Czy pojazdy elektryczne są potencjalnie bardziej podatne na powstanie pożaru? Na to pytanie nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Brak dostępu do aktualnych i pełnych danych statystycznych zdarzeń pożarowych związanych z pojazdami samochodowymi nie pozwala w pełni ocenić skalę zjawiska (stosunek ilości pojazdów do ilości pożarów).
Ważne dane z całego 2021 r. w podjętej kwestii zebrał amerykański ubezpieczeń, w tym samochodowych - Autoinsurance EZ. Przeanalizowano dane z firm ubezpieczeniowych przetwarzane przez amerykańską Narodową Agencję Bezpieczeństwa Transportu (NTSB). Według nich najczęściej palą się hybrydy, czyli pojazdy spalinowo-elektryczne. Na każde 100 tys. sprzedanych samochodów przypada aż 3475, które spłonęły w przywołanym roku. W przypadku samochodów benzynowych było to 1530, a samochodów elektrycznych zaledwie 25 sztuk.1)
W Polsce niestety brak tego typu danych. Analiza lat ubiegłych wskazuje na blisko dwukrotnie większą ilość wniosków o wypłatę odszkodowania z tytułu pożaru pojazdu niż ilość pożarów samochodów ujawnionych w statystykach PSP. Część pożarów ugaszono w zarodku i bez udziału Straży Pożarnej.
Analizując przyczyny pożarów samochodów trudno jest jednoznacznie stwierdzić, który z nich jest bardziej podatny na zapalenie. Samochody całkowicie elektryczne (BEV) cechuje odmienna niż pojazdy z silnikiem spalinowym (ICE) budowa. Pierwsze z nich (BEV) nie posiadają silnika spalinowego, a źródłem zasilania napędu są ogniwa litowo-jonowe. Tak samo jak w przypadku pojazdów spalinowych (ICE), gdzie głównym źródłem pożarów bywa nieszczelność układów paliwowych, w pojazdach BEV przyczyną pożaru mogą być baterie. Z dotychczasowych danych (skromnych, lecz pozwalających na wnioskowanie) najczęstszą przyczyną pożarów w pojazdach elektrycznych wydaje się być uszkodzenie ogniwa elektrycznego. Nowoczesne akumulatory są bardzo wrażliwe na przegrzanie i uszkodzenia mechaniczne. Jeśli dochodzi do awarii, zmagazynowana w nich energia błyskawicznie uwalnia się w formie ciepła. W wyniku zderzenia lub najechania na tył przez inny pojazd istnieje zagrożenie uszkodzenia ogniwa. Wówczas może rozpocząć się proces stopniowego wzrostu temperatury, który może wywołać samozapłon i uszkodzenie kolejnych ogniw. Proces rozgrzewania się takiego uszkodzonego ogniwa może trwać nawet kilka dni. Wzrost temperatury powoduje utratę ich żywotności (już przy temperaturze 60o C). Natomiast osiągnięcie temperatury powyżej 80o C może być przyczyną samozapłonu. Podstawowym działaniem - o charakterze prewencyjnym - jest monitorowanie pracy baterii.
Producenci zdają sobie sprawę ze wskazanego zagrożenia. Dlatego też wyposażają nowe modele pojazdów w system zarządzania bateriami. Jego zadaniem jest monitorowanie baterii i utrzymanie jej pracy w optymalnych warunkach. Krytyczny moment stanowi ładowanie akumulatorów. Zakłada się, że wskutek przeładowania baterii (pow. 80% pojemności) najczęściej dochodzi do ich uszkodzenia lub przegrzania, a to skutkuje samozapłonem. Prawdopodobnie z tej przyczyny doszło do poważnego zagrożenia pożarowego w zajezdni autobusów miejskich w Stuttgarcie, gdzie wskutek wybuchu baterii elektrycznego autobusu spłonęło 25 tych pojazdów. Zdaniem czołowego eksperta w dziedzinie eksploatacji pojazdów elektrycznych, błąd mógł wystąpić w procesie ładowania, być może na skutek przeładowania baterii2).
