Kvantitativ risikovurdering (QRA): Hvad er det, og hvornår anvendes det?
I denne artikel:
En kvantitativ risikovurdering (QRA) anvendes til at kvantificere risikoen forbundet med farlige processer, anlæg og aktiviteter. Metoden kombinerer estimering af uheldshyppigheder med modellering af mulige konsekvenser, så risikoen kan udtrykkes numerisk.
En QRA kan blandt andet vise, hvilke uheldsscenarier der bidrager mest til det samlede risikobillede, hvilke områder omkring en virksomhed der kan blive påvirket, og om der er behov for yderligere risikoreduktion.
I Danmark anvendes QRA blandt andet i forbindelse med risikovirksomheder, fysisk planlægning omkring industrielle anlæg og projekter, hvor der er behov for et kvantitativt beslutningsgrundlag. En fuld QRA er dog ikke automatisk et krav for alle virksomheder, der er omfattet af Risikobekendtgørelsen.
Hvad er en QRA?
QRA står for Quantitative Risk Assessment og oversættes normalt til kvantitativ risikovurdering. Det er nyttigt at skelne mellem fare og risiko. En fare er noget, der har potentiale til at forårsage skade, mens risiko beskriver kombinationen af, hvor sandsynligt et uheld er, og hvor alvorlige konsekvenser det kan få. En QRA bruges dermed ikke kun til at identificere farerne, men også til at kvantificere den risiko, de medfører.
En QRA omfatter typisk (betegnelsen QRA anvendes i praksis ofte om hele forløbet):
Systematisk identifikation af farekilder og uheldsscenarier;
Beregning af scenariernes hyppighed;
Modellering af scenariernes konsekvenser;
Sammenstilling af hyppighed og konsekvens;
Sammenligning med relevante acceptkriterier eller andre beslutningsparametre.
Risikohåndbogen skelner mellem en risikoanalyse og en risikovurdering. Risikoanalysen identificerer, klassificerer eller bestemmer risiciene. Når resultaterne efterfølgende sammenlignes med acceptkriterier eller andre beslutningsparametre, er der tale om en risikovurdering.
Resultaterne fra en QRA er modelbaserede estimater. De er derfor ikke et præcist facit, men et struktureret beslutningsgrundlag baseret på de anvendte data, modeller og forudsætninger.
Hvornår er QRA relevant efter danske regler?
Til sikkerhedsdokumentationen for en risikovirksomhed skal der udarbejdes en risikovurdering. Risikobekendtgørelsen fastlægger dog ikke én bestemt metode, som alle virksomheder skal anvende.
Der er metodefrihed, og analyseomfanget skal stå i forhold til virksomhedens kompleksitet og potentiale for større uheld. En risikovurdering baseret på en detaljeret konsekvensanalyse kan derfor være tilstrækkelig i nogle tilfælde, mens der i andre tilfælde er behov for beregning af stedbunden (individuel) og samfundsmæssig risiko.
Når konsekvenskurverne for virksomhedens uheldsscenarier rækker uden for virksomhedens område, skal arealanvendelsen omkring virksomheden kortlægges og vurderes.
Hvis der inden for den maksimale konsekvensafstand findes eller planlægges eksempelvis nabovirksomheder, boliger, kontorer, forretninger, institutioner, der indgår i det offentlige beredskab, eller institutioner med svært evakuerbare personer, vil der som udgangspunkt være behov for beregninger af:
Stedbunden (individuel) risiko;
Samfundsmæssig risiko.
Formålet er at kvantificere virksomhedens risikopåvirkning af omgivelserne. De nærmere krav til metode, tærskelværdier og beregningsforudsætninger bør afklares med risikomyndighederne.
For ansatte og tredjemand inden for virksomhedens område anvender Arbejdstilsynet ikke et fast numerisk acceptkriterium. Her foretages en kvalitativ vurdering af de enkelte scenarier, konsekvenserne og de etablerede sikkerhedsforanstaltninger. En QRA kan stadig bidrage med nyttig information, men erstatter ikke denne vurdering.
Hvorfor gennemføre en QRA?
