 – 1000 bar), de lage ontstekingsenergie en de grote ontvlambaarheidsrange. Daardoor is de kans op ontsteking hoger.Verschillende initiatieven voor toepassing van waterstof zijn relevant voor omgevingsveiligheid.  

  • Het  transport van waterstof en waterstof/aardgasmengsels in bestaande (aardgas) en nieuw aan te leggen buisleidingen.
  • Het gebruik van waterstof als motorbrandstof en de bijbehorende infrastructuur (tankstations, aanvoer/productie van waterstof);
  • De opslag van waterstof bij flowbatterijen
  • De lokale productie en opslag van waterstof (overtollige elektriciteit).

Nu het transport van waterstof naar verwachting sterk toeneemt, focust het RIVM zich op de risico’s hiervan, zowel in buisleidingen als over spoor, weg en water. Het RIVM start dit jaar een onderzoek hoe de risico’s en effecten van waterstof het beste gemodelleerd kunnen worden voor het Basisnet.

Verbindingen van waterstof

Ook verbindingen van waterstof kunnen gebruikt worden om duurzame energie, zoals windenergie en zonne-energie, op te slaan en te transporteren. Voorbeelden hiervan zijn ammoniak, mierenzuur en methylcyclohexaan. De risico’s van deze stoffen zijn goed bekend en de gevolgen voor omgevingsveiligheid kunnen goed in kaart worden gebracht.

LNG

Vloeibaar aardgas, met name gebruikt als motorbrandstof, wordt gezien als een transitiebrandstof. Het heeft in potentie een lagere broeikasgasuitstoot dan andere fossiele brandstoffen zoals diesel. Een deel van de onderzoeksvragen die betrekking hebben op het transport en toepassing van cryogeen waterstof is ook van belang voor LNG. Het RIVM start dit jaar een onderzoek hoe de risico’s en effecten van LNG het beste gemodelleerd kunnen worden voor het Basisnet.

Buurtbatterijen

Energie kan worden opgeslagen in lithium-ion batterijen en accu’s. PGS-37 is in ontwikkeling voor de bedrijfsmatige opslag van lithium-ion batterijen en accu’s en voor Energie Opslag Systemen (EOS) waarin grote hoeveelheden energie worden opgeslagen (‘buurtbatterijen’). Ook is een circulaire in ontwikkeling. Buurtbatterijen en de opslag van accu’s geven risico op brand, waarbij giftige producten, zoals waterstoffluoride, in de omgeving vrijkomen.  De opslag van meer dan tien ton lithium-ion batterijen valt meestal onder het Bevi, maar er ontbreekt momenteel nog een rekenmethode om de effecten en risico’s in kaart te brengen.

Kooldioxide

Naast duurzame energiebronnen, kan ook het afvangen en ondergronds opslaan van kooldioxide (Carbon Capture and Storage, afgekort CCS)  mogelijk het gehalte aan broeikasgassen in de atmosfeer beperken.  In de haven van Rotterdam loopt momenteel het initiatief PORTHOS, om kooldioxide op te slaan in lege gasvelden onder de Noordzee. Afgevangen kooldioxide kan op termijn ook als grondstof ingezet worden (Carbon Capture and Utilization, afgekort CCU). In 2020 wordt in opdracht van het ministerie van EZK onderzoek uitgevoerd naar de modellering van het transport van kooldioxide in buisleidingen. Het RIVM vertaalt de resultaten daarna naar een aanpassing van de rekenmethoden.

Multi-fuel tankstations

Bij een tankstation kunnen verschillende brandstoffen getankt worden, zoals waterstof, gecomprimeerd aardgas (CNG), vloeibaar aardgas (LNG), LPG, benzine, diesel en elektriciteit. De combinatie van verschillende brandstoffen op één locatie leidt tot aandachtspunten met betrekking tot interne en externe veiligheid. Het ministerie van IenW heeft het RIVM en IFV gevraagd de onderzoeksvragen in 2020 op te pakken. In 2021 komt er naar verwachting een PGS voor multi-fuel tankstations.

Windturbines

Over de risico’s van windturbines staat in dit magazine een afzonderlijke bijdrage.  

[1] Zie RIVM rapport 2019-0076

[2] Zie RIVM rapport 620201001/2010