Στα τέλη του Οκτωβρίου, δόθηκε στη δημοσιότητα το πόρισμα του Γραφείου Διερεύνησης Ατυχημάτων Χερσαίων Μεταφορών της Γαλλίας, BEA-TT (Bureau d’Enquêtes sur les Accidents de Transport Terrestre), σχετικά με το ξέσπασμα πυρκαγιάς σε δύο ηλεκτρικά λεωφορεία των δημοσίων συγκοινωνιών του Παρισιού (RATP), στις 4 και στις 9 Απριλίου του 2022.
Στο πόρισμα αυτό αναφέρεται ότι οι πυρκαγιές οφείλονται σε βραχυκύκλωμα που προκλήθηκε από θερμική διαφυγή στις μπαταρίες υψηλής τάσης οι οποίες χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία των ηλεκτροκινητήρων αυτών των οχημάτων.
Τα δύο αυτά περιστατικά είχαν ως αποτέλεσμα, εκτός φυσικά της καταστροφής των εν λόγω οχημάτων, να αποσυρθούν από την κυκλοφορία 148 ηλεκτρικά λεωφορεία, ενώ την ίδια τύχη είχαν και τα οχήματα που παραδόθηκαν από την κατασκευάστρια εταιρία BlueBus στη συνέχεια, αυξάνοντας τον αριθμό των –επί δύο χρόνια– ακινητοποιημένων λεωφορείων μηδενικών ρύπων στο Παρίσι σε 232.
????Pour ceux qui n'ont pas vu cet incident - Vendredi 29 avril, un 2e bus électrique de la RATP (ligne 71) s'enflammait à la station Bibliothèque François Mitterrand à Paris, pic.twitter.com/sIMleksWDd
— Calamity Jane (@CalamyJane) September 2, 2022
Το παραπάνω περιστατικό είναι μόνον ένα από τα πολλά που έχουν γίνει γνωστά και έχουν προκαλέσει περισσότερο ή λιγότερο θόρυβο και ανησυχία σε σχέση με την ασφάλεια που προσφέρουν τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα.
Πυρκαγιές που άναψαν φωτιές
Ενδεχομένως, το πιο «τρανταχτό» σχετικό περιστατικό είναι αυτό με το 200 μέτρων μήκους πλοίο Felicity Ace στο οποίο, στις 16 Φεβρουαρίου 2022, ξέσπασε μεγάλη φωτιά καθώς αυτό διέσχιζε τον Βόρειο Ατλαντικό μεταφέροντας 3.965 αυτοκίνητα του Volkswagen Group. Και έχει ίσως κάποια αξία να διευκρινίσουμε ότι το πλοίο δεν μετέφερε μόνο κάποια «ταπεινά» Volkswagen ή έστω κάποια κάπως ακριβότερα Audi, αλλά και ουκ ολίγα supercars, όπως Porsche, Lamborghini και Bentley, των οποίων το κόστος κάποιοι εκτίμησαν στο μισό δις ευρώ! Πόρισμα για τα ακριβή αίτια της φωτιάς δεν υπάρχει – το πλοίο τελικά βυθίστηκε, καθώς το πλήρωμα δεν μπόρεσε να αντιμετωπίσει τη φωτιά. Όμως, λίγο αργότερα η πλοιοκτήτρια εταιρία Mitsui O.S.K. κατέθεσε μήνυση κατά της Porsche εκτιμώντας ότι μια ηλεκτρική Porsche ήταν το αυτοκίνητο από το οποίο ξεκίνησε η φωτιά. Και ενώ η δικαστική διαμάχη βρίσκεται σε εξέλιξη, κανείς δεν μπορεί να είναι απολύτως σίγουρος ότι η φωτιά όντως ξεκίνησε από μια μπαταρία λιθίου. Είναι, όμως, βέβαιο πως όταν η φωτιά έφτασε στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα που μετέφερε το πλοίο, ήταν πλέον παντελώς αδύνατο να αντιμετωπιστεί.
