Wraz ze wzrostem popularności samochodów elektrycznych pojawia się wiele pytań i obaw dotyczących ich bezpieczeństwa. Jednym z najczęściej powtarzanych mitów jest to, że elektryki palą się częściej i przez to są bardziej niebezpieczne niż samochody spalinowe.
Czy rzeczywiście tak jest? Przyjrzyjmy się faktom. Statystyki pokazują, że ryzyko pożaru w samochodzie elektrycznym jest mniejsze niż w samochodzie spalinowym. W Stanach Zjednoczonych na 100 000 zarejestrowanych aut elektrycznych przypada średnio 25 pożarów rocznie, podczas gdy w przypadku aut spalinowych jest to ponad 1500.
Samochody elektryczne nie posiadają układu paliwowego, świec zapłonowych czy katalizatora, co eliminuje główne źródła pożarów w autach spalinowych. Nie grozi nam tu uszkodzenie miski olejowej, czy wybuch silnika, w wyniku urwania tłoku. Natomiast w autach elektrycznym praktycznie jedynym powodem pożarów jest bateria. Obecnie w autach elektrycznych montowane są akumulatory litowo-jonowe, stanowiące najczęściej płytę podłogową pojazdu. Ogniwa te mogą ulec zapłonowi w wyniku uszkodzenia mechanicznego lub zwarcia. Niektóre pierwiastki zawarte w baterii Li-Ion spalają się gwałtownie, stąd w razie uszkodzenia mechanicznego baterii i jej rozszczelnienia, mamy czasami do czynienia ze spektakularnym fajerwerkiem.
Wraz z rozwojem technologicznym baterii, nowoczesnych systemów bezpieczeństwa i zarządzania bateriami znacząco minimalizowano ryzyko pożaru w wyniku zwarcia.
Ogień w spalania baterii zasilany jest energią zgromadzoną w niej i spalanie to nie wymaga dostępu do tlenu. Zatem jeśli pożar dotyczy ogniwa o dużej pojemności i w pełni naładowanego, to może się ono palić długo, nawet gdy odetniemy dostęp tlenu. Wtedy pożar samochodu elektrycznego może być trudniejszy do ugaszenia. Strażacy muszą stosować odpowiednie procedury i narzędzia, aby skutecznie ugasić ogień i zapobiec jego rozprzestrzenianiu się. Najbardziej spektakularnym pożarem auta elektrycznego w Polsce był zapłon baterii spowodowany wypadkiem drogowym samochodu o bardzo dużej pojemności baterii. Strażacy zastosowali specjalny kontener do zabezpieczenia tego auta. Pożaru tej baterii nie można było ugasić, należało poczekać kilkanaście godzin, aż ona sama się wypaliła. Prawdopodobnie kolejne generacje baterii elektrycznych będą już mniej palne, gdyż naukowcy chcą zastąpić w nich łatwopalne pierwiastki, obojętnymi jak np. sód.
Mimo, że auta elektryczne palą się zdecydowanie rzadziej niż spalinowe, ze względu na widowiskowość pożarów, rozdmuchiwane są nadmiernie w mediach, a samochodom elektrycznym na fali hejtu, przypisywane są pożary, których nie są winne. W mediach społecznościowych można znaleźć filmy palących się pojazdów z napędem CNG czy spalinowych, które podpisywane są jako elektryczne. Najbardziej spektakularnym przykładem takiego przekłamania jest pożar ponad 300 samochodów na parkingu lotniska Stavanger w Norwegii. W sieci zamieszczono mnóstwo informacji, że ten pożarowy Armagedon spowodował zapłon elektryka, tymczasem dochodzenie wykazało, że zapalił się stary spalinowy Opel Astra. Podobnie, w zeszłym roku spłonął na morzu wielki kontenerowiec z tysiącami aut spalinowych i elektrycznych. Media bardzo łatwo znalazły winowajcę w samozapłonie auta elektrycznego, choć nigdy tego nie potwierdzono.
Pamiętajmy, że w autach elektrycznych są takie same baterie jak w naszych laptopach, telefonach i powerbankach.
Uszkodzenie mechaniczne tych ogniw również zaskutkuje samozapłonem. Samsung swego czasu wypuścił serię telefonów z wadliwie skonstruowaną baterią, która ulegała samozapłonowi nawet bez uszkodzenia mechanicznego. W mediach pojawiły się widowiskowe filmiki z tych kilku zdarzeń, a niektóre linie lotnicze zakazały podróżnym wchodzenia na pokład z tym modelem telefonu. Jednak świat nie przestał korzystać w panice ze smartfonów, a w najbliższym otoczeniu każdego z nas jest minimum kilka baterii litowo-jonowych.
Mity na temat łatwopalności samochodów elektrycznych często są wyolbrzymiane i nie odzwierciedlają rzeczywistości. Statystycznie rzecz biorąc, elektryki są mniej narażone na pożary niż auta spalinowe. Nowoczesne technologie i systemy bezpieczeństwa zapewniają wysoki poziom ochrony, a producenci nieustannie dążą do dalszych ulepszeń. W niedalekiej przyszłości natomiast baterie litowo-jonowe zastąpione zostaną bateriami ze stałym elektrolitem i oparte na innych pierwiastkach, których cechą będzie mniejsza palność.
