Obawy związane z pożarami samochodu elektrycznego

Pożar samochodu elektrycznego, a zwłaszcza pożar baterii litowo-jonowej auta elektrycznego na parkingu, budzi obawy wśród wspólnot mieszkaniowych, spółdzielni i zarządców nieruchomości. Państwowa Straż Pożarna tłumaczy, że nie ma uzasadnienia dla wprowadzania zakazów wjazdów aut elektrycznych do garaży podziemnych, ale takie obostrzenia zaczynają się już w Polsce pojawiać.

Aby rozstrzygnąć na ile pożary aut elektrycznych są realnym zagrożeniem przez trzy miesiące prac nad tym artykułem Redakcja WysokieNapiecie.pl przestudiowała kilkadziesiąt artykułów naukowych i wyników badań, rozmawiając jednocześnie z kilkudziesięcioma strażakami, naukowcami i ekspertami ds. ppoż. Oto kluczowe wnioski:

• W Polsce, na 100 000 zarejestrowanych samochodów, średnio pali się ok. 20 aut elektrycznych i 30 aut spalinowych

• Pożary dotyczyły w dużej mierze starszych, nawet 20-letnich, importowanych aut elektrycznych

• Średnio co czwarty pożar auta elektrycznego w Polsce to efekt podpalenia

• Zaledwie 1/10 pożarów aut elektrycznych w Polsce obejmowała baterie trakcyjne

• Prawdopodobieństwo śmierci w wypadku drogowym w Polsce jest dziś większe niż ryzyko pożaru baterii auta elektrycznego

• Najdłuższa akcja gaśnicza auta elektrycznego trwała ponad 21 godzin, z tego gaszenie pożaru zajęło… 18 minut

• Gaszenie i schładzanie baterii auta elektrycznego jest znacznie dłuższe niż gaszenie pożaru nadwozia i zajmuje ok. 2 godziny

• Z raportów po ogromnym pożarze parkingu wielopoziomowego w Norwegii wynika, że auta spalinowe przyczyniły się w nim do szybszego przenoszenia się ognia niż samochody elektryczne

• Zanurzanie auta elektrycznego w kontenerze, przebijanie obudowy akumulatora lub przykrywanie samochodu kocem gaśniczym wcale nie są dziś preferowanymi metodami gaszenia elektryków

To tylko część z wniosków, które dla wielu osób mogą być zaskoczeniem. Przyjrzyjmy się, wobec tego szczegółom pożarów, zaczynając od masowo dystrybuowanych fake newsów.

„Wybuchy elektryków” to często… pożary spalinówek

W mediach znajdziemy masę nagrań rzekomo przedstawiających wybuchy aut elektrycznych, które w rzeczywistości pokazują płonące… samochody spalinowe i przewożone przez nie towary. „Pożar elektryka na autostradzie w Niemczech” opublikowany przez „Tygodnik Bydgoski” to w rzeczywistości pożar spalinowej ciężarówki przewożącej gaz propan-butan na autostradzie we Francji trzy lata wcześniej.

Rzekomy „wybuch elektryka w Mediolanie” to w rzeczywistości eksplozje butli z tlenem przewożonych spalinową ciężarówką, o czym informowały władze miasta i straż pożarna. Gdy zadzwoniliśmy do właściciela profilu na Facebooku, który umieścił filmik, poinformował nas, że podejrzewał, że materiał jest fałszywy. Filmik pozostanie jednak w sieci, bo budząc strach u czytelników. poprawia oglądalność profilu, a zdecydowana większość komentujących ślepo wierzy w serwowane im treści.

„Samozapłon samochodu elektrycznego na parkingu strzeżonym” w rzeczywistości przedstawia gigantyczny pożar samych aut spalinowych na parkingu australijskiego komisu samochodowego pod Perth, co ustalił serwis Demagog, kontaktując się z właścicielem obiektu. Według australijskich mediów w pożarze spłonęła lub została uszkodzona blisko setka samochodów spalinowych.

Ogromny pożar garażu podziemnego w Warszawie miał być natomiast – w zależności od legendy – spowodowany „wybuchem elektryka”, „pożarem elektrycznej hulajnogi” lub „pożarem Tesli”. − Jest to informacja nieprawdziwa. W parkingu podziemnym przy ul. Górczewskiej w Warszawie w październiku 2020 roku strażacy nie odnotowali obecności samochodu elektrycznego – wyjaśnia wysokienapiecie.pl bryg. Karol Kierzkowski z Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej.

Prokuratura ustaliła, że pożar zaczął się od instalacji elektrycznej budynku i przeniósł na zaparkowane samochody spalinowe. Doszczętnie spłonęło 46 aut spalinowych, a kolejnych 100 zostało uszkodzonych. Akcja trwała wiele godzin i wymagała pracy blisko setki strażaków.

Na innym z nagrań na Facebooku, podpisanym jako „Kolejny eko-pożar!!!!!”, widać nawet pożar oparów paliwa spływającego w dół ulicy. Płonące opary rozniecone uderzeniem wody, stworzyły wrażenie ogromnego wybuchu.

− Znaczna część z tego co można przeczytać o pożarach samochodów elektrycznych wynika z niewiedzy, emocji czy powtarzania niesprawdzonych opinii, które nie mają odzwierciedlenia w rzeczywistości. To z resztą nie tylko problem w Polsce – tłumaczy w rozmowie z WysokieNapieice.pl bryg. Tomasz Jonio, szef Krajowego Centrum Koordynacji Ratownictwa w Komendzie Głównej Państwowej Straży Pożarnej. − Analizujemy pojawiające się filmy z rzekomych pożarów samochodów elektrycznych, gdzie wyraźnie widzimy, że to pożar rozlewającego się paliwa albo zbiornika z LPG – dodaje strażak, który kierował pracami nad obowiązującymi dziś w Polsce zasadami gaszenia elektryków.

Dlaczego ciągle słyszy się o pożarach elektryków?

Auta elektryczne budzą emocje, więc portale, zwłaszcza tabloidy, chętnie publikują każdą informację o nich, choćby była to zwykła kolizja, pożar wnętrza samochodu, a nawet… jazda po drodze ekspresowej. Tymczasem pożary samochodów spalinowych są powszechne, więc nie budzą zainteresowania. Zwykle odnotowują je najwyżej lokalne media. W efekcie czytelnicy nabierają mylnego przeświadczenia, że pożary samochodów elektrycznych są czymś częstszym od pożarów aut spalinowych, podczas gdy jest dokładnie odwrotnie, także w przeliczeniu na 1000 pojazdów na drogach. Przypomnijmy, że średnio co godzinę gdzieś w Polsce płonie auto spalinowe.

− Paradoksalnie z czasem, gdy będzie ich [pożarów elektryków – red.] coraz więcej, media przestaną o nich pisać, a ludzie przestaną się ich obawiać – prognozuje dr inż. Bernard Król ze Szkoły Głównej Służby Pożarniczej, szef zespołu, który w 2020 roku opracował pierwsze zasady postępowania z pożarami aut elektrycznych, stosowanymi przez strażaków w całym kraju. − Kiedyś obawiano się parowozów… − przypomina.

Kolejnymi medialnymi wydarzeniami będą zapewne pierwszy pożar elektrycznej ciężarówki, czy pierwszy pożar elektrycznego autobusu (tu także pojawiły się już fake newsy po pożarze autobusu z silnikiem Diesla na Śląsku). Wystarczy jednak wpisać w wyszukiwarce „pożar autobusu”, aby zrozumieć jak wiele takich pożarów wybucha nawet w autobusach przewożących dzieci.

Strażacy i naukowcy o pożarach elektryków

− Na pewno do pożarów elektryków trzeba podejść na spokojnie i racjonalnie – tłumaczy dr inż. Bernard Król ze Szkoły Głównej Służby Pożarniczej, specjalizujący się w środkach gaśniczych i gaszeniu pożarów. − Czy ktoś boi się podróżować autokarem, chociaż siedzi nawet na kilkuset litrach oleju napędowego? Przecież to gigantyczna ilość energii zgromadzonej w łatwopalnej substancji. Tak samo, czy ktoś boi się dziś wsiadać do autobusów elektrycznych, gdzie baterie są znacznie większe niż w samochodach osobowych, albo do autobusów ze zbiornikami z łatwopalnym gazem ziemnym (CNG) pod wysokim ciśnieniem? – pyta retorycznie dr Król.

KM PSP Gdańsk, pożar elektryka w maju 2023

− Na początku też się baliśmy pożaru auta elektrycznego – przyznaje mł. bryg. Wojciech Pawlikowski, zastępca dowódcy JRG KM PSP w Piotrkowie Trybunalskim, który uczestniczył w gaszeniu baterii w Tesli Model S w grudniu 2022 roku. – Tak samo kiedyś baliśmy się zbiorników LPG, gdy zaczęły się pojawiać w samochodach – dodaje. Pomimo tego, strażacy zgasili baterię na tyle szybko, że nie zajęło się wnętrze. − Cały samochód został uratowany, nie było większych zniszczeń. Jedyny problem jest taki, że osłona ogniw jest hermetyczna i służby ratunkowe nie mają do niej łatwego dostępu. Dobrze robi to Renault, gdzie nad baterią mamy otwór, który wytapia się pod wpływem temperatury i umożliwia bezpieczne zalanie baterii. W przypadku tej Tesli wystarczyło nam może ze 200 litrów wody, aby zalać baterię aż do podłogi – dodaje strażak. Jak wylicza, gaszenie i schładzanie baterii zajęło półtorej godziny, chociaż była to pierwsza w Polsce taka akcja (gdzie płonęła bateria, a nie reszta auta).