Έναν περίπου χρόνο αργότερα, στις 25 Ιουλίου 2023, σε ένα ίδιου μεγέθους πλοίο, στο φορτωμένο με 3.783 αυτοκίνητα Fremantle Highway θα ξεσπούσε πυρκαγιά που και πάλι αποδόθηκε σε κάποιο από τα 498 ηλεκτρικά αυτοκίνητα που μετέφερε, καθώς έπλεε στη Βόρειο Θάλασσα με προορισμό την Αίγυπτο. Η φωτιά έκαιγε επί μία βδομάδα με ιδιαίτερη ένταση (είναι χαρακτηριστικό ότι κατέρρευσε ένα από τα καταστρώματα) καταστρέφοντας το πλοίο, το οποίο, όμως, δεν βυθίστηκε, αλλά ρυμουλκήθηκε στο λιμάνι, προκειμένου να αποφευχθεί μια περιβαλλοντική καταστροφή.
Η δυσκολία κατάσβεσης
Όπως αντιλαμβάνεστε, τα δύο αυτά περιστατικά έγιναν αφορμή να μπουν στο τραπέζι μια σειρά ζητήματα σχετικά με την ασφάλεια όχι μόνο των ίδιων των ηλεκτρικών αυτοκινήτων, αλλά και των πλοίων, και των δημοσίων χώρων στάθμευσης, και των κατοικιών – και θυμίζουμε ότι είναι πρόσφατο το περιστατικό με Tesla που τυλίχθηκε στις φλόγες στα Βόρεια Προάστια. Κάπως έτσι φτάσαμε και στην περίφημη εγκύκλιο που απαγορεύει την είσοδο ηλεκτρικών αυτοκινήτων με γεμάτη μπαταρία στα πλοία της γραμμής στην Ελλάδα!
Γιατί, παρ΄όλο που υπό φυσιολογικές συνθήκες μια μπαταρία δεν έχει λόγο να πάρει φωτιά, όταν οι φλόγες κάνουν την εμφάνισή τους σε ένα ηλεκτρικό όχημα, είναι εξαιρετικά δύσκολο να περιοριστούν. Διότι από τη στιγμή που θα καταστραφούν τα διαχωριστικά τοιχώματα στο εσωτερικό των μπαταριών, αφενός η φωτιά είναι εξαιρετικά δύσκολο να σβήσει (αφού θα πρέπει με κάποιο τρόπο το νερό να φτάσει μέσα στα στοιχεία της μπαταρίας, η οποία, όμως, είναι τοποθετημένη κάτω από το πάτωμα, καθιστώντας εξαιρετικά δύσκολο το έργο των πυροσβεστών) και, από την άλλη, όταν αυτή εντέλει κατασβεσθεί, ελλοχεύει ο κίνδυνος νέας ανάφλεξης μετά από ώρες. Είναι χαρακτηριστικό ότι προτείνεται ακόμα και η τοποθέτηση της μπαταρίας που έχει αναφλεγεί σε ειδική «μπανιέρα» γεμάτη με νερό! Κατά συνέπεια, αν ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο πάρει φωτιά, θα πρέπει οπωσδήποτε να απομονωθεί στη συνέχεια για κάποιες μέρες…
Τι πήγε στραβά;
Επανερχόμενοι στα περιστατικά με τα δύο γαλλικά ηλεκτρικά λεωφορεία, βλέπουμε πως στην έκθεση του BEA-TT σημειώνεται ότι οι μπαταρίες, οι οποίες παρέχονται από την Blue Solutions και κατασκευάζονται σε εγκαταστάσεις στο Ergué-Gabéric της Γαλλίας και στο Boucherville του Καναδά, έχουν χωρητικότητα 63 kWh ανά «πακέτο» και λειτουργούν με εσωτερική θερμοκρασία των 80°C. «Σε κανονική λειτουργία, αυτή η θερμοκρασία πρέπει να διατηρηθεί και μπορεί να φτάσει τους 105°C. Ως εκ τούτου, θερμαίνονται με ηλεκτρική αντίσταση. Η θερμοκρασία των μπαταριών παρακολουθείται από πολλαπλούς αισθητήρες θερμοκρασίας, τάσης και έντασης ρεύματος.» Φαίνεται, λοιπόν, πως η υψηλή θερμοκρασία είναι κάτι που απαιτείται για τη σωστή λειτουργία της μπαταρίας. Τι είναι, όμως, αυτό που δεν πήγε καλά στη συγκεκριμένη περίπτωση;
