MARITIME Sicher über die Ostsee mit dem E-Mobil Seeschifffahrtssicherheitskonferenz 2015 Dr. Daniel Povel 11 November 2015 Ungraded 1 DNV GL © 2014 11 November 2015 SAFER, SMARTER, GREENER Einleitung Die Elektromobilität ist nicht nur in Deutschland ein wichtiges Thema, um Emissionen zu reduzieren und die Abhängigkeit von Erdöl zu reduzieren. Durch die grundsätzliche veränderte Fahrzeugtechnik stellt sich die Frage bezüglich eines sicheren Transports auf Fähren und RoRo-Schiffen. Zusätzliche Betrachtungspunkte: “Battery electric vehicle” (BEV) means a motor vehicle with a drivetrain a) whose energy converters are exclusively electric machines and b) whose energy converters are at least rechargeable from outside the vehicle “Hybrid electric vehicle” (HEV) means a motor vehicle with a drivetrain having at least two different types of a) energy converters, at least one of which is an electric prime mover, and b) energy storage devices, at least one of which is electrically rechargeable from an off-vehicle energy source – Aufladen von BEV und HEV an Bord von Schiffen – Anschluss von Kühlaggregaten an das elektrische System der Schiffe Ungraded 2 DNV GL © 2014 11 November 2015 “FC vehicle” / "fuel cell powered vehicle" means a motor vehicle with a drivetrain whose energy converters consist exclusively of the fuel cells and at least one electric prime mover Brände auf RoRo- und Fährschiffen Ungraded 3 DNV GL © 2014 11 November 2015 „Commodore Clipper“ Im Juni 2010 brannte auf der RoRo Fähre „Commodore Clipper“ ein Lkw Kühl-Trailer. Das Feuer griff auf benachbarte Fahrzeuge über. Ursache war der Defekt einer Steckverbindung des Versorgungskabels für das Kühlaggregat. Ungraded 4 DNV GL © 2014 11 November 2015 „Pearl of Scandinavia“ Am 17.11.2010 brannte die Batterie eines Elektro Hybrid Pkw beim Aufladen im Fahrzeugdeck der RoRo Fähre „Pearl of Scandinavia“. Das Feuer griff auf benachbarte Fahrzeuge über. Die Ursache des Brandes konnte nicht abschließend geklärt werden, es konnte jedoch ausgeschlossen werden, dass das Aufladekabel die Brandursache war. Ungraded 5 DNV GL © 2014 11 November 2015 „Lisco Gloria“ Im Oktober 2010 brannte ein Kühl-Lkw auf dem offenen, überdachten Ladedeck der RoPax Fähre „Lisco Gloria“. Der Brand breitete sich sehr schnell aus, so dass das Schiff evakuiert werden musste. Die Ursache des Feuers konnte nicht abschließend geklärt werden, vermutet wird ein Defekt des Lkw Kühlaggregates. Ungraded 6 DNV GL © 2014 11 November 2015 „Mecklenburg-Vorpommern“ Am 19.11.2010 brach auf der RoRo Fähre „Mecklenburg-Vorpommern“ ein Brand im geschlossenen Fahrzeugdeck aus, Brandherd war die Batterie eines Kleinbusses, der als Ladung auf einen Lkw Trailer verladen war. Ungraded 7 DNV GL © 2014 11 November 2015 Ursachen und Konsequenzen Die genannten Brände zeichnen sich durch ihre Beteiligung von Fahrzeugen mit elektrischen Antrieben oder Aggregaten (z.B. Kühlaggregate) aus. Als Konsequenzen konnten lokale Schäden an Ladung und Schiff bis hin zum Totalverlust des Schiffes (“Lisco Gloria”) verzeichnet werden. Ungraded 8 DNV GL © 2014 11 November 2015 Formale Sicherheitsanalyse / Formal Safety Assessment Ungraded 9 DNV GL © 2014 11 November 2015 Formale Sicherheitsanalyse/Formal Safety Assessment (FSA) Für