− Z naszych badań w CNBOP-PIB, z prac innych ośrodków naukowych i biznesowych, które analizujemy, a także z dotychczasowego doświadczenia straży pożarnej w Polsce, wynika, że pożary pojazdów elektrycznych co do zasady nie różnią się istotnie co do mocy pożaru od pojazdów spalinowych – tłumaczy WysokieNapiecie.pl st. bryg. dr hab. inż. Jacek Zboina, wicedyrektor państwowego ośrodka w Józefowie, prowadzącego testy pożarowe baterii i sprzętu do ich gaszenia. Dodaje jednak, że w niektórych przypadkach pożar baterii może się rozwijać szybko, co można było zobaczyć choćby na filmie pokazującym jet flames w Chinach, które zajęły po pewnym czasie oponę sąsiedniego auta. Z drugiej strony rozlane paliwo także bardzo szybko może się zapalić i zająć ogniem auta obok.

Pożar elektryka vs auta spalinowego

Praktycznie wszyscy strażacy, eksperci i naukowcy, z którymi rozmawialiśmy, tłumaczą, że różnice między pożarem spalinówki i elektryka nie są tak istotne, jak można by to wywnioskować z przekazów medialnych. Potwierdzają to także wyniki badań prowadzonych w Polsce i za granicą. − Gaszenie samochodu elektrycznego i spalinowego wygląda bardzo podobnie – tłumaczy Karol Kierzkowski z Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej.

− Od strony wielkości pożaru nie bardzo widzimy jakąś różnicę między pożarem auta spalinowego a elektrycznego – przyznaje także prof. Wojciech Węgrzyński z Zakładu Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej. − Nadmiernie dużo uwagi poświęcamy pożarom elektryków, a mało czasu pożarom samochodów klasycznych, które też są bardzo niebezpieczne. W zamkniętym garażu pożar pojazdu będzie dość niebezpieczny bez względu na napęd – tłumaczy w rozmowie z WysokieNapiecie.pl.

– W samochodzie płoną głównie tworzywa sztuczne. Dlatego rodzaj napędu ma drugorzędne znaczenie – tłumaczy Michał Zugaj, rzeczoznawca ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych. Tworzywa sztuczne palą się z mocą zbliżoną do benzyny, a w aucie mamy ich 200-300 kg, podczas gdy paliwa w baku zmieścimy ok. 30-50 kg (litr benzyny waży 0,75 kg).

− Moc rozwiniętego pożaru samochodu może osiągać w szczycie 6-8 megawatów, z tego udział płonącej baterii dochodzi do 1,5 MW – wylicza prof. Węgrzyński. Jak tłumaczy, podobną moc będzie mieć palący się bak samochodu. W obu przypadkach znaczenie ma także to czy bak lub bateria są pełne czy puste. W przypadku pożaru baterii, gdy dochodzi do całkowitego stopienia się membrany oddzielającej elektrody i w efekcie zwarcia, naładowana bateria będzie wydzielać więcej ciepła niż rozładowana.

„Nie sposób postawić tezy, że pojazdy o napędzie elektrycznym palą się częściej niż pojazdy o konwencjonalnym napędzie. Skoro nie palą się częściej, to może generują więcej energii w pożarze? Dla tej tezy również nie znajdziemy potwierdzenia w literaturze lub badaniach. Oczywiście są pewne różnice w rozkładzie wydzielającej się energii w czasie, ale jej ilość jest porównywalna dla wszystkich nowoczesnych samochodów, bo główne >>paliwo<< pożaru, czyli ich wyposażenie i instalacje, są takie same w każdym nowoczesnym pojeździe” – tłumaczy w najnowszym numerze „Przeglądu Pożarniczego” bryg. Tomasz Jonio z KG PSP.

Tak wygląda rozwinięty pożar samochodu spalinowego i jego gaszenie.

W mediach społecznościowych często można przeczytać, że pożar samochodu spalinowego można ugasić zwykłą gaśnicą. Wystarczy jednak przejrzeć relacje z pożarów z kilku ostatnich dni, aby zrozumieć, że nie zawsze jest to takie proste. Pomimo prób ugaszenia, ogromna liczba samochodów zasilanych benzyną, olejem napędowym lub LPG co roku spala się doszczętnie zanim na miejsce przyjedzie straż pożarna.

Jedną z częściej powtarzanych obaw jest wybuch pożaru samochodu elektrycznego na parkingu. Mieliśmy dotychczas ogromną liczbę pożarów aut spalinowych, które objęły od kilku do kilkuset kolejnych aut spalinowych. Dwa z nich: w Warszawie w 2020 roku i w Perth w 2023 roku już przywoływaliśmy na początku tekstu, bo o wybuch pożaru oskarżano tam auta elektryczne, a wśród kilkudziesięciu wraków nie było nawet samochodu hybrydowego. Kolejny pożar, z 13 lipca 2023 roku na lotnisku w Gdańsku, poza ponowną próbą wprowadzenia w błąd w mediach społecznościowych co do napędów spalonych samochodów, pokazuje też jakie mogą być efekty pożaru auta spalinowego nawet w miejscu o dużym natężeniu ruchu, gdzie reakcja straży pożarnej była natychmiastowa (niestety, spłonęły 4 auta spalinowe a kolejnych 7 zostało uszkodzonych).

W styczniu 2020 roku na parkingu wielopoziomowym lotniska Stavanger w Norwegii wybuchł jednak pożar, w którym spłonęło lub zostało zniszczonych, w efekcie zawalenia budynku, ponad 400 samochodów, wśród których było ponad 300 aut spalinowych i kilkadziesiąt elektrycznych. Tam także media początkowo wydały wyrok, że to samochód elektryczny był przyczyną pożaru. Policja, na podstawie nagrań i zeznań właściciela piętnastoletniego Opla Zafiry z silnikiem diesla ustaliła jednak bezsprzecznie, że to ten samochód spalinowy wywołał pożar. Wybuchł on, gdy właściciel opla, po powrocie z wakacji, chciał odpalić auto. Ogień przeniósł się następnie na sąsiednie samochody spalinowe. Chociaż straż pożarna przyjechała na miejsce zaledwie 10 minut od zgłoszenia i 18 minut od wybuchu pożaru, ogniem objętych było już wówczas 10 samochodów.

Chociaż ustalono, że pożar zaczął się i najpierw rozprzestrzenił na samochody spalinowe, to wpływ zaparkowanych aut elektrycznych na rozprzestrzenianie się ognia był jednym z najważniejszych elementów śledztwa po pożarze. Naukowcy z instytutu RISE Fire Research i norwescy strażacy ustalili, że „pojazdy elektryczne nie przyczyniły się do rozwoju pożaru w sposób wykraczający poza oczekiwania dotyczące pojazdów konwencjonalnych”. Naukowcy zauważyli, że dalszym badaniom poddane powinny być także wraki aut, bo nie wiadomo w ilu z nich baterie w ogóle się zapaliły.

Straż pożarna w swoim raporcie, zawierającym zeznania strażaków bezpośrednio walczących z ogniem, stwierdziła także, że „nie zaobserwowano istotnych różnic ani w intensywności, ani w czasie trwania pożarów samochodów na parkingu. Ogień szybko rozprzestrzeniał się z samochodu na samochód, w kierunku wiatru, z dużymi i małymi hukami, wysoką temperaturą i silnym promieniowaniem cieplnym”. Strażacy dodali jednak, że do rozprzestrzeniania się ognia przyczyniły się topiące się zbiorniki paliwa i wypływająca z nich benzyna lub olej napędowy. „Większość zbiorników paliwa jest wykonana z tworzywa sztucznego. Zjawisko running fuel fire występuje, gdy paliwo wypływa z uszkodzonego przez pożar zbiornika paliwa. Wypływa lotna, łatwopalna ciecz, a mieszanina gazu z powietrzem przyczynia się do rozprzestrzeniania się ognia”.

W liczącym ponad 100 stron raporcie po pożarze dodano, że „rynny do zbierania wody deszczowej również mogły przyczynić się do rozprzestrzeniania się ognia poprzez rozprzestrzenianie się płynnego paliwa. RBR [straż pożarna – red.] wspomina o tym w swoim raporcie z oceny, a w naszych rozmowach z personelem reagującym z RBR okazało się, że ciekłe, niezapalone paliwo, przepływało do innych rzędów pojazdów, a zapalone opary paliwa przyczyniły się do rozprzestrzeniania się ognia”.

To nagranie pokazuje jak trudno jest zgasić płonące paliwo z samochodu spalinowego, gdy strażacy nie są wyposażeni w specjalistyczne urządzenia do generowania piany lub środek pianotwórczy.

Nie znaleźliśmy żadnego nagrania, w którym płonąca bateria doprowadziłaby do masywnego pożaru samochodów na parkingu, ale jest to oczywiście możliwe i z pewnością z takimi pożarami będziemy mieć w przyszłości do czynienia. Mamy za to co najmniej dwa nagrania, pokazujące jak strażacy poradzili sobie z płonącymi bateriami na parkingach podziemnych. Pierwsze pokazuje pożar podczas ładowania auta w Chinach. Drugie, to niedawny pożar Jaguara I-Pace w centrum Pragi.