Όπως διαβάζουμε στο πόρισμα: «Μόνον ένα εσωτερικό βραχυκύκλωμα σε ένα στοιχείο (παραδείγματος χάριν: λόγω της παρουσίας μεταλλικών σωματιδίων μεταξύ των ηλεκτροδίων) ή ένα βραχυκύκλωμα μεταξύ των στοιχείων (κυψελών) της μπαταρίας φάνηκε αρχικά να είναι η μόνη πιθανή εξήγηση για αυτές τις πυρκαγιές». Ίσως, όμως, είναι ακόμα πιο σημαντικό αυτό που αναφέρεται παρακάτω, ότι «ορισμένα φύλλα μόνωσης Mylar είχαν τοποθετηθεί λανθασμένα κατά την κατασκευή των μπαταριών και ο έλεγχος θέσης που πραγματοποιήθηκε στις γραμμές παραγωγής δεν εντόπισε αυτή την ανωμαλία. Έτσι, δεν υπήρχε επαρκής μόνωση μεταξύ των κυψελών και, ως εκ τούτου, θα μπορούσε να προκληθεί βραχυκύκλωμα μεταξύ των στοιχείων. Αυτό το φαινόμενο έχει αναγνωριστεί ως η πιο πιθανή αιτία αυτών των πυρκαγιών, λόγω της θερμικής διαρροής που προκάλεσε». Τα εν λόγω ηλεκτρικά λεωφορεία επανήλθαν στην κυκλοφορία τον Απρίλιο του 2024.
Πόσο συχνό είναι το φαινόμενο;
Σύμφωνα με στοιχεία που συλλέχθηκαν από τον EV FireSafe, έναν αυστραλιανό οργανισμό που καταγράφει τις πυρκαγιές σε ηλεκτρικά οχήματα (EV), φαίνεται ότι εκδηλώθηκαν λίγο περισσότερες από 500 –επιβεβαιωμένα οφειλόμενες σε μπαταρίες– πυρκαγιές σε όλο τον κόσμο μεταξύ του 2010 και του τέλους Ιουνίου του 2024. Με βάση, τώρα, ότι στις αρχές του 2024 κυκλοφορούσαν 40 εκατομμύρια EV σε όλον τον κόσμο, η συχνότητα εκδήλωσης πυρκαγιάς είναι περίπου 1 στις 80.000. Ο αριθμός αυτός είναι οπωσδήποτε μικρός (και ενδεχομένως θα μπορούσε να αμφισβητηθεί), όμως ιδιαίτερη βαρύτητα, ανεξαρτήτως της συχνότητας εκδήλωσης πυρκαγιάς, φαίνεται ότι έχουν οι ιδιαιτερότητές της, όπως, άλλωστε, σημειώνει και η ίδια η EV FireSafe: μια τέτοια φωτιά μπορεί να εκδηλωθεί σε κλειστό ή, ακόμα χειρότερα, σε υπόγειο χώρο, ενώ μπορεί να συνοδεύεται και από έκρηξη, εντελώς απροειδοποίητα.
Η Tesla, από την πλευρά της, υπολόγισε ότι ένα όχημά της πιάνει φωτιά για κάθε 130 εκατομμύρια μίλια (209 εκ. χλμ.) που διανύθηκαν. Τέλος, η Εθνική Ένωση Πυροπροστασίας των ΗΠΑ (National Fire Protection Association - NFPA) υπολόγισε ότι πυρκαγιά σε όχημα εμφανίζεται μία φορά κάθε 18 εκ. μίλια (29 εκ. χιλιόμετρα) για όλους τους τύπους καυσίμων, κάτι που σημαίνει ότι η συχνότητα εκδήλωσης φωτιάς σε ηλεκτρικό όχημα είναι τουλάχιστον 7 φορές μικρότερη.