die Regelentwicklung wurde bei der IMO (International Maritime Organisation) die formale Sicherheitsanalyse eingeführt (MSC-MEPC.2/Circ.12). Identifikation der bestehenden Risiken Identifikation neu eingebrachter Gefährdungen Abschätzung der Häufigkeit & des erwarten Schadensausmaßes Step 1 Step 2 Ungraded 10 DNV GL © 2014 11 November 2015 • Risk Analysis • Identification of Risk Control Measures Step 3 Step 4 Entwicklung von risikomindernden Maßnahmen Bewertung der Wirtschaftlichkeit der Maßnahmen • Hazard Identification Step 5 • Cost-Benefit Assessment • Recommendations Referenzschiff und Referenzzeitpunkt Die 1996 gebaute „MecklenburgVorpommern“ verkehrt zwischen Rostock und Trelleborg. Das Schiff hat drei Ladedecks, das untere (Deck 3) kann sowohl für Eisenbahnwaggons als auch Lkw und Pkw genutzt werden, Deck 4 und Deck 5 werden für Lkw und Pkw genutzt. Das oberste Deck (Deck 5) hat achtern ein offenes Ladedeck. Referenzzeitpunkt: Jahr 2020 Ungraded 11 DNV GL © 2014 11 November 2015 Step 1: Gefahrenidentifikation (Hazid) Systematische Erfassung und Bewertung von Gefahren Identifizierte Hauptgefahren 1. Fehler während Batterieladevorgang (Thermal Runaway) 2. Wasserstoff-/Gasaustritt aus Brennstoffzellen-/Gasfahrzeugen (Jet Feuer, Gas Ansammlungen, Explosionsgefahren) 3. Defekte Stromversorgung bei Elektrofahrzeugen und Kühlaggregaten Ungraded 12 DNV GL © 2014 11 November 2015 Step 2: Risikoanalyse Die Risikoanalyse betrachtet die möglichen Eintrittshäufigkeiten und Konsequenzen von Brandereignissen in Laderäumen von RoRo-Schiffen und Fähren. Risiko = Häufigkeit x Konsequenzen Brandhäufigkeiten bezogen auf die Weltflotte von Fährschiffen mit RoRoLaderäumen (FSA 2008): – Brände in Laderäumen: 3 Ereignis pro Jahr – Ausbreitung der Brände: 1 Ereignis pro Jahr Ungraded 13 DNV GL © 2014 11 November 2015 Step 2: Risikoanalyse Die Risikoanalyse identifiziert zusätzliche Gefahren durch den Transport von Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeugen sowie den Anschluss von Elektrofahrzeugen und Kühlaggregaten an das Bordnetz. Die zusätzlichen Risiken sind in einer Größenordnung, dass möglichst risikomindernde Maßnahmen eingeführt werden sollten. (ALARP-Bereich) Nicht akzeptables Risiko Akzeptabel, wenn ALARP berücksichtigt. ALARP: As Low As Reasonable Practicable Das ALARP-Prinzip besagt, dass Risiken auf ein Maß reduziert werden sollen, welches den höchsten Grad an Sicherheit garantiert, der vernünftigerweise praktikabel ist. Ungraded 14 DNV GL © 2014 11 November 2015 Akzeptables Risiko Step 2: Risikoanalyse Aufteilung des zusätzlichen Risikos für Personen Zusätzliches Risiko für Personen durch Brände in direkter Umgebung eines Elekrtofahrzeuges 14% 5,6% 5,6% 41% 12% Hybrid Electrical Vehicle Battery Electrical Vehicle Hybrid Electrical Vehicle Fuel Cell Vehicle Battery Electrical Vehicle Refrigerating Unit Fuel Cell Vehicle 33% 88,9% Ungraded 15 DNV GL © 2014 11 November 2015 Step 3: Risikomindernde Maßnahmen PersonenRisiko SachRisiko No. Beschreibung RCO 1 Zusätzliches Training Brandbekämpfung (Crew) + + RCO 2 Spezielle Markierung der Fahrzeuge + o RCO 3 Transport von Brennstoffzellenfahrzeugen auf dem offenen Ladedeck + + RCO 4.1 Spezielle Bereiche mit spezieller (Gas-)Detektion - - RCO 