− W tym konkretnym przypadku, pożaru Jaguara i-Pace w Pradze, pojazd był podłączony do ładowarki, a ogień wybuchł w okolicy akumulatora – poinformował WysokieNapiecie.pl mjr. Bc. Martin Kavka ze Straży Pożarnej i Ratowniczej M. St. Pragi. Strażacy pracowali w skrajnie trudnych warunkach, ponieważ chodziło parking podziemny z niskim stropem, w budynku mieszkalnym w centrum stolicy, wyposażony jedynie w windę samochodową. Na dół nie mógł zjechać żaden wóz gaśniczy. Pomimo tego, jak relacjonował nam mjr. BcA. Tomáš Poříze z czeskiego MSW, Dyrekcji Generalnej Straży Pożarnej Republiki Czeskiej, strażacy błyskawicznie ugasili pożar baterii, a następnie schłodzili ją przebijając się przez obudowę lancą. Na rolkach samochód został następnie przetransportowany na powierzchnię i odebrany w kontenerze. Ogień nie objął nawet wnętrza auta.

W raporcie instytutu RISE po pożarze w Stavanger zauważono natomiast, że wpływ na szybsze rozprzestrzenianie się ognia ma fakt, że kupujemy coraz większe i cięższe samochody. „Nowoczesne samochody zawierają więcej materiałów palnych niż starsze samochody. Może to prowadzić do bardziej intensywnych i długotrwałych pożarów. Ponadto samochody średnio się poszerzyły (np. szerokość Golfa z 1983 roku wynosiła 1,7 m, a od 2012 roku ok. 1,8 m, podczas gdy miejsca parkingowe generalnie się nie poszerzyły, co powoduje, że samochody są parkowane bliżej niż w przeszłości. Łącznie te czynniki wyjaśniają, dlaczego obecnie rozprzestrzenienie się ognia z jednego pojazdu trwa krócej niż miało to miejsce wcześniej. Potwierdza to badanie przeprowadzone przez BRE w 2010 roku, porównujące nowoczesne samochody ze starszymi. Badanie BRE sugeruje, że nowoczesne samochody przyczyniają się do bardziej intensywnego przebiegu ognia niż samochody starsze, co stwarza większe ryzyko rozprzestrzenienia się ognia na większą liczbę pojazdów.”

− Widać, że na bazie tego medialnego zamieszania już pojawiają się jakieś tłumaczenia, że straż pożarna zaleciła wprowadzenie zakazu wjazdu na parking dla samochodów elektrycznych. Nic takiego nie miało miejsca – tłumaczy bryg. Tomasz Jonio z KG PSP.

− Państwowa Straż Pożarna w ramach podejmowanych inicjatyw nie zgłaszała propozycji w zakresie wprowadzenia zakazu wjazdu pojazdów elektrycznych do garaży wielostanowiskowych. Z analizy dostępnych wymagań bezpieczeństwa pożarowego krajów członkowskich Unii Europejskiej wynika również, że obecnie nie wprowadzają one zakazu wjazdu pojazdów elektrycznych do garaży wielostanowiskowych – dodaje także bryg. Karol Kierzkowski z Komendy Głównej PSP. − Inicjatywa ustawodawcza co do zasady nie powinna zakładać wprowadzenia ograniczeń w zakresie możliwości parkowania i ładowania pojazdów elektrycznych w budynkach, lecz tak kształtować wymagania prawa, aby zapewniały one akceptowalny poziom bezpieczeństwa użytkowników tych budynków, przy uwzględnieniu odpowiednich rozwiązań techniczno-budowlanych oraz zabezpieczeń (w tym przeciwpożarowych) – dodaje rzecznik komendanta głównego PSP.

Eksperci i naukowcy zwracają jednak uwagę, że podczas pożaru samochodu wydzielają się duże ilości szkodliwych substancji. Większość z nich w podobnych ilościach w pożarach aut spalinowych i elektrycznych. Jest jednak jeden niebezpieczny dla zdrowia gaz – kwas fluorowodorowy – którego w pożarze elektryka może wydzielać się znacznie więcej. Na szczęście w Polsce ten problem jest dość dobrze ograniczany. – Akurat u nas systemy wentylacji pożarowej są obowiązkowe, więc jesteśmy w tym obszarze dobrze rozwinięci. Taka wentylacja znacząco ułatwia ewakuację dużego obiektu – wyjaśnia prof. Wojciech Węgrzyński z Zakładu Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej.

Jak często palą się auta elektryczne?

W 2022 roku polska straż pożarna odnotowała 7 pożarów samochodów elektrycznych (w tym 2 podpalenia) i 8333 pożarów samochodów spalinowych. W poprzednich dwóch latach paliły się po 2 auta elektryczne (w tym połowa to podpalenia) i 7-9 tys. aut spalinowych. Jeżeli jednak przeliczymy pożary na 100 tys. samochodów, liczby będą zbliżone – po 18-28 pożarów elektryków i 27-35 pożarów spalinówek.

Polska na tle takich statystyk z innych państw wypada bardzo źle. Pożarów elektryków jest u nas niewiele mniej od aut spalinowych, co z jednej strony może być efektem niewielkiej skali porównawczej, a z drugiej strony importem do Polski starych lub powypadkowych elektryków z Zachodu, na których nieautoryzowane warsztaty dopiero uczą się napraw. Stwierdzone przez Policję podpalenia dotyczą co czwartego pożaru auta elektrycznego w Polsce.

Dane z bogatszych państw, gdzie flota aut jest młodsza i prawdopodobnie lepiej serwisowana, wskazują jednak na przepaść między prawdopodobieństwem pożaru w aucie elektrycznym i spalinowym. W krajach z największym na świecie udziałem elektryków na drogach: Szwecji i Norwegii (co piąte auto w tym kraju jest już elektryczne), samochody spalinowe palą się nawet 8 razy częściej od elektrycznych.

Naukowcy, nawet ze Skandynawii, wciąż zwracają jednak uwagę, że z końcowymi wnioskami warto jeszcze się wstrzymać. Flota elektryków – mimo rozwoju od lat – średnio rzecz biorąc wciąż jest dość młoda, a i producenci tych aut z każdego pożaru wyciągają wnioski, wprowadzając zmiany w budowie aut, elektryce pokładowej, chemii ogniw, budowie pakietów baterii czy systemach zarzadzania nimi (BMS), poprawiając bezpieczeństwo nowych modeli lub aktualizując oprogramowanie starych.

− Każda nowa technologia przechodzi przez pewien okres wstępny, który można porównać do chorób wieku dziecięcego. Na pierwszych awariach, zdarzeniach i pożarach producenci aut uczą się jak lepiej je zabezpieczać i wprowadzają nowe oraz dostosowują istniejące rozwiązania – tłumaczy st. bryg. dr hab. inż. Jacek Zboina z Centrum Naukowo-Badawczego Ochrony Pożarowej.

Czy palą się też nowe auta?

Straż pożarna nie zbiera danych nt. wieku płonących aut, ale po modelach wiemy, że wśród 7 pożarów elektryków z 2022 roku, dwa dotyczyły oryginalnych Peugeotów 106 Electrique, a więc aut, które miały przynajmniej 20 lat, bo później nie były już produkowane. Pozostałe 5 pożarów dotyczyło Tesli Model S (3 szt.), Nissana Leaf i Tazzari, a więc modeli produkowanych od kilkunastu lat. Takie modele w dużej mierze były do polski importowane jako używane (czasami też powypadkowe).

Państwowy Szwedzki Instytut Badawczy RISE otrzymał dane jednej z norweskich firm ubezpieczeniowych nt. wieku aut dotkniętych pożarami w 2016 roku. Najmłodsze auto spalinowe, które się zapaliło, miało 2 lata, a najmłodsze auto elektryczne 8 lat.

To nie oznacza, że nie palą się także nowe auta elektryczne. W Polsce co najmniej dwa tegoroczne pożary (Mercedesa EQA i Forda Mustanga Mach-e) dotyczył aut nie starszych niż dwa lata. Potencjalne powody pożarów nowych samochodów widać choćby w aukcjach przywoławczych publikowanych przez producentów i Komisję Europejską. Tylko w ciągu ostatnich 60 dni ogłoszono aż 24 akcje przywoławcze z powodu ryzyka pożarów samochodów, w tym 14 dotyczy samochodów spalinowych, 7 hybryd plug-in, a 3 elektryków. Najczęściej chodzi o samochody produkowane w latach 2021-2023, bo przywołania starszych modeli były już wcześniej ogłaszane.

Dlaczego nowe auta mogą się zapalić? Oto cytaty z opisów akcji przywoławczych dla kilku modeli spalinowych. Opel Mokka (roczniki 2022-2023): “Przewód paliwowy może być uszkodzony i spowodować wyciek paliwa do komory silnika. Stwarza to ryzyko pożaru”, Renault Megane (2022): “Rura odpowietrzająca opary paliwa może być uszkodzona i uszkodzić inne rury znajdujące się w pobliżu. Może to spowodować ryzyko pożaru”. Range Rover (roczniki 2018-2023): „Pompa płynu chłodzącego może działać nieprawidłowo i zatrzymać przepływ płynu chłodzącego, powodując szybkie przegrzanie silnika, a następnie pęknięcie plastikowego kolanka zamontowanego na silniku w obwodzie chłodzenia. Płyn chłodzący może wyciekać na osłonę termiczną turbosprężarki, stwarzając ryzyko pożaru w komorze silnika”. DS3 Crossback (roczniki 2022-2023): „Paliwo może wyciekać do komory silnika i na drogę. Może to spowodować ryzyko pożaru i stanowić zagrożenie dla środowiska”.

