Respecteren van risicoafstanden

Beschrijving

De evaluatie van de impact van zware ongevallen met gevaarlijke stoffen in een inrichting in Vlaanderen wordt doorgaans uitgevoerd met risicogebaseerde criteria. Het extern mensrisico dat uitgaat van de installatie met gevaarlijke stoffen wordt berekend m.b.v. kwantitatieve risicoanalyse (QRA – Quantitative Risk Analysis) en wordt uitgedrukt in een plaatsgebonden risico en een groepsrisico.

Plaatsgebonden risico

Volgens de code van goede praktijken inzake risicocriteria voor externe mensrisico’s van Seveso-inrichtingen wordt het plaatsgebonden risico aanvaardbaar geacht, indien dit beperkt blijft tot:

• 10^-5/j ter hoogte van de eigen perceelgrens
• 10^-6/j ter hoogte van woongebied
• 10^-7/j ter hoogte van kwetsbare locaties

Een variant hierop wordt toegepast voor LPG-stations, omdat deze meestal in woongebied gelegen zijn, namelijk:

• 10^-6/j ter hoogte van een bestaande of potentiële woning, gebouwen ander dan woningen, die niet behoren tot de te vergunnen inrichting, met regelmatige bezetting door mensen
• 10^-7/j ter hoogte van kwetsbare locaties
• interne scheidingsafstanden en afstanden tot de perceelgrens (overeenkomstig het Koninklijk Besluit van 1968), ter vervanging van de 10^-5/j ter hoogte van de eigen perceelgrens.

Aangezien waterstoftankstations een commerciële functie hebben en de gewone burgers moeten voorzien van waterstof (in tegenstelling tot LNG waar dit eerder industriële voertuigen betreft), is te verwachten dat waterstoftankstations in woongebied zullen komen, of gecombineerd worden met een “klassiek” tankstation, welke ook vaak in woongebied gelegen zijn. In dit geval zou het criterium 10^-5/j ter hoogte van de eigen perceelgrens de inpasbaarheid van een station in woongebieden sterk beperken.
Naar analogie met LPG-tankstations is het aangewezen om voor waterstoftankstations volgende set risicocriteria te hanteren:

• 10^-6/j ter hoogte van woongebied en bestaande of potentiële woning, gebouwen ander dan woningen, die niet behoren tot de te vergunnen inrichting, met regelmatige bezetting door mensen
• 10^-7/j ter hoogte van kwetsbare locaties
• Interne scheidingsafstanden

Belangrijk hierbij is dat het niet toetsen van de 10^-5/j ter hoogte van de eigen perceelgrens ondervangen wordt door het feit dat een overschrijding van de 10^-5/j slechts problematisch wordt als er regelmatig personen in dit gebied komen. Met de aangepaste formulering van de 10^-6/j zorgt men er bovendien voor dat dit factor 10 strengere criterium van toepassing is voor alle gebouwen met regelmatige bezetting door mensen en voor alle woningen en potentiële woningen.

Groepsrisico

Het groepsrisico moet aanvaardbaar zijn volgens de code van goede praktijken inzake risicocriteria voor externe mensrisico’s van Seveso-inrichtingen, zoals geïllustreerd in Figuur 28.

Het groepsrisico wordt gedefinieerd als “Het groepsrisico is de kans (per jaar) dat een bepaald aantal personen of meer in de omgeving van een inrichting gelijktijdig omkomt ten gevolge van een zwaar ongeval binnen die inrichting.” (Departement Omgeving, 2019), en kan verschillen afhankelijk van de opbouw van het station. Met de zelfevaluatietool wordt geen effectief groepsrisico berekend, maar er wordt nagegaan of de populatiedichtheid in de omgeving van het station niet boven een kritische waarde uitkomt. De zelfevaluatietool geeft dus een conservatieve inschatting van het groepsrisico. Indien het resultaat van de zelfevaluatietool acceptabel is, kunnen we ervan uitgaan dat het groepsrisico aanvaardbaar is volgens de code van goede praktijken inzake risicocriteria voor externe mensrisico’s van Seveso-inrichtingen.

Figuur 28: Gehanteerde risicocriteria voor het groepsrisico van Seveso-inrichtingen in Vlaanderen

• Zelfevaluatietool

In het kader van deze BBT-studie werd door M-Tech (M-Tech, 2020) een berekening gemaakt van de risicoafstanden voor verschillende samenbouwconfiguraties gemaakt. Deze studie en de resulterende zelfberekeningstools zijn volledig te raadplegen op deze website.