Podobnie zdarzenia zwykle mają głośny wydźwięk medialny, przy czym powstają niczym nieuzasadnione opinie o zagrożeniu pożarowym wynikającym z eksploatacji pojazdów elektrycznych. Samochód elektryczny oferuje taki sam poziom bezpieczeństwa, tak czynnego jak i biernego, jak samochód z napędem spalinowym. Na tej płaszczyźnie nie ma żadnych kompromisów. Zapewnienie bezpieczeństwa, wydajności i niezawodności baterii jest dziś ważniejsze niż kiedykolwiek wcześniej. Jednak bezpieczeństwo, wydajność i żywotność baterii będą jedynie tak dobre, jak materiały użyte do jej wykonania. Zarówno proces wytwórczy jak również eksploatacja podlegają monitoringowi. W tym zakresie każdy pojazd - bez względu na rodzaj zasilania - wymaga należytej staranności w jego eksploatacji, poddawania go okresowym przeglądom technicznym.
Pojazd elektryczny - w przypadku podejrzenia, że mogło dojść do uszkodzenia ogniwa - winien być poddany diagnostyce przez autoryzowany serwis, obejmującej kontrole układu zasilania. Nie bez znaczenia byłoby wykonanie obserwacji za pomocą kamery termowizyjnej w celu wykluczenia ognisk podniesionej temperatury w pakiecie baterii zasilającej samochód.
Jak już zaznaczyłem, eksploatacja samochodów elektrycznych i zasilanych w sposób tradycyjny jest tak samo bezpieczna i nie powinna budzić naszych obaw.
Problemem jest konieczność zastosowania innych procedur gaśniczych w przypadku powstania zagrożenia pożarowego pojazdu elektrycznego lub hybrydowego. Analiza literatury przedmiotu, dostępnych wyników badań, jak i poszczególnych zdarzeń prowadzi do uzasadnionego wniosku, iż zagrożenia podczas prowadzenia działań ratowniczych i gaśniczych związanych ze zdarzeniami z udziałem pojazdów elektrycznych i hybrydowych nie są większe niż w przypadku pojazdów z napędami konwencjonalnymi. Są one w pewnym zakresie inne, co wynika w szczególności ze stosowanego systemu zasilania opartego na urządzeniach do magazynowania energii - akumulatorów3).
Uzyskane wyniki analiz wskazują, że pojedyncza bateria litowo-jonowa może wytworzyć od 6 do 10 kW energii i dużą ilość niebezpiecznych produktów spalania, zwłaszcza HF (fluorowodoru), POF3 (fluorek fosforylu). Opierając się na wynikach badań w pełnej skali, średnia ilość wody potrzebnej do ugaszenia palącej się baterii samochodu elektrycznego waha się od 2500 do 6000 litrów. Tak duże zapotrzebowanie w wodę może powodować, że do ugaszenia takiego pożaru nie wystarczy tylko jeden pojazd pożarniczy. Ilość promieniowania cieplnego w odległości półtora metra od modelu płonącego samochodu z elementami wykończeniowymi waha się od 8,1 do 11,8 kW/m2. Badania laboratoryjne wody użytej do gaszenia samochodu wykazały obecność w niej chlorowodoru (HCl) oraz fluorowodoru (HF) w stężeniach odpowiednio dwu, trzykrotnie oraz stokrotnie wyższych niż normalne4).
Z powyższego należy wnioskować, że - w przypadku pojazdu elektrycznego - najpoważniejszym problemem staje się organizacja procesu gaśniczego. Wymaga on zastosowania zarówno całkowicie innej niż standardowa techniki gaszenia, jak i również środków gaśniczych. Ze względu na występujące zagrożenie:
- elektryczne (możliwość porażenia elektrycznego - 400-800 V),
- chemiczne (wskutek wydzielania się toksycznych oparów - fluorowodoru, fluorek fosforylu),
- termiczne (temperatury w zakresie 650-1000o C)
Dlatego gaszenie pojazdu elektrycznego wymaga specjalistycznego sprzętu, środków i odpowiedniego przeszkolenia strażaków. Zdecydowanie gaszeniem powinny zajmować się wyszkolone jednostki. PSP dysponuje precyzyjnymi procedurami postepowania w przypadku pożaru pojazdu elektrycznego. Zostały one opisane w dokumencie opracowanym przez KG PSP „Standardowe zasady postępowania podczas zdarzeń z samochodami osobowymi z napędem elektrycznym”5).