Jakie są powody przywołań aut elektrycznych? Jaguar I-Pace (roczniki 2018-2023): „W akumulatorze wysokiego napięcia może wystąpić przeciążenie termiczne, stwarzając ryzyko pożaru i obrażeń”. Producent aktualizuje oprogramowania samochodu. Ford e-Transit (2022-2023): „Samochód nie jest wyposażony w szynę ochronną dla akumulatora wysokonapięciowego, co może spowodować uszkodzenie akumulatora, stwarzając ryzyko pożaru”. Renault ZOE (2021): „Akumulator może przestać działać prawidłowo podczas cyklu ładowania lub jazdy pojazdu, powodując wewnętrzne zwarcie. Doprowadzi to do zwiększonego ryzyka pożaru”.

Przyczyny pożarów samochodów elektrycznych

Zdecydowana większość (ok. 80%) pożarów samochodów elektrycznych nie jest związana z baterią trakcyjną auta. − Takie pożary wynikają np. z zaprószenia ognia przez samego użytkownika, nieautoryzowanych źle wykonanych napraw, które mogą skutkować osłabieniem izolacji, z korzystania ze złej jakości zewnętrznych urządzeń wpinanych do instalacji 12 V [gniazda zapalniczki – red.] czy zwykłych akumulatorów kwasowo-ołowiowych – tłumaczy w rozmowie z WysokieNapiecie.pl Tomasz Karwat, biegły sądowy zajmujący się ustalaniem przyczyn pożarów pojazdów elektrycznych.

Podobne przyczyny zawiera szwedzka baza danych o pożarach. Prawdopodobnymi przyczynami pożarów elektryków było tam np. ogrzewanie fotela, zapalenie się reflektora, spięcie w instalacji 12 V czy zajęcie się od płonącego auta zaparkowanego obok. Kilka pożarów wybuchło także z uwagi na specyfikę auta elektrycznego: poprzez upuszczenie jednego akumulatora na drugi w warsztacie obsługującym autobusy, czy podczas przerabiania klasycznego auta na elektryczne w przydomowym warsztacie. Trzy miały związek z wypadkami. Część to prawdopodobnie podpalenia. Pojedyncze przypadki wynikały z zapalenia się ogniw podczas jazdy lub postoju. Dokładniej o tej ostatniej przyczynie opowiemy jeszcze w dalszej części.

Z ustaleń Policji przekazanych portalowi WysokieNapiecie.pl wynika, że co najmniej cztery pożary aut elektrycznych w Polsce były efektem podpalenia. Wszystkie dotyczyły Tesli Model S. Pierwsze podpalenie miało miejsce w Boguszowie-Gorcach w 2018 roku, drugie w Ścinawie na Dolnym Śląsku w 2019 roku, trzecie na warszawskiej Pradze w styczniu 2022 roku, a czwarte w Chorzowie w lipcu 2022 roku.

Co się pali w autach elektrycznych?

Skoro większość pożarów elektryków nie obejmuje baterii, to co w takim razie płonie? Dotarliśmy do wszystkich opisów pożarów elektryków w Polsce w 2022 roku. Poza jednym pożarem samej baterii, w pozostałych przypadkach paliły się 1) podszybie, 2) wnętrze, 3) silnik, 4) przód i deska rozdzielcza, 5) komora silnika i 6) sama deska rozdzielcza.

Pożar samochodu elektrycznego w centrum Warszawy z 1 czerwca 2023 roku. Ogień wybuch pod maską i nie objął ogniw. Strażacy ugasili go w ciągu 5 minut. Cała akcja gaśnicza zajęła 1 godzinę 35 minut.

Do tej pory zaledwie 20% pożarów aut elektrycznych w Polsce w pełni się rozwinęła, trawiąc doszczętnie niemal całe auto. W żadnym z tych pożarów bateria się nie zapaliła.

Wieczorem 22 czerwca 2023 roku na autostradzie A1 wybuchł pożar tesli model Y. Podobnie jak w przypadku większości pożarów aut spalinowych, ogień pojawił się pod maską. Samochód spłonął niemal doszczętnie, jednak w ogniwach nie doszło do ucieczki termicznej.

Niespełna miesiąc później, także na A1, doszło do pożaru samochodu spalinowego. Samochód także spłonął całkowicie, ale strażacy musieli radzić sobie także z płonącą plamą paliwa, które zalało oba pasy.

„Auto spaliło się całe, poza baterią”

Bateria nie tylko jest bardzo rzadkim powodem pożarów, ale też rzadko uczestniczy w pożarze. − W wielu, jeżeli nie większości, pożarach aut elektrycznych nie dochodzi w ogóle do wzrostu temperatury ogniw do niebezpiecznego poziomu – tłumaczy bryg. Tomasz Jonio, z Komendy Głównej PSP. − Mamy przypadki, gdzie spłonął cały samochód elektryczny poza baterią. Na wszystkie siedem pożarów samochodów całkowicie elektrycznych z jakimi mieliśmy do czynienia w Polsce w 2022 roku, w zaledwie jednym przypadku na pewno doszło do ucieczki termicznej w ogniwach – wylicza strażak.

Dotychczas w Polsce jeszcze żaden z pięciu rozwiniętych pożarów samochodów elektrycznych nie objął baterii trakcyjnej. W 2018 roku w Boguszowie-Gorcach niemal doszczętnie spłonęła Tesla Model S. Jak poinformowała portal WysokieNapiecie.pl asp. szt. Agnieszka Głowacka-Kijek z KM Policji w Wałbrzychu, było to podpalenie. Strażak, st. kpt. Tomasz Kwiatkowski z KM PSP w Wałbrzychu dodał, że pożar ugaszono w ciągu 27 minut, zużywając 2,5 m3 wody. To oznacza, że bateria nie była nawet przesadnie chłodzona w czasie akcji. Nie było takiej potrzeby.

W 2019 roku podpalono kolejną Teslę Model S, co potwierdziła nam asp. szt. Sylwia Serafin z KPP w Lubinie. Strażacy początkowo nie wiedzieli nawet, że auto jest elektryczne, więc ugasili je tak jak auto spalinowe, pianą gaśniczą (przy gaszeniu aut spalinowych ogranicza ona ryzyko wybuchu oparów paliwa) – poinformował nas mł. asp. Patryk Zdanowski z KP PSP w Lubinie. Tam także nie było czego właściwie zbierać po aucie, ale bateria przetrwała pożar bez ucieczki termicznej i zapłonu.

W lipcu 2021 roku w Warszawie niemal doszczętnie spłonęło elektryczne BMW i3. Pożar, według relacji kierowcy, rozpoczął się pod maską. Po ugaszeniu auta strażacy kilkukrotnie sprawdzali temperaturę baterii i stwierdzili, że jej temperatura w ogóle nie wzrosła do niebezpiecznego poziomu. Uprzątnęli teren i skończyli akcję.

W marcu 2023 roku na Kaszubach niemal całkowicie spalił się elektryczny mercedes EQA. Po przyjeździe strażacy ugasili pożar w ciągu kilkunastu minut, ale większość czytelników polskich mediów mogła przeczytać, że samochód „płonął 21 godzin”. Takie nagłówki wynikały z braku zrozumienia czym różni się „czas akcji gaśniczej” od „czasu gaszenia pożaru”. Była to wyjątkowo długa akcja, bo po błyskawicznym ugaszeniu pożaru (zajęło to dokładnie 18 minut, jak poinformował nas mł. bryg. Marek Szwaba z KP PSP w Kartuzach), auto zalano jeszcze wodą w kontenerze i odstawiono na kilkanaście godzin. Z perspektywy czasu można jednak ocenić, że strażacy dmuchali na zimne. − W przypadku pożaru pojazdu elektrycznego na Kaszubach prawdopodobnie nie doszło do zapłonu baterii. Temperatura ogniw nie była bardzo wysoka, ale ze względu na wydobywające się zadymienie i podejrzenie przyrostu temperatury dla pewności auto zostało zalane wodą w kontenerze. Po zalaniu nie było oznak wzrostu temperatury ogniw – tłumaczy bryg. Tomasz Jonio z KG PSP.

W czerwcu 2023 roku na autostradzie A1 obok Grudziądza zapaliła się Tesla Model Y. Pasażerowie bezpiecznie opuścili pojazd, ale przed przyjazdem strażaków ogień zajął już całe auto. Jego gaszenie, jak poinformował nas bryg. Paweł Puchowski z KP PSP w Świeciu, trwało 15 minut. Pożar nie objął baterii. Ratownicy schładzali ją dla pewności przez pewien czas. Cała akcja, wraz z monitorowaniem temperatury, przekazaniem auta na lawetę i uprzątnięciem autostrady zajęła 3 godziny.

– Większość czołowych producentów aut elektrycznych wie, jak skutecznie zabezpieczyć baterie trakcyjną przed ucieczką termiczną i zapłonem pod względem technologicznym. Elektronika sterująca potrafi chronić ją przed przeładowaniem i zwarciem, a stosowana często modułowość, z odgrodzeniem poszczególnych modułów separatorami, pozwala ograniczyć rozprzestrzenianie się pożaru. Dodatkowo bateria jest zabezpieczona od zewnątrz płytami mającymi zapewnić odporność na uszkodzenia mechaniczne – tłumaczy także Paweł Ochyński, szef Green Cell, specjalizującej się w technologiach bateryjnych.