W tym miejscu warto wspomnieć o samochodach elektrycznych napędzanych ogniwami wodorowymi. Źródłem energii jest w nich wodór zgromadzony pod dużym ciśnieniem w specjalnym zbiorniku z kompozytu węglowego. Sprężony wodór ma tam ciśnienie 350 lub 700 bar. Dla porównania, w oponach mamy ciśnienie rzędu 2-5 bar, a w ciśnieniowym ekspresie do kawy 15 bar. Duże stalowe butle z gazami technicznymi mają 150-200 bar. Wodór wymaga znaczącego wzmocnienia konstrukcji. W przypadku zbiorników do pojazdów trzeba też zadbać o ich niską masę. Technologicznie poradziliśmy sobie z tym i obecne, kompozytowe zbiorniki sprawdzają się dobrze i są bezpieczne, a naukowcy już opracowują technologię, która pozwala magazynować wodór pod ciśnieniem nawet 1500 bar.
Wodór w zetknięciu z tlenem tworzy bardzo wybuchową mieszankę, a każdy pewnie kojarzy widowiskowość i gwałtowność z jaką spłonął sterowiec Hindenburg wypełniony wodorem.
Po tej katastrofie zrezygnowano z rozwijania transportu powietrznego z pomocą sterowców. Teraz, gdy na naszych drogach pojawiają się pojazdy z wodorem w swoich zbiornikach, przeciwnicy elektromobilności grzmią na trwogę. Warto ich uspokoić. W latach 60. i 70. XX wieku NASA zaczęła opracowywać technologię paliwowych ogniw na wodór do zastosowania w kosmicznych misjach. Wodór stosowano też do zasilania zmodyfikowanych silników spalinowych jednak proces ten jest nieefektywny. W 2014 roku Toyota wprowadziła na rynek swoje pierwsze seryjne samochody napędzane wodorem, model Mirai, który jest w pełni wyposażony w paliwowe ogniwa wodorowe. Obecnie wiele koncernów testuje swoje pierwsze wodorowe modele aut osobowych czy ciężarowych. Na świecie teraz jeździ niecałe 50 tys. aut wodorowych, a ich kierowcy mają do dyspozycji niecałe 700 stacji tankowania wodoru, najwięcej w Azji. W Europie najwięcej takich stacji jest w Niemczech (ok. 100). W Polsce jeździ kilkadziesiąt wodorowych Toyot Mirai i kilkadziesiąt autobusów wodorowych. Do tej pory nie zanotowano pożaru w tego typu pojeździe.
Kolejnym problemem jest konieczność stosowania wodoru wysokiej klasy czystości, tak zwanej 99999. Trzeba go doczyszczać i przechowywać w odpowiednich warunkach. Zabrudzony wodór powoduje szybszą degradację ogniw paliwowych w samochodach, które niestety nie są nieśmiertelne i podlegają degradacji podobnie jak bateria w samochodzie elektrycznym BEV. Jak widać to wymagająca technologia i wyzwań związanych z pojazdami zasilanymi wodorem jest jeszcze bardzo dużo. Ze względu na wysokie koszty ogniw paliwowych, zbiorników wysokociśnieniowych, instalacji do ich tankowania i samego wodoru o wysokiej klasie czystości, zasilane tym gazem będą najprawdopodobniej pojazdy przeznaczone dla ciężkiego transportu na duże odległości.
Stacja paliw w domu? Z elektrykiem to możliwe
Przeciwnicy elektromobilności, często zarzucają samochodom elektrycznym mały zasięg na jednym ładowaniu i długi czas potrzebny na uzupełnienie energii w baterii. Mówią, ja tankuję paliwo na stacji paliw kilka minut i jadę dalej, a elektryk musi się ładować godzinami na ładowarce, których jest mało. Czy mają rację?
Tak, na trasie tak bywa, choć przy głównych trasach powstają kolejne stacje szybkiego ładowania DC o mocy pozwalającej naładować baterię naszego elektryka do 80% w 20 minut, a zatem niewiele dłużej niż korzystając z tradycyjnego tankowania. Jednak dziś przewaga elektryków najbardziej widoczna jest w mieście i bez wątpienia dziś elektryk to świetna opcja dla dojazdów w aglomeracjach i gdy ładujemy go przy domu w nocy lub w pracy. Takie rozwiązanie powoduje, że jeździmy nim bardzo tanio, a bateria będzie nam długo służyć. Wolne ładowanie i zapobieganie rozładowaniu „do zera” oraz naładowaniu „na full” to recepta na długą i bezproblemową pracę baterii litowo-jonowej. Sytuacja jest wręcz wymarzona, gdy jesteśmy prosumentem i produkujemy energię elektryczną ze słońca, wtedy za przejechanie 100 km zapłacimy kilka, kilkanaście złotych. Wtedy kierowcy elektryków są „górą”. Kierowca auta spalinowego musi pojechać na stację paliw, jest zależny od wahających się cen paliwa i rytmu dostaw. W najbardziej rozwiniętych krajach pandemie, kryzysy czy wojny powodują, że paliwa na stacjach nie wystarcza dla wszystkich i wtedy ustawiają się przed nimi długie kolejki. Nasza stacja paliw jest tymczasem w naszym domu w gniazdku z energią elektryczną. Samochody elektryczne w naszych domach i na parkingach ładowane w nocy dodatkowo stabilizują sieć elektroenergetyczną, odbierając z niej nadmiar energii (nasze elektrownie nie przestają produkować energii, gdy my idziemy spać i przestajemy ją pobierać). Mało tego auto elektryczne wyposażone w technologię V2G (Vehicle2Grid) może być naszym mobilnym magazynem energii i oddawać ją naszemu domowi w razie potrzeby.
A co jeśli chcemy się wybrać elektrykiem na wakacje lub do rodziny na drugi koniec Polski? I jak szybko degraduje się bateria w samochodach elektrycznych? Opowiem o tym w następnym odcinku.