Een selectie uit de door M-Tech berekende externe afstandsregels (risicoafstanden) voor enkele courant voorkomende samenbouwconfiguraties uit België en onze buurlanden, is hieronder opgenomen. Let erop dat de studie door M-Tech heel wat meer uitgebreide en gedetailleerde info over de berekening en resultaten van afstandsregels voor vele mogelijke configuraties bevat. Het is dus sterk aanbevolen om deze info uit de studie door M-Tech te raadplegen bij het toepassen van deze maatregel. Bijzondere aandacht gaat hierbij naar de richtlijnen voor het gebruik van de risicoafstanden die voor elk beschouwd type samenbouw zijn opgenomen in het rapport van M-Tech.

Zoals reeds vermeld in Respecteren van interne scheidingsafstanden, wordt gebruik gemaakt van de faalfrequentiedata van LPG-achtige slangen^[1] voor het berekenen van de interne scheidingsafstanden en risicoafstanden, op voorwaarde dat volgende veiligheidsvoorzieningen getroffen worden:

• het uitrusten van waterstofslangen met een breekkoppeling
• het volgen en respecteren van een code van goede praktijk
• het uitvoeren van een lektest voorafgaand aan vulling (conform de richtlijnen hierover opgenomen in de SAE J2601 en SAE J2799).

Voorbeelden van externe risicoafstanden gebaseerd op bestaande waterstoftankstations

Hieronder (Tabel 35 t.e.m. Tabel 39) worden de risicoafstanden van de functionele delen van het tankstation van vijf (courant voorkomende) tankstation varianten toegelicht, met daaronder de voornaamste conclusies. Om de goede leesbaarheid van deze paragraaf te behouden worden slechts enkele componenten van het station vermeld. Voor de volledige lijst met technische details van de componenten alsook hun gebruiksduur en verblijftijden, refereren we naar de veiligheidsstudie van M-tech (M-Tech, 2020). Let er ook op dat deze afstanden als voorbeeld dienen en niet kunnen gebruikt worden voor andere (nieuwe) tankstations. Er moet steeds naar de eigen specifieke situatie gekeken worden. De rijen die in het vet staan zijn functionele delen waar een flexibele slang in zit en waar een onderscheid wordt gemaakt tussen standaard slang en LPG-achtige slang.

• Tankstation 1 (afgekort T1): gebaseerd op het bestaande tankstation van Air Liquide te Zaventem met een capaciteit van 200 kg/dag een aanlevering via tube-trailer (max 200 bar).

Tabel 35: Maximale risicoafstanden voor de verschillende componenten op een tankstation van type T1

Conclusie: De lagedrukopslag bepaalt voornamelijk de 10^-5 scheidingsafstand, en de losplaats voor tube-trailers (tube-trailers, verdeelslang) bepaalt in grote mate de 10^-6 en 10^-7 scheidingsafstanden.

• Tankstation 2 (afgekort T2): gebaseerd op het bestaande tankstation van Air Liquide te Rhoon (NL) met een capaciteit van 200 kg/dag en aanlevering via een pijpleiding.

Tabel 36: Maximale risicoafstanden voor de verschillende componenten op een tankstation van type T2

Conclusie: De bovenvermelde componenten dragen evenwaardig bij tot het risico dat uitgaat van het tankstation, waarbij de aanvoer via een waterstoftransportleiding en het middendruk gedeelte een iets groter aandeel krijgen.

• Tankstation 3 (afgekort T3): gebaseerd op het bestaande tankstation van Waterstofnet te Helmond (NL) met een capaciteit van 130 kg/dag en on-site productie via elektrolyse.

Tabel 37: Maximale risicoafstanden voor de verschillende componenten op een tankstation van type T3

Conclusie: Het middendrukgedeelte bepaalt grotendeels de maximale scheidingsafstanden 10^-5, 10^-6, en 10^-7. De lokale waterstofproductie-eenheid heeft een zeer beperkte invloed op de risicoafstanden.

• Tankstation 4 (afgekort T4): gebaseerd op het tankstation van Coop Mineraloel AG te Hunzenschwil (CH) met een capaciteit van 600 kg/dag met een aanlevering via tube-trailer of batterijvoertuigen (max 200 bar).