To jak wygląda taki pożar dobrze obrazuje film z testu nowego elektrycznego Renault Megane e-Tech. Ogień podłożono tam w kabinie, a więc miejscu, gdzie najszybciej mógł się rozwinąć (dużo plastików i tlenu). W tym wypadku ogień doprowadził w końcu do ucieczki termicznej w ogniwach i pożaru baterii trakcyjnej. Pożar auta wraz z baterią został jednak szybko ugaszony dzięki bezpośredniemu dostępowi do akumulatora, który otwiera się poprzez stopienie osłonki. W przeciwnym razie strażacy musieliby chłodzić akumulator polewając jego obudowę, co zamiast kilku minut, zajęłoby kilkadziesiąt minut.

Jak wygląda pożar baterii litowo-jonowej?

Jak zatem wyglądają pożary obejmujące baterię samochodu elektrycznego? Sam pożar baterii, wbrew powszechnej opinii, zwykle jest mało spektakularny. Wynika to z faktu, że zgromadzone w baterii „paliwo” w postaci plastików, elektrolitu i grafitowego proszku pokrywającego anodę, jest znacznie mniej kaloryczne od plastików we wnętrzu i na karoserii auta. We współczesnych elektrykach bateria odpowiada raptem za 20% wszystkiego co może się w samochodzie wypalić. W dodatku ogniwa i moduły baterii są od siebie pooddzielane, więc ucieczka termiczna nie następuje jednocześnie. Efekty widać na jedynych dwóch pożarach elektryków w Polsce, które objęły baterię. W obu przypadkach bateria była też przyczyną pożaru.

Pierwszy dotknął Teslę Model S w Piotrkowie Trybunalskim w grudniu 2022 roku. Ograniczał się on do zadymienia i pojedynczego zapłonu wydostających się gazów. – Schładzaliśmy baterię przez kilkadziesiąt minut, zużywając 8 m sześc. wody – relacjonuje nam, uczestniczący w akcji, mł. bryg. Wojciech Pawlikowski z KM PSP. Następnie strażacy przecięli obudowę akumulatora w dwóch miejscach i zalali go do poziomu podłogi. Temperatura akumulatora spadła do 30-40 st. C i podczas trzygodzinnych pomiarów już nie rosła. Dowodzący akcją zrezygnował więc z zanurzania auta w kontenerze, bo nie było takiej potrzeby. Auto trafiło na parking. Nie doszło już do ponownej ucieczki termicznej w częściowo spalonej baterii (strażacy mają co do tego pewność, bo wiele dni po pożarze jeszcze przyjeżdżali na parking w celach szkoleniowych). Ogień nie objął także wnętrza samochodu. Akcja zajęła 4 godziny i 34 minuty wraz z uprzątnięciem miejsca.

Drugi pożar baterii potencjalnie mógł być znacznie groźniejszy. Bateria Forda Mustanga Mach-e zapaliła się podczas postoju auta na stacji benzynowej. Doszło także do widocznego na nagraniu wybuchu gazów. Ogień hipotetycznie mógł zapalić opary benzyny. Zgodnie z procedurami odcięto więc dopływ paliwa do dystrybutorów i ewakuowano stację. Całkowite stłumienie ognia i dymu zajęło strażakom kilkadziesiąt minut, po czym bateria jeszcze przez godzinę była polewana mniejszymi strumieniami wody, aby mieć pewność co do jej schłodzenia. − Po przerwaniu chłodzenia temperatura baterii wynosiła 30 st. C i już nie rosła − relacjonował nam z miejsca akcji bryg. Jacek Jakóbczyk z KM PSP w Gdańsku. Nie było potrzeby zanurzania auta. Strażacy odsunęli je od stacji benzynowej, skąd następnego dnia zabrała je laweta. Ogień nie objął wnętrza samochodu. Stopiła się część plastików pod maską.

Mamy także przypadki podobnych pożarów w wielu innych miejscach na świecie. Bateria chińskiego Xpeng G3 zapaliła się podczas ładowania. Pożar miał łagodny przebieg, bardzo podobny do dwóch pożarów z Polski, ale nie został w porę ugaszony, przez co zajął wnętrze auta. Bateria chińskiego BYD Han zapaliła się podczas jazdy. Pożar także rozpoczął się łagodnie, ale nie został ugaszony w porę i zajął wnętrze.

Wybuch baterii vs wybuch paliwa

Często możemy usłyszeć o „wybuchach” paliwa lub baterii. W najlepszym razie to skróty myślowe (też ich używamy w tym artykule). W rzeczywistości ani paliwo, ani bateria, nie wybuchają. Niespecjalnie się nawet palą. Zapalić się mogą, czasem wybuchowo, wydobywające się z nich gazy lub opary. Jednak zdarza się to ekstremalnie rzadko, bo do zainicjowania wybuchu potrzebny jest zbieg kilku warunków – odpowiednia temperatura, ciśnienie, stężenie i najczęściej zewnętrzne źródło zapłonu (np. iskra, ogień czy gorąca powierzchnia). Sam wybuch może, ale nie musi, być groźny.

2 lipca 2023 roku, w Buczynie (Małopolska) doszło do wybuchu oparów benzyny podczas przelewania ich z kanistra – wyjaśnił nam kpt. Artur Sroka z KP PSP w Bochni. W efekcie całkowicie spłoną samochód spalinowy i spora część dachu garażu. Strażacy obronili na szczęście dom. Nikt też nie ucierpiał. Większość wybuchów paliwa ma jednak miejsce na stacjach benzynowych, gdzie zwykle tankujemy auta spalinowe. W przypadku widocznym na tym nagraniu, do wybuchu oparów paliwa doszło z powodu iskry przeskakującej ze swetra kierowcy. Na szczęście wybuch nie był groźny.

W tym wypadku w Stanach Zjednoczonych doszło do rzadkiego, ale możliwego, wybuchu paliwa podczas zderzenia aut. Kierowca rozpędzonego mercedesa zabił pięć osób, sam jednak przeżył.

Znacznie większym zagrożeniem mogą być kolizje z udziałem cystern. W 2018 roku w efekcie wypadku we Włoszech doszło do zapalenia się, a następnie gigantycznego wybuchu LPG. W wypadku zginęła przynajmniej jedna osoba, a kilkadziesiąt zostało rannych. Spłonęło też kilkanaście samochodów.

Samochody elektryczne nie niosą ze sobą ryzyka wybuchów stacji paliw czy cystern, ale gazy i opary z baterii, wydobywające się podczas ucieczki termicznej w ogniwach, mogą wywoływać niewielkie eksplozje. Według australijskiej obrony cywilnej, badającej wszystkie pożary baterii trakcyjnych aut elektrycznych na świecie, tylko 5% z nich ma przebieg wybuchowy.

Ryzyko pożaru samochodu elektrycznego w Polsce wynosi 0,02%. Ryzyko, że pożar obejmie także baterię, to już zaledwie 0,006%. Natomiast ryzyko, że wystąpi choćby niewielki wybuch oparów z baterii to jedynie 0,0003%. Dla porównania ryzyko śmierci w wypadku drogowym w Polsce jest wielokrotnie wyższe i wynosi 0,005%.

A jak wygląda taki wybuch oparów z baterii? Australijska obrona cywilna, starająca się zbierać dane nt. wszystkich pożarów trakcyjnych aut elektrycznych na świecie, naliczyła kilkanaście takich przypadków w ciągu ostatnich 13 lat. Kilka z nich zostało uchwyconych kamerami i opublikowanych.

W chińskim elektrycznym Chery Arrizo doszło do ucieczki termicznej w ogniwach podczas ładowania w garażu podziemnym. Gazy rozchodziły się w garażu i w końcu wybuchły, gdy obok auta stali już strażacy i kierowca. Z nagrania można jednak wnioskować, że na szczęście nie doznali większych obrażeń. Pożar ugaszono zanim objął wnętrze.

W 2019 roku na parkingu podziemnym w Szanghaju doszło do ucieczki termicznej ogniw zaparkowanej Tesli Model S. Opary wybuchły. Nagranie z kamery przemysłowej może sugerować, że skala był większa niż w rzeczywistości ze względu na oślepienie matrycy kamery. Jednak na zaparkowanym obok aucie nie widać uszkodzeń jakie wywołałaby silna fala uderzeniowa.

W 2019 roku w Moskwie, po uderzeniu z prędkością 100 km/h w lawetę, Tesla Model 3 zapaliła się (nie wiadomo które auto spowodowało pożar). Ogień zajął całe auto przed przyjazdem strażaków, a na nagraniach innych kierowców widać dwukrotne wybuchy, które najprawdopodobniej pochodziły z baterii. Pasażerowie opuścili samochód bez szwanku (poza złamaną nogą kierowcy).

Baterie litowo-jonowe zabezpiecza się przed fizycznym wybuchem (czyli rozerwaniem obudowy) na kilka różnych sposobów. Jednym z nich są odpowietrzniki, które będą wypuszczać opary i gazy na zewnątrz w przypadku ucieczki termicznej. To szare kłęby przypominające dym. Widać je dobrze na obu nagraniach pożarów baterii z Polski. Te opary mogą się zapalić na moment, a przy bardzo szybkiej ucieczce termicznej mogą tworzyć strumienie ognia (jet flames). Wygląda to bardzo groźnie, ale zostało zaprojektowane tak, aby uniemożliwić rozsadzenie obudowy.

