I Norge bygger vi mange tunneler og i forbindelse med pilotprosjektene med utslippsfrie anleggsplasser har det vært knyttet spørsmål til bruk av batterielektriske maskiner ved tunnelbygging og mulig brannfare.

– Til nå har vi manglet en samlet oversikt over risikoen ved bruk av batterielektriske maskiner i tunnel. For å komme til bunns i problemstillingen har vi fått gjennomført to grundige risikovurderinger av eksperter innen fagfeltet brannrisiko ved bruk av batterielektrisk utstyr i tunnel, forteller Utbyggingsdirektør Kjell Inge Davik.

Kjell Inge Davik. Foto: Øyvind Ellingsen/Statens vegvesen

Rapportene konkluderer med at bruk av batterielektriske maskiner i tunnel gir like liten eller mindre risiko for brann som konvensjonelle maskiner.

– Dette er gode nyheter for bransjen, siden vi alle jobber mot samme mål om 55 prosent reduksjon av klimagassutslippene innen 2030. Med denne kunnskapen kan det bli enklere å innfri målet om nullutslipp fra anleggsmaskiner i utbyggingsprosjekter fra 2027, fastslår Davik.

Nærmere om utredningene

Statens vegvesen har mottatt to uavhengige rapporter av henholdsvis ILF Consulting Engineers og Rambøll som har gått bredt gjennom tekniske aspekter knyttet til bruken av batterielektrisk utstyr, og vurderer alt fra batterikjemi, lading av batterier og ulike tiltak for å redusere konsekvensene hvis brann først oppstår.
I rapportene er det identifisert, analysert og vurdert risiko knyttet til arbeidernes sikkerhet gitt en nødsituasjon med behov for rømning eller redning. Konsekvenser av en brann for selve tunnelløpet er også vurdert. Batterielektriske maskiner har vært sammenliknet med tilsvarende maskiner med forbrenningsmotor med diesel som energibærer.

Mulige risikoreduserende tiltak er også vurdert. Det er liten tvil om at varmgang og brann uansett er situasjoner som er vært kritiske ved tunnelarbeider uansett om maskinene er batterielektriske eller bruker diesel som drivstoff.

Sentrale funn

Utgangspunktet for rapportene har vært å få mer kunnskap om temaene.
I de tekniske utredningene fremkommer det blant annet:

• Batteribrann er mindre sannsynlig enn en dieselbrann.
• En batteribrann har et potensial til å vare lenger, men ikke mye lenger, sammenliknet med brann i fossilt drivstoff.
• Forbrenningsgasser er generelt svært helseskadelige og må unngås uansett om det dreier seg om brann i batteri eller diesel.
• Nye maskiner som er bygget for profesjonell bruk i tunnel forventes å ha flere lag med innebygget sikkerhet som reduserer risikoen.
• Detektorer kan avdekke varmgang i battericellene før brann oppstår.
• Det finnes batterikjemi som er svært lite brennbar, som litiumjernfosfat-batterier.

Teknisk sett kan mange av arbeidsoperasjonene som gjøres i tunnel allerede elektrifiseres ved hjelp av kabel. Dette inkluderer store frontlastere, som i dag opererer på Vegvesenets anlegg som hybridmaskiner, med minst 90 prosent driftstid elektrisk. Erfaringene våre tilsier at det store, gjenstående, utslippet fra tunneldrift oppstår ved bruk av dumpere og lastebiler til å transportere ut sprengt stein.

John Atle Haugland. Foto: Statens vegvesen

– Et særlig interessant funn er at de tekniske rapportene viser en lavere sannsynlighet for brann i elektriske maskiner enn i konvensjonelle maskiner. Samtidig viser analysene at brannforløpet i tid og totalt frigitt energi ved brann er tilnærmet likt mellom batterielektriske maskiner og konvensjonelle maskiner gitt at en lar maskinen brenne ut, forteller Avdelingsdirektør i Kontrakt og marked, Utbyggingsdivisjonen, John Atle Haugland,

I rapporten til ILF simuleres brann i store anleggsmaskiner, mens Rambøll tar utgangspunkt i tilgjengelige data for batterielektriske personbiler som sammenlikningsgrunnlag for sin risikovurdering. Det grunn til å tro at mer sikkerhet er bygget inn i maskiner som bygges for tunneloperasjoner enn i personbiler.

I figuren fra ILFs rapport (Figure 5-10), sammenliknes brann i konvensjonell dumper (rød linje) med to ulike scenarioer for batteribrann; henholdsvis brann som sprer seg til batteri (grønn stiplet linje) og «termal runaway» i batteripakken (grønn prikket linje).

Begrensninger i batterienes energitetthet gjør at vi må tenke nytt

Energibruken for maskinene har også vært estimert i rapportene. Regenerativ bremsing er fordelaktig i tilfeller der massene skal deponeres steder som ligger lavere i terrenget enn tunnelpåhugget. Tunneler med fall, eller kun moderat stigning, er gunstig. Regenerering betyr i praksis at batteriene lades mens dumper eller lastebil triller nedover en bakke. Regenerativ bremsing er kjent for mange fra elektriske personbiler, med den forskjellen at mengden gjenvunnet energi kan bli mye større for en fullastet lastebil, sammenliknet med eksempelvis en Nissan Leaf.

Det pekes imidlertid på at dype undersjøiske tunneler kan være en utfordring så lenge energitettheten i batterier er begrenset. Det vil for eksempel ikke være hensiktsmessig med lading midt i stigningen opp til overflaten. Lading av maskiner bør skje i friluft.

– Dette betyr at innfasing i tunneler som ikke er undersjøiske vil være enklere, poengterer John Atle Haugland.

Fortsatt nødvendig med grundige risikoanalyser i de enkelte prosjektene

Statens vegvesen har mange tunnelprosjekter årene fremover.

– Som en del av utviklingen av disse prosjektene vil det fortsatt være nødvendig å gjennomføre prosjektspesifikke risikoanalyser og at det må planlegges for risikoreduserende tiltak. Det er godt kjent at brannslukking av batterier er krevende, følgelig må dette hensyntas i risikoanalysen, sier Haugland.

Signal til bransjen

Resultatene fra disse to rapportene betyr at vi ser en mulighet til å kunne stille krav til batterielektriske kjøretøy og maskiner også i tunnel. Statens vegvesen ønsker med dette å gi et sterkt signal til bransjen:

– Vi må nå jobbe sammen om å finne gode løsninger for å sikre fremtidens utslippsfrie anleggsplasser, avslutter John Atle Haugland

Statens vegvesen vedtok i 2023 en ny handlingsplan for reduksjon av direkte klimagassutslipp fra byggeprosjekter. Sentralt i handlingsplanen er kravet om nullutslippsmaskiner- og kjøretøy i alle nye kontrakter fra 2027.