Tabel 38: Maximale risicoafstanden voor de verschillende componenten op een tankstation van type T4

Conclusie: De losplaats voor batterijvoertuigen en de compressor en bijhorende buffers bepalen grotendeels de totale maximale risicoafstanden.

• Tankstation 5 (afgekort T5): gebaseerd op het tankstation van Total in Berlijn (DE) met een capaciteit van 200 kg en aanlevering via tube-trailers (max 200 bar).

Tabel 39: Maximale risicoafstanden voor de verschillende componenten op een tankstation van type T5

Conclusie: De losplaats voor tube-trailers bepaalt in grote mate de risicoafstanden voor 10^-5/j en 10^-6/j, en de lagedruk opslag de risicoafstand voor 10^-7/j.

In de studie door M-Tech zijn bijkomend maximale risicoafstanden^[2] te vinden voor de afzonderlijke installatieonderdelen van de beschouwde afleverinstallaties, en gecumuleerde risico-afstanden^[3] voor waterstoftankstations die door verschillende combinaties van slangen worden bevoorraad. Deze zijn te raadplegen in de tabellen IV 2.1.1 t.e.m. IV 2.4.2.

Algemene conclusies voor de onderzochte cases uit de berekende risicoafstanden m.b.t:

Aanvoermethode:

• Aanvoer via een pijpleiding (T2), het lossen via een tube-trailer (T1), en het lossen met een batterijvoertuig (T4 en T5) hebben een vergelijkbaar risico.
• De lokale waterstofproductie d.m.v. elektrolyse heeft een beperkt effect op de risicoafstanden (T3)

Opslag:

• De lagedrukopslag in de vorm van bovengrondse cilinders heeft een kleiner risico (T1) in vergelijking met ondergrondse opslag (T4 en T5)
• De middendrukopslag heeft doorgaans een groter risico dan de hogedrukopslag (zie T2)

Aflevering:

• De aflevering op 700 bar kan in sommige gevallen een groter risico hebben dan aflevering op 350 bar (T3)

Richtlijnen voor het gebruiken van de risicoafstanden

Richtlijnen voor het gebruiken van de risicoafstanden zijn te raadplegen in de begeleidende studie van M tech (2020), waarin o.a. de volgende richtlijn is opgenomen:

“Afhankelijk van de onderlinge afstanden tussen de risicobepalende componenten van een waterstoftankstation en de onderlinge verhouding van de risicoafstanden die uitgaan van deze componenten, is het aangewezen om bij de evaluatie van het plaatsgebonden mensrisico van het tankstation uit te gaan van gecumuleerde risicoafstanden (d.w.z. van de risicoafstanden die uitgaan van meerdere componenten op eenzelfde locatie) of van individuele risicoafstanden.”

Op een waterstoftankstation kunnen over het algemeen drie functionele zones worden geïdentificeerd: een aanlever- of productiezone, een compressie- en opslagzone en een afleverzone. Er wordt verder aangenomen dat de componenten die behoren tot eenzelfde functioneel gedeelte van het tankstation (bv. compressie en opslag) dicht bij elkaar zijn gesitueerd en dat bijgevolg de gecumuleerde risicoafstanden dienen te worden toegepast voor elk van de functionele delen van het tankstation.

Indien de functionele zones bovendien op minder dan 15 m van elkaar gelegen zijn dan dienen de gecumuleerde risicoafstanden te worden toegepast voor alle componenten in de betreffende zones. De voorgestelde werkwijze wordt toegelicht in onderstaande Figuur 29(functionele delen op meer dan 15 m van elkaar) en Figuur 30(functionele delen op minder dan 15 m van elkaar). In Figuur 29fungeren de aanlever- of productiezone (linkse zone) evenals de  compressie- en opslagzone (middelste zone) als twee afzonderlijke zones, omdat de onderdelen binnen deze zone zich op minder dan 15 m van elkaar bevinden. Hiervoor worden de gecumuleerde scheidingsafstanden gehanteerd. In Figuur 30vormen deze beide zones samen één zone, waarvoor de gecumuleerde risicoafstand gehanteerd wordt.