W sieci można znaleźć zaledwie kilka nagrań z tak przebiegających pożarów. Na jednym z nich widać zapłon gazów wydostających się z chińskiego auta elektrycznego. Doszło do niego przy rozwiniętym już pożarze i nie trwał on długo, ale wystarczył do zajęcia ogniem opony auta zaparkowanego obok.

Czy wypadek doprowadzi do pożaru baterii?

Podobnie jak w przypadku samochodów spalinowych, wypadki, nawet przy dużej prędkości, ekstremalnie rzadko skutkują pożarem. Niektóre testy pokazują, że kierowca i pasażer szybciej zginą z powodu silnego uderzenia, niż w pożarze będącym następstwem wypadku.

Samochodu elektryczne projektowane są tak, aby ochronić baterię trakcyjną podczas wypadku. W przypadku uruchomienia ładunków pirotechnicznych poduszek powietrznych lub napinaczy pasów, w wielu modelach ładunki pirotechniczne rozłączają także zasilanie baterii trakcyjnej, aby zapewnić bezpieczeństwo uczestników wypadku, ratowników i zapobiec pożarowi.

Znany jest nam przypadek, w którym auto elektryczne w wypadku czołowym zostało zniszczone tak, że nie opłaca się go już naprawiać (szkoda całkowita), ale bateria nie nosząca żadnych widocznych oznak uszkodzenia służy nadal w innym aucie elektryczny. − Widziałem już masę aut powypadkowych, mocno zniszczonych, w których pakiet akumulatorów był nietknięty i po bardzo dokładnym sprawdzeniu nadawał się ponownego wykorzystania – tłumaczy nam Bartosz Jeziorański, dyrektor generalny EV Repair.

Trzeba jednak zdawać sobie sprawę z tego, że wykorzystywanie powypadkowych baterii, choćby gołym okiem nie wykazywały one żadnych uszkodzeń, zawsze niosą ze sobą podwyższone ryzyko ucieczki termicznej w przyszłości, a przy złej naprawie problemów może być więcej. − Większość aut używanych trafiających do Polski to samochody powypadkowe. Trzeba się liczyć niestety z tym samym, co widzimy w przypadku aut spalinowych – naprawy bardzo mocno zniszczonych aut i ponowne wprowadzanie na rynek. Widziałem już powypadkowe auto elektryczne, gdzie ktoś, zamiast wymienić bezpiecznik pirotechniczny, skręcił go miedzianym drutem. Podczas kolejnego wypadku oczywiście by nie zadziałał. To bardzo podstawowe elementy odpowiedzialności za naprawy, których się dokonuje – dodaje Bartosz Jeziorański.

Różnice między ogniwami

Czy samochód jest bezawaryjny? Laik odpowiedziałby zapewne „tak” lub „nie”, a znawca motoryzacji dopytałby najpierw o jaki model i z którego rocznika chodzi. Podobnie jest z bateriami litowo-jonowymi. Poza obecnością litu, może je różnić niemal wszystko. To o jakich bateriach mówimy wpływa też na prawdopodobieństwo ucieczki termicznej w ogniwach i jego skutki. W autach elektrycznych jeżdżących po drogach spotkamy dziś ogniwa:

• LMO (stosowane gł. w starszych modelach np. Nissana Leaf, Renault ZOE)
• NCA (stosowane gł. w Teslach),
• LMP (ze stałym elektrolitem, stosowane w niewielkiej liczbie autobusów),
• NMC (najpopularniejsze w Europie),
• LFP (najpopularniejsze w Chinach),

Poza tym w starych modelach samochodów mamy jeszcze baterie inne niż litowo-jonowe, jak Ni-Cd w modelu Peugeot 106 Electrique. Przypomnijmy, że w 2022 roku na 7 pożarów aut elektrycznych w Polsce, aż 2 z nich miały miejsce właśnie w takich autach. Żaden jednak nie dotyczył ogniw.

W dodatku każdy z tych typów baterii różni się jeszcze dokładnym składem chemicznym (ogniwa NMC mają, w zależności od ilości wykorzystanych tlenków niklu, manganu i kobaltu, oznaczenia 532, 622, 721, 811 itd.), wykorzystanym elektrolitem, dodatkami niepalnymi do elektrolitu, membraną, obudową i producentem (a dokładniej poziomem jego kontroli technicznej). To wszystko ma znaczenie dla potencjalnego zapłonu i przebiegu pożaru ogniwa.

Niektóre ogniwa mają wyraźnie większe problemy (choćby wśród klientów) od innych. W Paryżu mieliśmy do czynienia z dwoma spektakularnymi pożarami autobusów elektrycznych wyposażonych w baterie ze stałym elektrolitem (LMP). Produkuje je tylko jedna firma na świecie − francuski koncern Bollore. Po tych pożarach Paryż zawiesił jednak całą flotę autobusów od tego producenta i nie wiadomo czy kiedykolwiek wrócą one jeszcze na drogi. Już wcześniej z ich stosowania w eCitaro zrezygnował też Mercedes. Bollore niedawno poinformowało, że w swoich autobusach zacznie też stosować ogniwa NMC.

Każde ogniwa, poza swoimi parametrami technicznymi, mają swoje wady i zalety pod względem bezpieczeństwa pożarowego. Zwykło się uważać, że najbezpieczniejszymi dziś ogniwami są, najpopularniejsze w Chinach, ogniwa LFP. Do ucieczki termicznej dochodzi tam przy dużo wyższej temperaturze niż w ogniwach NCA i MNC, spotykanych głównie w Europie i USA, ale naukowcy zwracają uwagę, że jeżeli już do nich dojdzie, opary mogą być bardziej toksyczne, a dodatkowo możliwe, chociaż bardzo mało prawdopodobne, jest ich stężenie do poziomu wybuchowego.

W innym artykule naukowym czytamy, że „wymagany jest minimalny poziom naładowania, aby zainicjować niekontrolowany wzrost temperatury [ucieczkę termiczną – red.]. Ogrzewanie całkowicie rozładowanych ogniw do temperatury 250 st. C nie powodowało niekontrolowanego wzrostu temperatury. Do uruchomienia tego mechanizmu potrzebne było odpowiednio co najmniej 50% i 25% SOC [poziomu naładowania – red.] dla rozważanych komórek LFP i NCA”. Temperatura spalania będzie też inna – w LFP znacznie niższa (niewiele ponad 400 st. C) niż w NAC (ponad 900 st. C). Popularne w Europie ogniwa przy 100% poziomu naładowania będą generować ok. 550 st. C. Dla porównania temperatura rozwiniętego pożaru auta (gł. plastików), bez względu na napęd, to ok. 1000 st. C.

Czy baterię litowo-jonową da się ugasić?

Jak już pisaliśmy, w zaledwie 20% pożarów samochodów elektrycznych przyczyną jest bateria trakcyjna, a w kolejnych 10% bateria zajmuje się w efekcie pożaru auta lub ognia z zewnątrz. Całe te 30% sprowadza się do tego, że ilość ciepła generowana w ogniwach lub dostarczanego do ogniw przewyższa przez dłuższy czas ilość ciepła oddawanego z powrotem na zewnątrz.

Poza podgrzewaniem baterii z zewnątrz, może ona rozgrzewać się wewnętrznie w efekcie zwarcia. Stanie się tak np. gdy przebijemy lub zgnieciemy ogniwa (chronione są trzema warstwami metalu, więc to bardzo trudne, ale możliwe). Do tego samego doprowadzić może błąd systemu zarzadzania bateriami i ich przeładowanie. W przemyśle samochodowym BMS jest bardzo zaawansowanym systemem z wieloma zabezpieczeniami, ale to także jest hipotetycznie możliwe. Kolejną przyczyną może być wada fabryczna ogniw – np. zanieczyszczenie czy zagniecenie elektrody na etapie produkcji. W przemyśle samochodowym ogromna część ogniw jest odrzucana jeszcze w fabryce, aby taki zdarzeń uniknąć na drodze, ale takie wady także się zdarzają. 

Gdy temperatura ogniwa rośnie, dochodzi do rozkładu (zerwania wiązań między cząsteczkami) 1) separatora, czyli cieniutkiej plastikowej folii oddzielającej elektrody dodatnią od ujemnej 2) elektrolitu, czyli płynu jakim nasączony jest separator oraz 3) warstwy aktywnej elektrody (zwłaszcza elektrody dodatniej, która pokryta jest proszkiem z tlenkami metali − najczęściej niklu, kobaltu i manganu). Rozkład prowadzi do generowania gazów i par, które pod wpływem ciśnienia wydostają się na zewnątrz ogniw, a następnie całej baterii. W tym momencie widać kłęby jasnych lub szarych oparów wydostających się z podwozia auta.

Nie jest to jeszcze dym, ale opary wewnątrz i na zewnątrz baterii mogą się zapalić, bo (podobnie jak w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych) zawierają m.in. wodór. Jeżeli dojdzie do ich zapłonu wewnątrz, ogień trudniej będzie tam ugasić, bo rozkład warstwy aktywnej katody (czyli tlenków metali) dostarcza pożarowi tlen. Trwający wewnątrz pożar skutkuje reakcją łańcuchową, bo przyczynia się do ucieczki termicznej i wybuchu pożaru w kolejnych ogniwach, a następnie w kolejnych modułach baterii.