4.2 Spezielle Bereiche mit Wassernebellöschanlage - - RCO 4.3 Spezielle Bereiche mit zusätzlichem passivem Brandschutz - - RCO 4.4 Abtrennung von speziellen Bereichen mit einem Wasservorhang - - RCO 5 Spezielle Stromversorgung für Elektrofahrzeuge und Kühlaggregate + + RCO 1 & 2 + + RCO 3 & 4.2 + + RCO 3 & 4.3 + + Ungraded 16 DNV GL © 2014 11 November 2015 Step 4: Cost Benefit Assessment No. Beschreibung RCO 1 Zusätzliches Training Brandbekämpfung (Crew) RCO 2 Spezielle Markierung der Fahrzeuge RCO 3 Transport von Brennstoffzellenfahrzeugen auf dem offenen Ladedeck RCO 4.1 CB PersonenRisiko CB SachRisiko ++ ++ + o ++ ++ Spezielle Bereiche mit spezieller (Gas-)Detektion - - RCO 4.2 Spezielle Bereiche mit Wassernebellöschanlage - - RCO 4.3 Spezielle Bereiche mit zusätzlichem passivem Brandschutz - - RCO 4.4 Abtrennung von speziellen Bereichen mit einem Wasservorhang - - RCO 5 Spezielle Stromversorgung für Elektrofahrzeuge und Kühlaggregate + - RCO 1 & 2 + - RCO 3 & 4.2 + - RCO 3 & 4.3 - - Ungraded 17 DNV GL © 2014 11 November 2015 Step 5: Empfehlungen Transport von Brennstoffzellenfahrzeugen auf dem offenen Ladedeck – Der Transport der Brennstoffzellenfahrzeuge auf dem offenen Ladedeck reduziert nennenswert die Gefahren durch Gas-Explosionen und Jet-Feuer. – Die Maßnahme sollte auch für gasbetriebene Fahrzeuge umgesetzt werden. Zusätzliches Training Brandbekämpfung (Crew) – Durch ein spezielles Training der Besatzung können die Gefahren bei der Brandbekämpfung durch Batteriebrände, Jet-Feuer und Gasexplosionen für die Besatzung reduziert und der Erfolg bei der Brandbekämpfung erhöht werden. Spezielle Stromversorgung für Elektrofahrzeuge und Kühlaggregate – Durch die Nutzung von zertifizierten Kabeln und den Anschluss durch geschulte Besatzung kann die Brandentstehung nennenswert reduziert werden. Kombinierte Maßnahme: Training Crew und Markierung der Elektrofahrz. – Diese kombinierte Maßnahme sollte näher betrachtet werden, da Synergieeffekte durch beide Maßnahmen sinnvoll erscheinen. Ungraded 18 DNV GL © 2014 11 November 2015 Zusammenfassung und Ausblick Ungraded 19 DNV GL © 2014 11 November 2015 Zusammenfassung und Ausblick Die Analyse hat gezeigt, dass der Transport von Elektrofahrzeugen keine erhebliche Risikosteigerung mit sich bringt. Das Risiko für den Transport von Fahrzeugen auf RoRo- und Fährschiffen befindet sich in einem Bereich, bei dem das ALARP Prinzip angewandt werden muss. Somit sollten zusätzliche risikomindernde Maßnahmen umgesetzt werden, wenn diese für sinnvoll erachtet werden. Folgende Maßnahmen wurden identifiziert: – Transport von Brennstoffzellenfahrzeugen auf dem offenen Ladedeck – Zusätzliches Training zur Brandbekämpfung (Crew) – Spezielle Stromversorgung für Elektrofahrzeuge und Kühlaggregate – Kombinierte Maßnahme: Training Crew und Markierung der Elektrofahrzeuge Die FSA wurde im Oktober 2015 zur weiteren Bearbeitung bei der IMO eingereicht. Ungraded 20 DNV GL © 2014 11 November 2015 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Dr. Daniel Povel Team Leader Risk Assessment DNV GL Maritime Advisory [email protected] +49 40 36149 7524 www.dnvgl.com SAFER, SMARTER, GREENER Ungraded 21 DNV GL © 2014 11 November 2015
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