Παραμένοντας στις Ηνωμένες Πολιτείες, τα στοιχεία δείχνουν ότι σημειώθηκαν κατά μέσο όρο 117.370 πυρκαγιές επιβατικών οχημάτων κάθε χρόνο μεταξύ 2013 και 2017, δηλαδή περίπου μία κάθε 5 λεπτά. Και μπορεί στις στατιστικές των ΗΠΑ να μην προσδιορίζεται ποιες πυρκαγιές εκδηλώθηκαν σε «θερμικά» και ποιες σε ηλεκτρικά οχήματα, στη Σουηδία έχουμε τέτοια δεδομένα από τα οποία προκύπτει πως τα οχήματα με κινητήρα εσωτερικής καύσης είχαν 29 φορές περισσότερες πιθανότητες να πιάσουν φωτιά από τα EV και τα πλήρως (μη plug-in) υβριδικά.
Έχετε, δε, υπόψη σας ότι στα οχήματα με κινητήρα εσωτερικής καύσης, ο κίνδυνος πυρκαγιάς τείνει να αυξάνεται με την ηλικία του οχήματος, ενώ τα στοιχεία που έχουμε προέρχονται από ένα σαφώς πολυπληθέστερο στόλο. Είναι, λοιπόν, σημαντικό να δούμε πώς θα εξελιχθεί το φαινόμενο τα επόμενα χρόνια, καθώς είναι βέβαιο ότι θα αυξηθεί σημαντικά και το πλήθος, αλλά και η ηλικία των κυκλοφορούντων EV παγκοσμίως.
Οφείλουμε, πάντως, να σημειώσουμε ότι σε δημοσίευμα του CBS αναφέρεται πως: «Οι πυρκαγιές που προκαλούνται από επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, συμπεριλαμβανομένων των μπαταριών ιόντων λιθίου, αυξάνονται σταθερά σε μεγάλες πόλεις, όπως η Νέα Υόρκη και το Σαν Φρανσίσκο. Τουλάχιστον από το 2019, οι πυροσβεστικές υπηρεσίες στις δύο πόλεις λένε ότι έχουν ανταποκριθεί σε τουλάχιστον 669 περιστατικά συνολικά. Πέρυσι, υπήρξαν περισσότερες από 200 πυρκαγιές για τις οποίες ενοχοποιήθηκαν μπαταρίες ιόντων λιθίου στη Νέα Υόρκη. Από το 2019 η πόλη κατέγραψε 326 τραυματισμούς που σχετίζονται με τέτοιου είδους πυρκαγιές, ενώ το Σαν Φρανσίσκο κατέγραψε 7 την ίδια χρονική περίοδο».
Αν ισχύουν αυτά τα στοιχεία, τότε είναι σίγουρο πως η συνολική εικόνα είναι διαφορετική από αυτή που παρουσιάζεται από τον EV FireSafe, ακόμα και αν λάβουμε υπόψη μας ότι ο οργανισμός κάνει λόγο για «επιβεβαιωμένες» πυρκαγιές.