En QRA kan anvendes til flere formål.
Dokumentation over for myndighederne:
QRA kan dokumentere uheldshyppigheder, konsekvensafstande og virksomhedens samlede risikopåvirkning. Resultaterne kan indgå i et sikkerhedsdokument, en sikkerhedsrapport eller anden dokumentation til risikomyndighederne.
Identifikation af de største risikobidrag:
Analysen kan vise, hvilke anlæg, aktiviteter og uheldsscenarier der bidrager mest til risikoen. Dermed kan indsatsen rettes mod de forhold, hvor risikoreduktion har størst effekt.
Sammenligning af designalternativer:
Dette gør det muligt at inddrage sikkerhed i designet, inden ændringer bliver teknisk vanskelige eller dyre.
QRA kan anvendes tidligt i et projekt til at sammenligne eksempelvis:
Forskellige placeringer af anlæg og udstyr
Alternative procesløsninger
Ændringer i oplagsmængder
Sikkerhedsafstande
Forskellige forebyggende og afhjælpende foranstaltninger
Fysisk planlægning
Beregninger af stedbunden og samfundsmæssig risiko kan danne grundlag for vurderingen af arealanvendelsen omkring virksomheden. Den maksimale konsekvensafstand kan anvendes til at fastlægge risikozoner, også kaldet planlægningszoner.
Vurdering af dominoeffekter
En QRA kan belyse, om et uheld på ét anlæg kan beskadige andre anlæg og dermed føre til sekundære eller mere omfattende uheld. Det kan både omfatte dominoeffekter internt på virksomheden og mellem nabovirksomheder.
Beredskabsplanlægning
Konsekvensberegninger kan understøtte planlægningen af beredskab, evakuering, indsatsområder og andre afhjælpende foranstaltninger.
Hvor anvendes QRA?
QRA anvendes i en række brancher og projekttyper, herunder:
Kemiske virksomheder og procesanlæg: Vurdering af udslip, brand, eksplosion, giftig påvirkning og kemiske reaktioner;
Olie-, gas- og brændstofanlæg: Vurdering af tab af indeslutning, procesudslip, brande og eksplosioner på terminaler, lagre og produktionsanlæg;
Fødevare- og køleanlæg: Vurdering af større ammoniakudslip fra industrielle kølesystemer;
Power-to-X (PtX)- og energianlæg: Risikovurdering af blandt andet brint, ammoniak, metanol og andre energibærere;
Biogasanlæg: Vurdering af brand, eksplosion, giftige gasser og påvirkning af omgivelserne;
CO₂-fangst, transport og lagring: Vurdering af udslip fra rørledninger, terminaler samt lager- og injektionsanlæg;
Farmaceutisk produktion og anden industri: Vurdering af processer og oplag med brandfarlige, giftige eller miljøfarlige stoffer;
Offshore installationer: QRA anvendes også offshore til vurdering af risikoen for større uheld. Offshore området er imidlertid omfattet af et andet regelgrundlag og anvender delvist andre metoder og risikomål end landbaserede risikovirksomheder.
Ikke alle anlæg inden for disse brancher er omfattet af Risikobekendtgørelsen. Det afhænger blandt andet af de tilstedeværende stoffer, stofmængderne og de konkrete aktiviteter.
Hvordan gennemføres en QRA?
En QRA gennemføres normalt i en række sammenhængende trin. De typiske trin i en QRA er illustreret i Figur 1.
Figur 1: Typiske trin i en QRA
5.1 Fastlæggelse af formål og omfang
Før analysen påbegyndes, skal det fastlægges:
Hvilke anlæg og aktiviteter analysen omfatter;
Hvilke typer risiko der skal beregnes;
Hvilke personer, områder og miljøforhold der skal vurderes;
Hvilke risikomål og acceptkriterier der skal anvendes;
Hvilke driftsformer og projektfaser der skal indgå;
Ved myndighedsprojekter bør omfang og beregningsforudsætninger afklares med risikomyndighederne så tidligt som muligt.