W praktyce stosuje się co najmniej 4. podstawowe metody gaszenia pożarów pojazdów elektrycznych:
- metoda 1: podawanie znacznej ilości wody (6-15 tysięcy litrów) w celu obniżenia temperatury baterii, wymaga wielogodzinnego podawania wody, jest związana z znaczna emisją szkodliwych substancji zarówno w powietrze i wody;
- metoda 2: polegająca na zatopieniu pojazdu w zbiorniku wodnym, w postaci brezentowego lub stalowego kontenera. Zatopienie pojazdu skraca czas akcji i zmniejsza zapotrzebowanie na wodę;
- metoda 3: polegająca na zastosowaniu samochodowej płachty gaśniczej SPG występujących w różnych rozmiarach nawet 7x10 m (70 m2). Płachta gaśnicza pozwala na szybkie stłumienie ognia zewnętrznego przez co umożliwia strażakom zbliżenie się do pojazdu i podjęcie akcji neutralizacji źródła pożaru;
- metoda 4: polega na zastosowaniu nowoczesnej technologii pod nazwą Rosenbauer BES (Battery Extinguishing System) do gaszenia pożaru wewnątrz baterii trakcyjnej samochodu elektrycznego. Działanie systemu (Rosenbauer BES) polega na przebiciu obudowy baterii specjalną lancą gaśniczą oraz wprowadzeniu wody do wnętrza baterii. Gaszenie i chłodzenie ogniw wewnątrz daje dużo szybsze rezultaty, niż chłodzenie zewnętrzne i to przy nieporównywalnie mniejszej ilości wody gaśniczej.
Pożary akumulatorów Li-Ion to stosunkowo nowe i narastające zjawisko. Pożary pojazdów w pełni lub częściowo elektrycznych są znacznie trudniejsze do pełnego ugaszenia w porównaniu do pożarów pojazdów z silnikami spalinowymi. Jak dotąd nie opracowano w 100% skutecznej metody gaszenia pojazdów różnego typu (osobowych, ciężarowych, autobusów), która pozwoliłaby na ugaszenie pożaru w krótkim czasie. Działania w tym obszarze skupiają się na minimalizacji skutków. W dalszym ciągu istnieje potrzeba szukania nowych rozwiązań technicznych i taktycznych w celu optymalizacji procedur prowadzących do bardziej efektywnych działań służb przy tego rodzaju zdarzeniach6).
Podsumowując, warto zwrócić uwagę na potrzebę szerszej edukacji wśród użytkowników coraz popularniejszych pojazdów elektrycznych w zakresie bezpiecznej eksploatacji oraz procedur bezpiecznego postępowania w sytuacjach krytycznych. Istotną rolę winni w tym odgrywać instruktorzy nauki i techniki jazdy. Ale to już temat na kolejny artykuł.
Marek Górny (Kraków), instruktor nauki jazdy, wykładowca szkolący kierowców zawodowych, autor podręczników metodycznych, ekspert tygodnika PRAWO DROGOWE@NEWS (fot. Jolanta Michasiewicz)
_____________________________________
1) Raport „Gas vs. Electric Car Fires” Auto Insurance Comparison EZ 2021. Źródło: https://www.autoinsuranceez.com/gas-vs-electric-car-fires/
2) Źródło: https://www.transport-publiczny.pl/wiadomosci/medialne-pozary-elektrobusow-w-niemczech-71026.html
3) Oleksandr Lazarenko, Vasyl Loik, Bohdan Shtain, Dorota Riegert: „Badanie zagrożenia wystąpienia pożaru ogniw akumulatorów stosowanych w samochodach elektrycznych” SAFETY & FIRE TECHNOLOGY- BiTP Vol. 52 Issue 4, 2018, pp. 108-117.
4) Jw.
5) Źródło: https://www.gov.pl/web/kppsp-brzeziny/zasady-postepowania-podczas-zdarzen-z-samochodami-osobowymi-z-napedem-elektrycznym.
6) Piotr Lesiaka, Dariusz Pietrzela, Piotr Mortka „Metody gaśnicze stosowane do gaszenia pożarów samochodów elektrycznych” SAFETY & FIRE TECHNOLOGY SFT Vol. 58 Issue 2, 2021, pp. 38-57.