Ponieważ bateria sama dostarcza tlen do własnego pożaru, wiele osób wierzy, że nie da się jej ugasić. To oczywiście bzdura. Pożar wymaga trzech elementów: paliwa, utleniacza i ciepła. Gaszenie pożaru najczęściej polega na odbieraniu mu jednocześnie ciepła i tlenu (przez polewanie wodą, pianą czy zastosowanie CO2), czy samego tlenu (przez przykrycie płachtą gaśniczą, zastosowanie gazu szlachetnego czy już nawet sama para wodna).

Baterii litowo-jonowej nie odbierzemy tlenu (dopóki się nie wypali, co w pojedynczym ogniwie trwa kilka minut). Możemy jednak odebrać jej temperaturę. Nie jest to tak łatwe jak przy gaszeniu np. wnętrza auta, bo bateria jest w wodoodpornej obudowie, ale można to robić schładzając tę obudowę (ciepło będzie odprowadzane na zewnątrz przez przewodzenie). Wystarczy do tego zwykła woda w dużych ilościach. To najtańszy i najmniej szkodliwy dla środowiska sposób schłodzenia baterii.

Dzięki jej chłodzeniu z zewnątrz po pierwsze przerywamy ucieczkę termiczną w ogniwie już uszkodzonym, a po drugie zapobiegamy uszkodzeniu kolejnych ogniw. Skuteczność takiego chłodzenia doskonale pokazuje akcja Państwowej Straży Pożarnej w Gdańsku podczas zapłonu baterii Forda Mustanga Mach-e. Pożar został ugaszony w ciągu kilkudziesięciu minut, a schładzanie przez kolejną godzinę doprowadziło do spadku temperatury obudowy baterii do temperatury otoczenia (ok. 30 st. C). To nawet niższa temperatura niż wymagają najnowsze „Standardowe zasady postępowania podczas zdarzeń z samochodami z napędem elektrycznym oraz hybrydowym”, wydane przez Komendanta Głównej Państwowej Straży Pożarnej w maju 2023 roku.

Zgodnie z „Zasadami” KG PSP baterię należy schładzać przez co najmniej 10 minut, następnie przez 3 minuty kontrolować czy jej temperatura nigdzie nie przekracza 50 st. C. Ucieczka termiczna w ogniwach rozpoczyna się w ponad 100 st. C wewnątrz. Zatem utrzymanie się poniżej 50 st. C przez pół godziny na obudowie powinno zagwarantować, że ucieczka została powstrzymana. Jeżeli w ciągu pół godziny temperatura ponownie zaczęłaby rosnąc, strażacy powinni ponownie schładzać baterię przez 10 minut. Polskie „Zasady” są ostrożniejsze od niemieckich, zgodnie z którymi strażacy powinni schłodzić baterię do 80 st. C na obudowie.

Ile zajmuje strażakom gaszenie samochodu elektrycznego?

Jeżeli bateria samochodu elektrycznego się nie zapali (ok. 70% przypadków na świecie i dotychczas 88% w Polsce) gaszenie auta elektrycznego trwa tyle samo co auta spalinowego – kilkanaście minut. W przypadku rozwiniętego pożaru parkingu, gaszenie pojazdów spalinowych może trwać dłużej ze względu na przenoszenie pożaru przez wyciekające paliwo.

Gdy dojdzie do zapłonu baterii trakcyjnej, jej gaszenie (do momentu, aż przestaną się z obudowy wydobywać opary) zajęło w obu polskich przypadkach godzinę. Następnie przez kolejną godzinę akumulator był schładzany przez strażaków. Takie schładzanie wodą, przez co najmniej 10 minut, dopóki obudowa akumulatora nie osiągnie 50 st. C, należy prowadzić także przy pożarach nie obejmujących baterii, aby zminimalizować ryzyko późniejszej ucieczki termicznej w ogniwach.

Jak widać, gaszenie palącej się baterii zajęło wielokrotnie więcej czasu (ok. 45 minut) w stosunku do gaszenia nawet rozwiniętego pożaru auta spalinowego (15 minut). Do tego należy doliczyć jeszcze czas dalszego schładzania baterii, co w sumie daje blisko 2 godziny. Wraz z nabieraniem doświadczenia przez strażaków, ten czas będzie się jeszcze zapewne skracać.

Czas gaszenia pożaru baterii (godzina) i czas schładzania baterii (godzina) trzeba odróżnić od „czasu akcji gaśniczej”, do którego zaliczają się jeszcze inne działania ratowników na miejscu zdarzenia, a czasami też poza nim. Najdłuższa akcja gaśnicza – w efekcie pożaru elektrycznego mercedesa EQA na Kaszubach w marcu 2023 roku – trwała 21 godzin. Przy samochód ugaszono w ciągu 18 minut. Bateria auta się nie zapaliła. Pozostały czas związany był z logistyką i wynikał być może także z braku doświadczenia strażaków z takimi pożarami. Dobrze pokazał to kolejny pożar na Pomorzu, gdzie przyczyną była sama bateria, i chociaż miał miejsce na stacji paliw, to cała akcja gaśnicza zajęła tam już tylko 4 godziny (z czego połowę gaszenie i schładzanie baterii).

Czy bateria może się ponownie zapalić?

Gdy 12 lat temu GM przeprowadziło testy zderzeniowe elektrycznego Chevroleta Volta, 6 dni i 3 tygodnie później wraki aut zapaliły się. Amerykańska administracja (NHTSA) wszczęła dwumiesięczne śledztwo, które doprowadziło do dobrowolnej naprawy 8 tys. tych modeli. Z nieoficjalnych informacji wynikało, że zastosowany w baterii płyn chłodzący po wypadkach krystalizował się i doprowadzał do spięcia między uszkodzonymi ogniwami.

Od śledztwa ws. Voltów panuje przekonanie, że baterie aut elektrycznych po wielu tygodniach mogą się zapalić. Ryzyko takiego zapłonu nadal oczywiście istnieje, podobnie jak w przypadku aut spalinowych (pożary złomowisk w Polsce zdarzają się kilka razy w roku). Na razie w Polsce nie odnotowano jeszcze takiego przypadku.

W 2017 roku problem z ugaszeniem elektrycznej Tesli Model X mieli też amerykańscy strażacy. Nie mając jeszcze doświadczenia z dużą baterią trakcyjną, gasili oni pożar tak jak auta spalinowego – skupiając się na wnętrzu samochodu i nie chłodząc baterii. Nawroty płomieni z baterii, będące efektem trwającej cały czas ucieczki termicznej, wyraźnie ich zaskoczyły.

Berlińska straż pożarna pod koniec 2022 roku przedstawiła pierwsze wyniki ankiety wśród niemieckich straży pożarnych, z której wynikało, że w latach 2018-2022 odnotowano w Niemczech 3 przypadku ponownego zapalenia się ogniw. Dane nie precyzują jednak czy chodziło o zapalenie się jeszcze na miejscu akcji (niewystarczająco schłodzonych ogniw) czy już po odstawieniu auta na parking.

„Przedsiębiorstwo holownicze powinno przechowywać samochód elektryczny na wydzielonym placu zewnętrznym (terenie odkrytym). Ponadto należy zważyć na wystarczający odstęp/odległość od innych materiałów palnych (zaleca się odstęp minimum 5 m). Zasadniczo istnieje małe ryzyko ponownego zapalenia się lub późniejszego powstania pożaru” – możemy przeczytać w rekomendacji grupy roboczej Dowódców Straży Pożarnych i Niemieckiego Związku Straży Pożarnych.

Takie same rekomendacje przyjęto też w polskich zasadach postępowania. O ile w dokumencie wydanym przez KG PSP w 2020 roku sugerowano aż 15 m odległości wraku pojazdu elektrycznego od innych samochodów, to w aktualizacji „Zasad” z 2023 roku ograniczono już tę odległość do 5 metrów.

Baterię można zalać w minutę, ale…

Przygotowując ten materiał rozmawialiśmy z 15 strażakami. Większość z nich w końcu nawiązywała do rozwiązania stosowanego przez Renault w jego samochodach elektrycznych, tłumacząc, że tak to powinno wyglądać u innych producentów, albo, że pewnie taka jest przyszłość gaszenia baterii. Chodzi o „Fireman Access”, a więc konstrukcję baterii i płyty podłogowej przygotowane do błyskawicznego zalania wnętrza akumulatora i przerwania ucieczki termicznej ogniw. U góry baterii znajduje się metalowe wieczko z cienkiego aluminium, a pod tylną kanapą zaślepka z plastiku. Obie wytapiają się pod wpływem temperatury, odsłaniając dostęp do akumulatora, który w normalnych warunkach jest przecież wodoszczelny. Do zalania i całkowitego schłodzenia baterii w ten sposób wystarczy minuta i kilkadziesiąt litrów wody.

W samochodach, w których nie ma jeszcze wyznaczonego miejsca do zalania baterii wewnątrz, teoretycznie strażacy mogą zrobić otwory w obudowie samemu. Tak zgaszono jeden z dwóch pożarów baterii w Polsce.

