Hoe gevaarlijk zijn het verbranden van elektrische auto’s?

Er klinkt een luide knal en dan begint het: een batterijmodule van een elektrische auto staat in brand in de testtunnel van Hagerbach. Een video van de test toont op indrukwekkende wijze de energie die in dergelijke batterijen is opgeslagen: meterslange vlammen sissen door de kamer en produceren enorme hoeveelheden dik, zwart roet. Het zicht in het voorheen helder verlichte tunnelgedeelte nadert snel nul. Na een paar minuten is de batterijmodule volledig uitgebrand. As en roet hebben zich door de kamer verspreid.

Cruciale informatie voor exploitanten van parkeergarages en parkeergarages

De proef, die werd gefinancierd door het Zwitserse federale wegenbureau (FEDRO) en waaraan verschillende Empa-onderzoekers deelnamen, vond plaats in december 2019. De resultaten zijn zojuist gepubliceerd. “In ons experiment hebben we met name rekening gehouden met particuliere en openbare exploitanten van kleine en grote ondergrondse of parkeergarages met meerdere verdiepingen”, zegt projectleider Lars Derek Mellert van Amstein + Walthert Progress AG. “Al deze bestaande ondergrondse constructies worden in toenemende mate gebruikt door elektrische auto’s. En de operators vragen zich af: wat te doen als zo’n auto in brand vliegt? Wat zijn de gezondheidsrisico’s voor mijn medewerkers? Welke effecten heeft zo’n brand op de werking van mijn fabriek? ” Maar tot nu toe was er nauwelijks zinvolle technische literatuur, laat staan ​​praktische ervaring voor een dergelijk geval.

Met steun van batterijonderzoeker Marcel Held en corrosiespecialist Martin Tuchschmid van Empa ontwikkelde Mellert drie testscenario’s. Ook deskundigen van de testtunnel van Hagerbach AG en het Franse Centre d’études des tunnels (CETU) in Bron waren betrokken.

Scenario 1: brand in een afgesloten ruimte

Het eerste scenario betreft een brand in een afgesloten parkeergarage zonder mechanische ventilatie. Er is uitgegaan van een parkeerplaats van 28 x 28 meter oppervlakte en 2,5 meter vloerhoogte. Zo’n vloer zou een luchtvolume hebben van 2000 kuub. Er wordt uitgegaan van het vuur van een kleine auto met een volledig opgeladen batterij van 32 kWh. Om redenen van testeconomie werd alles teruggebracht tot 1/8. Zo werd een volledig opgeladen batterijmodule met een capaciteit van 4 kWh in brand gestoken in een ruimte met 250 kubieke meter luchtvolume. De testen onderzochten hoe het roet neerslaat op tunnelwanden, oppervlakken en op beschermende pakken gedragen door brandweerlieden ter plaatse, hoe giftig de residuen zijn en met welke middelen de brandlocatie achteraf kan worden schoongemaakt.

Scenario 2: Brand in een ruimte met sprinklerinstallatie

Scenario 2 gaat over chemische residuen in het bluswater. De testopstelling was dezelfde als in scenario 1. Maar deze keer werd de rook van de batterij afgevoerd met behulp van een metalen plaat onder een waterdouche die op een sprinklerinstallatie leek. Het roetige water dat naar beneden viel, werd opgevangen in een bak. De batterij was niet gedoofd, maar volledig doorgebrand.

Scenario 3: Brand in een tunnel met ventilatie

In dit scenario lag de focus van het onderzoek op het effect van een dergelijke brand op een ventilatiesysteem. Hoe ver is het roet verdeeld in de afvoerkanalen? Zakken daar stoffen die corrosie veroorzaken? In het experiment werd opnieuw een 4 kWh batterijmodule in brand gestoken, maar dit keer blies een ventilator de rook met constante snelheid in een 160 meter lange ventilatietunnel. Op een afstand van 50, 100 en 150 meter van de plaats van de brand hadden de onderzoekers metalen platen in de tunnel geplaatst waar het roet zou bezinken. De chemische samenstelling van het roet en mogelijke corrosie-effecten werden geanalyseerd in de Empa-laboratoria.

De resultaten van de test zijn in augustus 2020 gepubliceerd in een eindrapport.

Projectleider Mellert stelt: Qua warmteontwikkeling is een brandende elektrische auto niet gevaarlijker dan een brandende auto met een conventionele aandrijving. “De verontreinigende stoffen die door een brandend voertuig worden uitgestoten, zijn altijd gevaarlijk en mogelijk dodelijk geweest”, aldus het eindrapport. Ongeacht het type aandrijving of energieopslagsysteem, het hoofddoel moet zijn om iedereen zo snel mogelijk uit de gevarenzone te krijgen. Het zeer corrosieve, giftige fluorwaterstofzuur is vaak besproken als een bijzonder gevaar bij brandende batterijen. Bij de drie proeven in de Hagerbach-tunnel bleven de concentraties echter onder de kritische niveaus.

Conclusie: een ultramodern tunnelventilatiesysteem is niet alleen geschikt voor brandende benzine- / dieselauto’s, maar ook voor elektrische auto’s. Verhoogde corrosieschade aan het ventilatiesysteem of de tunnelapparatuur is op basis van de nu beschikbare resultaten ook onwaarschijnlijk.

Zelfs de brandweer hoeven op basis van de tests niets nieuws te leren. Brandweerlieden weten dat de accu van een elektrische auto onmogelijk te blussen is en dat deze alleen met grote hoeveelheden water kan worden gekoeld. De brand kan dus mogelijk beperkt blijven tot enkele batterijcellen, en een deel van de batterij zal niet doorbranden. Natuurlijk moet zo’n gedeeltelijk verbrand wrak worden opgeslagen in een waterbassin of een speciale container, zodat het niet opnieuw kan ontsteken. Maar dit is bij de specialisten al bekend en wordt geoefend.

Het bluswater is giftig

Een probleem is echter het blus- en koelwater dat vrijkomt bij het bestrijden van een dergelijke brand en het opslaan van een uitgebrande accu in een waterbassin. Uit de analyses bleek dat de chemische verontreiniging van het bluswater de Zwitserse drempelwaarden voor industrieel afvalwater met een factor 70 overschrijdt; het koelwater is zelfs tot 100 keer boven de drempelwaarden. Het is belangrijk dat dit sterk vervuilde water niet zonder de juiste behandeling in het riool terechtkomt.

Professionele ontsmetting verplicht

Na de proeven werd de tunnel ontsmet door een professioneel brandopruimteam. De genomen monsters bevestigden vervolgens dat de benodigde methoden en tijd voldoende waren voor de sanering na een elektrische autobrand. Maar Mellert waarschuwt vooral particuliere eigenaren van ondergrondse garages: “Probeer niet zelf roet en vuil op te ruimen. Het roet bevat grote hoeveelheden kobaltoxide, nikkeloxide en mangaanoxide. Deze zware metalen veroorzaken ernstige allergische reacties op de onbeschermde huid.” Opruimen na een elektrische autobrand is dus zeker een klus voor professionals in beschermende pakken.