5.2 Indsamling af oplysninger
Der indsamles tekniske og driftsmæssige oplysninger om anlægget, processerne, risikostofferne, omgivelserne og de eksisterende sikkerhedsforanstaltninger.
Datagrundlaget skal være tilstrækkeligt detaljeret til, at anlægget og de relevante uheldsforløb kan modelleres retvisende.
5.3 Fareidentifikation og udvælgelse af scenarier
Relevante farekilder og uheldsscenarier identificeres ved hjælp af eksempelvis HAZID, HAZOP eller en anden systematisk risikoanalyse.
Identifikationen skal blandt andet omfatte:
Proces- og udstyrsfejl;
Menneskelige og organisatoriske forhold;
Lastning, losning og transport;
Eksterne aktiviteter;
Naturlige farer;
Mulige dominoeffekter;
Erfaringer fra tidligere uheld og nær ved hændelser.
Hvis et relevant scenarie ikke identificeres på dette trin, vil det heller ikke indgå i de efterfølgende beregninger.
5.4 Frekvensanalyse
Frekvensanalysen bestemmer, hvor ofte de enkelte uheldsscenarier kan forventes at forekomme.
Beregningerne kan blandt andet baseres på:
Historiske uheldsdata;
Generiske fejlfrekvenser;
Virksomhedens egne driftsdata;
Fejltræsanalyse;
Hændelsestræsanalyse;
Sandsynligheden for antændelse;
Sikkerhedsbarrierernes fejlmuligheder.
Datakilder og antagelser skal dokumenteres.
5.5 Konsekvensanalyse
Konsekvensanalysen vurderer følgerne af de identificerede uheld. Afhængigt af stofferne og scenarierne kan analysen omfatte:
Udslippets mængde og varighed;
Spredning af giftige eller brandfarlige stoffer;
Vejrforhold og vindretning;
Varmestråling fra brand;
Overtryk fra eksplosion;
Fragmenter;
Giftige koncentrationer;
Påvirkning af mennesker;
Påvirkning af miljøet, herunder jord, grundvand og overfladevand.
Konsekvenserne kan beregnes ved hjælp af empiriske modeller, fænomenologiske modeller eller mere detaljerede CFD-beregninger.
Ved vurdering af miljøpåvirkning skal metode og vurderingskriterier fastlægges særskilt. I modsætning til vurderingen af risiko for mennesker findes der ikke tilsvarende alment accepterede tærskelværdier for miljøskade. Vurderingen må derfor tilpasses de relevante miljøforhold, uheldsscenarier og myndighedskrav i den konkrete sag.
5.6 Sammenstilling af frekvens og konsekvens
Resultaterne fra frekvens- og konsekvensanalyserne sammenstilles for at beregne det samlede risikobillede.
For landbaserede risikovirksomheder kan resultatet blandt andet omfatte:
Isorisikokurver for stedbunden risiko;
En F-N-kurve for samfundsmæssig risiko;
Frekvenser for udvalgte uheldsscenarier;
Identifikation af de største risikobidrag;
Vurdering af dominoeffekter.
Den stedbundne risiko beregnes for summen af relevante uheldsscenarier og vises som kurver på et kort. Den samfundsmæssige risiko tager desuden højde for personbelastningen omkring virksomheden og vises som en F-N-kurve, hvor F angiver den kumulative hyppighed af uheld med mere end N dødsfald per år.
5.7 Validering og vurdering
Til sidst gennemgås beregninger, data og forudsætninger. Kritiske antagelser bør undersøges gennem følsomhedsanalyser.
Resultaterne sammenlignes med relevante acceptkriterier eller andre beslutningsparametre. Afhængigt af regelgrundlag og projekt kan vurderingen også omfatte principper som ALARP (As Low As Reasonably Practicable), hvor det vurderes, om risikoen er reduceret så langt, som det med rimelighed er praktisk muligt. Hvis risikoniveauet ikke kan accepteres, skal mulighederne for yderligere risikoreduktion vurderes.
Hvilke oplysninger kræver en QRA?