Do zrobienia otworów w obudowie można też wykorzystać urządzenie gaśniczo-tnące, które potrafi przeciąć blachę za pomocą ciśnienia i dodatków ściernych do wody. Takim urządzeniem strażacy z Czech błyskawicznie ugasili pożar baterii Jaguara I-Pace na parkingu podziemnym w Pradze. W Polsce, jak wynika z informacji przekazanych nam przez KG PSP, takich urządzeń (szwedzkich Coldcut Cobra i polskich Cut Lanca) mamy tylko 42 sztuki (w czterokrotnie mniejszych Czechach jest ich 78 szt. – przekazało nam czeskie MSW).

W przynajmniej jednej akcji w Polsce (pożarze mercedesa EQA na Kaszubach) rozważano jednak wykorzystanie tego urządzenia (wóz z Cut Lancą przyjechał na miejsce z Gdyni). − Ostatecznie z uwagi na możliwość uszkodzenia struktury baterii przy próbie rozcięcia obudowy, zrezygnowano z tego sposobu. Zgodnie ze „Standardowymi zasadami …” nie wolno ingerować strukturę baterii, gdyż grozi to porażeniem prądem elektrycznym – tłumaczy mł. bryg. Marek Szwaba z KP PSP w Kartuzach.

„Rozwiązania te zdecydowanie przyśpieszyłyby proces gaszenia akumulatorów trakcyjnych w pojazdach, ale dotychczasowa wiedza, przeprowadzone testy i badania nie dają podstaw, żeby wskazać te metody jako bezpieczne dla ratowników” – wyjaśnia w „Przeglądzie Pożarniczym” bryg. Tomasz Jonio z KG PSP. Jak wynika z naszych informacji, PSP i CNBOP nie otrzymały dotychczas od producentów tych urządzeń wyników badań pod kątem ich wykorzystania przy pożarach baterii.

Metr sześcienny wody z wodociągów kosztuje 5 zł. Nawet doliczając do tego koszt paliwa samochodów, koszty całej akcji gaśniczej nie rosną istotnie, gdy zamiast 2 m3, strażacy wyleją 8 m3 wody. Strata czasu nie jest też dziś istotnym problemem, bo pożarów baterii przez ostatnie 5 lat mieliśmy zaledwie dwa. Z uwagi na bezpieczeństwo ratowników, strażacy wolą poczekać na dokładne dane od producentów i wyniki gaszenia nimi w innych krajach. Dlatego aktualne polskie zasady postępowania w takich pożarach nie przewidują jeszcze przebijania obudowy w miejscu niewyznaczonym do tego przez producenta auta.

Czy płachta gaśnicza wystarczy?

W Internecie można zobaczyć nagrania z obiecujących testów płacht gaśniczych nakładanych na pojazdy elektryczne. Takie badania prowadzi też polskie Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej. − Wyniki są niezłe. Sama płachta pożaru oczywiście nie zgasi, ale może być wykorzystana do jego tłumienia i kontrolowania, ograniczenia rozwoju pożaru, produktów spalania a także zabezpieczenia sąsiednich pojazdów na parkingu, czy innych dodatkowych czynności ratowniczych wg potrzeb np. ochrony poszkodowanych w czasie ich wydobywania z pojazdu – podsumowuje te wyniki st. bryg. dr hab. inż. Jacek Zboina, wicedyrektor CNBOP ds. certyfikacji i dopuszczeń.

Płachta może więc być środkiem pierwszego reagowania, opóźniając rozwój pożaru (zajęcie się wnętrza). Może też pomóc ugasić pożar, o ile nie objął on baterii. Wyniki badań mogą sugerować, że może to być dobre rozwiązanie np. na statkach, gdzie przeszkolony personel może zareagować zanim pożar (jakiegokolwiek auta) się rozwinie.

Granat z aerozolem pod koc

Biznes wokół gaszenia samochodów (także elektrycznych) się rozwija, a wraz z nim powstają kolejne techniki i technologie gaszenia. Holenderski FireIsolator oferuje cały zestaw do gaszenia elektryków na promach i w garażach. Składa się z płachty gaśniczej, lancy do przebijania baterii lub kontenera i aerozolu. Aerozol gaśniczy przypomina trochę granat dymny. Holendrzy, w razie pożaru baterii na statku, proponują przykrycie auta kocem gaśniczym i wrzucenie pod niego granatu z aerozolem, który spowalnia, a nawet przerywa reakcje spalania, jednocześnie chłodząc pożar. Jak zapewnia firma, może to stłumić temperaturę pożaru do zaledwie 200-300 st. C. W takich warunkach pożar się nie rozprzestrzeni, a samochód będzie można wyciągnąć już w porcie.

Działanie takiego aerozolu opisuje jeden z jego producentów. „Podczas aktywacji urządzenia FirePro, materiał aerozolotwórczy FPC jest transformowany w szybko rozprzestrzeniający się skondensowany aerozol gaśniczy składający się z głównie z soli potasu K2 CO3, a także z wody (pary wodnej) H2O, azotu N2 i dwutlenku węgla CO2. Kiedy skondensowany aerozol wchodzi w reakcję z płomieniem, tworzone są rodniki potasu (K*) z dysocjacji K2 CO3. Rodnik potasu wiąże się z innymi wolnymi rodnikami (grupami wodorotlenowymi – OH) tworząc stabilne związki w postaci wodorotlenku potasu KOH. Ta reakcja powoduje przerwanie spalania, nie obniżając tym samym zawartości tlenu w gaszonym pomieszczeniu. Wodorotlenek potasu wiąże się z dwutlenkiem węgla tworząc węglan potasu K2 CO3”.

Nowe technologie

Chociaż strażacy z Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej czy Centrum Naukowo-Badawczego Ochrony Przeciwpożarowej podkreślają, że samochody elektryczne już dziś są bardzo bezpieczne, a zagrożenie związane z ich pożarami są nieco inne, ale nie większe, niż w przypadku aut spalinowych, to producenci ogniw, aut i sprzętu gaśniczego cały czas pracują nad mitygacją ryzyk.

Na poziomie ogniw zmieniają się m.in. dodatki do elektrolitu, które zmniejszają jego palność. Część naukowców proponuje nawet kapsułki gaśnicze uwalnianie pod wpływem temperatury w samych ogniwach, modułach czy pakiecie bateryjnym. Światowi giganci bateryjni, w tym jedna z największych na świecie fabryk – LG Energy Solution pod Wrocławiem − udoskonalają procesy produkcji ogniw, aby ograniczyć ryzyka błędów fabrycznych i wychwytywać wszystkie ogniwa nie spełniające ostrych kryteriów bezpieczeństwa. Producencie aut projektują systemy BMS tak, aby utrzymywały ogniwa w optymalnej temperaturze, z wysokim marginesem bezpieczeństwa. Nowe akumulatory są także aktywnie chłodzone, nawet jeżeli do wzrostu temperatury dochodziłoby, gdy auto jest wyłączone. Auto samo nawet może zawiadomić strażaków o potencjalnych nieprawidłowowściach.

Samochód schłodzi baterię i powiadomi o ryzyku pożaru

− System BMS wyposażony jest w mechanizmy zabezpieczające, które wykrywają nieprawidłowości w działaniu ogniw. Mogą również automatycznie uruchomić chłodzenie baterii oraz rozładowanie ich w czasie, gdy samochód jest zaparkowany.  W sytuacji, gdy temperatura akumulatorów wzrasta i pojawia się krytyczny wzrost ciśnienia, automatycznie aktywuje się HVW (High-Voltage Storage Warning) ze zgłoszeniem do Centrum Obsługi Klienta BMW. Wówczas wysyłana jest także informacja alarmowa do straży pożarnej – tłumaczy nam Izabela Król z BMW Polska

− Najnowszy standard dotyczący bezpieczeństwa akumulatorów trakcyjnych (EVS GTR dla samochodów homologowanych od 2023) wymaga by w samochodzie elektrycznym i hybrydowym był czujnik monitorujący sytuację mogąca doprowadzić do samozapłonu: Czujnik ten mierzy ciśnienie wewnątrz akumulatora oraz napięcie ogniw. Spadek napięcia może być związany ze zwarciem, a wzrost ciśnienia wewnątrz świadczy o wzroście temperatury. W przypadku jednoczesnego pojawienia się tych dwu efektów istnieje ryzyko ciągłej reakcji chemicznej prowadzącej finalnie do pożaru.  Wówczas na desce rozdzielczej pojawia się komunikat w postaci piktorgamu (uciekający człowiek) informujący o tym, że samozapłon może nastąpić za 5 min – wyjaśnia nam Andrzej Gemra, ekspert ds. elektromobilności Renault Polska.

Producenci sami monitorują też zdarzenia z udziałem ich aut. – W strukturach działu wsparcia technicznego w Volkswagen Group Polska pracuje koordynator ds. bezpieczeństwa produktu. Osoba ta nadzoruje obszar związany z systemami bezpieczeństwa oraz analizuje przypadki pożarów. Pożary zgłaszane przez naszą sieć serwisową są weryfikowane wspólnie z centralą, dotyczy to zarówno aut spalinowych jak i elektrycznych. Jak dotąd nie odnotowaliśmy na naszym rynku pożaru akumulatora czy choćby samych ogniw – tłumaczy Tomasz Tonder, dyrektor działu e-mobility grupy Volkswagena w Polsce.

Autor: Bartłomiej Derski

Od Redakcji: Serdeczne podziękowania dla WysokieNapiecie.pl za wyrażenie zgody na opublikowanie w naszym Magazynie Weekendowym powyższego artykułu.