Κλείνοντας, θα λέγαμε ότι έχουμε να αντιμετωπίσουμε μια συνολικά καινούργια πραγματικότητα στον χώρο της αυτοκίνησης, καθώς τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα αυξάνουν. Και η πραγματικότητα αυτή περιλαμβάνει και τις ιδιαιτερότητες της φωτιάς σε ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο. Τα μέχρι στιγμής δεδομένα, πάντως, δεν είναι βέβαιον ότι μας επιτρέπουν να μιλήσουμε για αυξημένη συχνότητα, αλλά μας επιτρέπουν να αναφέρουμε την αυξημένη επικινδυνότητα. Η οποία, με τη σειρά της, ενδέχεται να μειωθεί με την εξέλιξη της τεχνολογίας των μπαταριών. Εκείνο που είναι βέβαιον είναι ο σημερινός κάτοχος ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου θα πρέπει να λάβει υπόψη του όλες εκείνες τις ιδιαιτερότητες που αναφέρουμε στο παρόν άρθρο. Είναι, δε, επίσης βέβαιον ότι μια πυρκαγιά σε ηλεκτρικό αυτοκίνητο γίνεται εύκολα πρωτοσέλιδο, αλλά δεν συμβαίνει το ίδιο και με μια φωτιά σε ένα συμβατικό…
10.000 λίτρα νερό για ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο
Οι πυρκαγιές που μπαταριών EV περιλαμβάνουν θερμική διαφυγή, μια χημική διαδικασία που συμβαίνει όταν ένα από τα στοιχεία (κυψέλες) μιας μπαταρίας βραχυκυκλώνεται και υπερθερμαίνεται. Η θερμότητα από το δυσλειτουργικό στοιχείο μπορεί να προκαλέσει αστοχία των γειτονικών στοιχείων και αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αλυσιδωτή αντίδραση στην μπαταρία. Σημειώστε ότι τα υποβαθμισμένα στοιχεία της μπαταρίας απελευθερώνουν οξυγόνο που τροφοδοτεί τη φωτιά κατά τη διάρκεια της θερμικής διαφυγής – και αυτό μπορεί να επιβραδυνθεί ή και να εξαλειφθεί μειώνοντας τη θερμοκρασία αρκετά, ώστε να σταματήσει η χημική διαδικασία. Κάτι που, με τη σειρά του, μπορεί να επιτευχθεί με την απευθείας στόχευση της μπαταρίας με νερό, για τη σταδιακή μείωση της θερμοκρασίας – πράγμα εξαιρετικά δύσκολο, λόγω της θέσης της (τουλάχιστον στα επιβατικά ηλεκτρικά στα οποία η μπαταρία είναι τοποθετημένη κάτω από το δάπεδο). Φαίνεται, λοιπόν, ότι μπορεί να χρειαστούν κάπου 10.000 λίτρα νερού για την κατάσβεση μιας πυρκαγιάς σε ηλεκτρικό αυτοκίνητο, όταν για μια πυρκαγιά σε όχημα με κινητήρα εσωτερικής καύσης θα χρειαστούν από 2.000-4.000 λίτρα. Ενώ σύμφωνα με άλλες εκτιμήσεις η απαιτούμενη ποσότητα νερού, στην περίπτωση του ηλεκτρικού αυτοκινήτου είναι ακόμα μεγαλύτερη – έως εικοσαπλάσια της ποσότητας που απαιτείται για ένα συμβατικό αυτοκίνητο.
Η θερμική διαφυγή είναι πιο συχνή σε κάποιους τύπους μπαταριών: σε μπαταρίες ιόντων λιθίου που κατασκευάζονται με καθόδους μαγγανίου νικελίου και οξειδίου του κοβαλτίου (NMC) είναι πιο πιθανόν να εκδηλωθεί μια φωτιά. Για αυτόν τον λόγο, η βιομηχανία μπαταριών στρέφεται προς τις καθόδους φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP), χωρίς νικέλιο και κοβάλτιο, καθώς οι μπαταρίες LFP έχουν υψηλή θερμική σταθερότητα που τις καθιστά λιγότερο επιρρεπείς στη θερμική διαφυγή. Αν υποθέσουμε ότι η μετατόπιση συνεχίζεται, ο κίνδυνος πυρκαγιάς EV θα μειωθεί με την πάροδο του χρόνου. Ενώ οι –ούτως ή άλλως πολλά υποσχόμενες– μπαταρίες στερεάς κατάστασης (solid state) επόμενης γενιάς που βρίσκονται αυτήν τη στιγμή υπό εξέλιξη υπόσχονται να μειώσουν ακόμα περισσότερο τους κινδύνους πυρκαγιάς στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, αφού χρησιμοποιούν μη εύφλεκτους, στερεούς ηλεκτρολύτες, αντί των υγρών ηλεκτρολυτών των τυπικών μπαταριών ιόντων λιθίου.