Det nødvendige datagrundlag afhænger af analysens formål og detaljeringsgrad. Typiske input omfatter:
Anlæg og proces:
Beskrivelse af anlæg, processer og aktiviteter;
P&ID’er og procesflowdiagrammer;
Varme- og massebalancer;
Layouttegninger og oplysninger om bygninger og terræn;
Driftsformer, bemanding og aktivitetsniveau.
Stoffer og oplag:
Procesdata og stofegenskaber;
Maksimale stofmængder og oplagskapaciteter.
Sikkerhed:
Eksisterende sikkerhedsforanstaltninger;
Resultater fra HAZID, HAZOP og andre risikoanalyser;
Historiske uheldsdata og fejlfrekvenser.
Omgivelser og planlægning:
Meteorologiske data;
Arealanvendelse og personbelastning omkring virksomheden;
Oplysninger om nabovirksomheder og mulige dominoeffekter.
Mangelfulde eller upræcise input kan få væsentlig betydning for resultaterne.
Hvad er resultaterne af en QRA?
En QRA kan blandt andet levere:
Beregnede uheldshyppigheder;
Konsekvensafstande og konsekvenskurver;
Maksimal konsekvensafstand;
Isorisikokurver for stedbunden risiko;
F-N-kurve for samfundsmæssig risiko;
Oversigt over de største risikobidrag;
Vurdering af dominoeffekter;
Grundlag for risikozoner og fysisk planlægning;
Sammenligning af alternative design- eller barrierevalg;
Anbefalinger om yderligere risikoreduktion;
Grundlag for beredskabsplanlægning.
Ved beregning af konsekvensafstandene for værst mulige og dimensionerende uheld forudsættes det som udgangspunkt, at alle barrierer og sikkerhedstiltag svigter. Faste fysiske barrierer, der ikke kan svigte, (f.eks. betonvægge) kan dog indgå i beregningerne.
Barrierernes pålidelighed kan samtidig have betydning for de beregnede uheldshyppigheder. Det er derfor vigtigt at skelne mellem beregningen af et scenaries konsekvens og beregningen af scenariets samlede frekvens.
Forudsætninger og usikkerheder
En QRA afhænger af modeller, statistiske data og tekniske antagelser. Resultaterne vil derfor altid være behæftet med usikkerhed.
Dokumentationen bør tydeligt beskrive:
Hvilke scenarier der er medtaget eller fravalgt;
Hvilke fejlfrekvenser og datakilder der er anvendt;
Hvordan udslip, spredning og konsekvenser er modelleret;
Hvilke vejrforhold og driftsformer der er forudsat;
Hvordan arealanvendelse og personbelastning er fastlagt;
Hvordan barrierer og betingede sandsynligheder er behandlet;
Hvilke følsomhedsanalyser der er gennemført;
Hvilke begrænsninger modellen har.
En mere kompliceret model er ikke automatisk mere retvisende. Detaljeringsgraden skal svare til formålet, datakvaliteten og den beslutning, analysen skal understøtte.
Konklusion
QRA er et stærkt værktøj, når der er behov for at kvantificere uheldshyppigheder, konsekvenser og den samlede risikopåvirkning fra et industrielt anlæg.
Metoden kan understøtte sikkerhedsdesign, myndighedsdokumentation, fysisk planlægning, beredskab og prioritering af risikoreducerende foranstaltninger. En QRA er dog ikke et mål i sig selv og er heller ikke nødvendig i alle risikosager.
Metoden og detaljeringsgraden skal vælges ud fra de konkrete farer, omgivelserne, projektets modenhed og analysens formål.
Hvordan kan ORS hjælpe?
ORS kan bistå med:
Afgrænsning og planlægning af QRA;
HAZID og udvælgelse af uheldsscenarier;
Frekvens- og konsekvensanalyser;
Beregning af stedbunden og samfundsmæssig risiko;
Modellering af dominoeffekter;
Vurdering af risikoreducerende foranstaltninger;
Dokumentation til sikkerhedsdokumenter og sikkerhedsrapporter;
Teknisk dialog med risikomyndighederne;
Kvalitetssikring og opdatering af eksisterende analyser.