Figuur 29: Spelregels m.b.t. het gebruik van risicoafstanden op een waterstoftankstation waarbij de functionele delen op meer dan 15 m van elkaar gelegen zijn

Figuur 30: Spelregels m.b.t. het gebruik van risicoafstanden op een waterstoftankstation waarbij bepaalde functionele delen op minder dan 15 m van elkaar gelegen zijn

Groepsrisico van de verschillende uitvoeringsvarianten

Om een beeld te krijgen van de ligging van de groepsrisicocurve van een waterstoftankstation wordt het groepsrisico geëvalueerd voor de vijf uitvoeringsvarianten van een waterstoftankstation hierboven beschreven. Het groepsrisico wordt in eerste instantie bepaald voor een station dat gelegen is in een omgeving met een uniforme populatiedichtheid van 40 personen per hectare. Dergelijke populatiedichtheid komt overeen met een bedrijvenzone met een gemiddelde bezetting of deze die wordt teruggevonden in rustige tot drukkere woonwijken. Figuur 31 en Figuur 32 tonen het groepsrisico van de verschillende bovenvermelde uitvoeringsvarianten van een waterstoftankstation in een omgeving met een populatiedichtheid van respectievelijk 40 pers/ha en 200 pers/ha.

Figuur 31: Groepsrisico van de vijf uitvoeringsvarianten van een waterstoftankstation in een omgeving met een populatiedichtheid van 40 pers/ha

Figuur 32: Groepsrisico van de vijf uitvoeringsvarianten van een waterstoftankstation in een omgeving met een populatiedichtheid van 200 pers/ha. De punten van de groepsrisicocurven die het meest kritisch liggen worden aangeduid met de letters A, B, en C.

Conclusie: De groepsrisicocurven voor de vijf bestudeerde uitvoeringsvarianten bevinden zich in beide gevallen (40 pers/ha en 200 pers/ha) allemaal ruim beneden het Vlaamse groepsrisicocriterium (rode lijn).

Opmerking: Ontwikkelingen op het vlak van de transportvoertuigen hebben ertoe geleid dat er recent ook batterijvoertuigen beschikbaar zijn die waterstof kunnen transporteren bij drukken tot 500 bar. Deze zijn op dit moment niet berekend in de courant voorkomende tankstation uitvoeringstypes (T1 – T5), maar worden wel verwacht ingezet te worden in de toekomst. Uit bijkomende simulatieberekeningen werd onderzocht welk effect de aanvoer van waterstof via batterijvoertuigen met een hogere vuldruk (500 bar) op de groepsrisicocurven zal hebben. Hieruit blijkt dat deze batterijvoertuigen een duidelijke invloed hebben op de ligging van de groepsrisicocurven in het bereik van 5 tot 30 doden. Meer informatie hierover wordt meegegeven in de veiligheidsstudie van M tech (Hoofdstuk VI.3).

Toepasbaarheid

Het respecteren van de risicoafstanden is algemeen toepasbaar voor nieuwe installaties die gebouwd worden na het in voege treden van een decretale verplichting omtrent deze scheidingsafstanden. Voor bestaande installaties is het vergroten van afstanden vaak geen haalbare optie.

Verkleining van de hierboven beschreven afstanden is in bepaalde gevallen mogelijk indien andere bijkomende maatregelen worden ingevoerd. Het is noodzakelijk dat kleinere scheidingsafstanden in combinatie met extra omgevingsbeschermende maatregelen door een erkende deskundige externe veiligheid in een veiligheidsstudie onderzocht worden bij de vergunningsaanvraag. Echter is het wel aangewezen om waar mogelijk voor het bepalen van de risicoafstanden gebruik te maken van de generieke tool in plaats van beroep te doen op individuele veiligheidsstudies opgemaakt door erkende VR-deskundigen. Dit werkt tijd- en kostenbesparend voor de aanvrager en voor de vergunningsverlenende instantie.

Voordeel voor milieu/veiligheidsniveau

Risicoafstanden hebben tot doel om preventief (in de fase van ontwerp, configuratie en inplanting van de installatie) de impact van accidentele productvrijzetting en een eventueel vervolgscenario (bv. ontsteking van het vrijgekomen product met een plasbrand tot gevolg) op de omgeving maximaal te beperken.

Financiële aspecten

Voor risicoafstanden kan het zoeken naar en betalen van een geschikt terrein waarop de scheidingsafstanden gerespecteerd kunnen worden, een bepaalde meerkost met zich meebrengen.