ΟΙ 15 ΙΔΙΑΙΤΕΡΟΤΗΤΕΣ ΤΗΣ «ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ» ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ
- Τα ηλεκτρικά οχήματα (EV) φαίνεται ότι είναι λιγότερο πιθανό να πιάσουν φωτιά από τα οχήματα με κινητήρα εσωτερικής καύσης (ICE)
- Η θερμική διαφυγή είναι ο τρόπος με τον οποίο ξεκινούν όλες οι φωτιές στις μπαταρίες των ηλεκτρικών οχημάτων. Προκύπτει ύστερα από βραχυκύκλωμα, σε κάποιο στοιχείο της μπαταρίας.
- Μια μπαταρία με επίπεδο φόρτιση (SoC) κάτω του 50% είναι λιγότερο πιθανό να αναφλεγεί
- Το 15% των αναφλέξεων συμβαίνει κατά τη διάρκεια της φόρτισης.
- Σε μια πυρκαγιά από μπαταρία λιθίου EV αναπτύσσονται θερμοκρασίες υψηλότερες από ό,τι σε ένα όχημα ICE. Σε ένα φλεγόμενο ICE η θερμοκρασία μπορεί να φτάσει τους 815-1.000 oC, ενώ σε ένα EV έως και τους 1.200 oC.
- Η συμπεριφορά της φωτιάς σε ένα EV είναι διαφορετική και παρουσιάζει νέες προκλήσεις. O εντοπισμός του ατμού βοηθά στην έγκαιρη αναγνώριση και διαχείριση του συμβάντος.
- Δεν είναι καπνός, είναι ένα σύννεφο ατμών από πολύ εύφλεκτα αέρια: Όταν εμφανίζεται θερμική διαφυγή, απελευθερώνονται μεγάλες ποσότητες εύφλεκτων αερίων, κυρίως υδρογόνου.
- Το νερό είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για να σβήσει μια φωτιά σε μπαταρία EV. Απαιτείται μεγάλη ποσότητα νερού για την ψύξη της μπαταρίας και την καταστολή της φλόγας – τουλάχιστον 4.000 λίτρα.
- Μια ανάφλεξη μπαταρίας EV απαιτεί περισσότερους πόρους για την αντιμετώπισή της (επιπλέον άτομα, οχήματα κατάσβεσης και νερό).
- Η θέση της μπαταρίας EV (κάτω από το δάπεδο) καθιστά πιο δύσκολη την κατάσβεση της φωτιάς
- Ένα ηλεκτρικό όχημα που βρίσκεται βυθισμένο σε νερό δεν «διοχετεύει» ηλεκτρικό ρεύμα στο νερό που το περιβάλλει.
- Ο κίνδυνος ηλεκτροπληξίας μέσω του νερού είναι χαμηλότερος από τον αναμενόμενο. Ένα ηλεκτρικό όχημα δεν είναι γειωμένο και αποτελεί μικρό κίνδυνο όταν χρησιμοποιείται μία αδιάκοπη ροή νερού για την καταστολή της φωτιάς.
- Ο κίνδυνος ηλεκτροπληξίας από τα καλώδια υψηλής τάσης είναι χαμηλότερος από τον αναμενόμενο. Τα πορτοκαλί καλώδια και τα εξαρτήματα υποδεικνύουν τάσεις της τάξης των 400V – μπορεί, δε, να αποτελέσουν κίνδυνο εάν καταστραφεί η μόνωσή τους.
- Βέλτιστη πρακτική; Εάν το επιτρέπει η τοποθεσία και η χρονική στιγμή, αφήστε τη μπαταρία να καεί: ο κίνδυνος μειώνεται για όλους.
- Μια φωτιά σε μπαταρία EV μπορεί να αναζωπυρωθεί, ώρες ή και μέρες αργότερα. Κατά συνέπεια, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ο κίνδυνος ανάφλεξης.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ:
7 μισές αλήθειες για το ηλεκτρικό αυτοκίνητο
Μαντέψτε πόση ώρα χρειάστηκε για να σβήσει ένα φλεγόμενο Tesla Cybertruck (video)
Πεντέλη: Mazda MX-5 «πάλεψε» με τις φλόγες αλλά κατάφερε να γίνει ξανά σαν καινούργιο (photos)