Groeiende onrust over groot brandrisico bij elektrische wagens

Luc Vanheerentals
Elektrische auto
Elektrische voertuigen in ondergrondse parkeergarages zijn een nachtmerrie voor de brandweer. (Michael Fousert)

Eind oktober 2019 op de slotdag van de World Solar Challenge in Australië, het tweejaarlijkse officieuze wereldkampioenschap voor zonnewagens, lijkt de NunaX van TU Delft voor de achtste keer op weg naar de overwinning als de auto op 250 kilometer van de eindstreep in Adelaïde plots in brand schiet en in enkele minuten tijd volledig verwoest wordt.

Het is een van de vele recente verwoestende branden van elektrische voertuigen die aangedreven worden door batterijen met lithiumiontechnologie. Het risico op brand bij een elektrische wagen lijkt niet groter dan bij een voertuig met verbrandingsmotor. Maar de vuurlast en het brandvermogen zijn zoveel maal groter.

De meest spectaculaire brand uit het recente verleden, waarvan algemeen wordt aangenomen dat die veroorzaakt is door ontbranding van lithiumionbatterijen, is die van het vrachtschip Felicity Ace op 16 februari van dit jaar. Het schip vervoerde 4.000 wagens van het Duitse Emden naar Rhode Island in de Verenigde Staten, waaronder 1.100 Porsches, 189 Bentleys en een aantal elektrische wagens van het type VW ID 2, Audi E-tron en Porsche, samen goed voor een waarde van naar schatting 350 miljoen euro.

Het schip zonk veertien dagen na het uitbreken van de brand 3.000 meter diep in de oceaan. De 22 bemanningsleden konden tijdig geëvacueerd worden, maar het blussen van de brand was door de enorme hitte onbegonnen werk. Als gevolg van die hitte kon ter plaatse geen onderzoek worden ingesteld naar de oorzaak van de brand, maar experts wijzen met de vinger naar de aanwezige batterijen om de elektrische wagens op te laden. Die batterijen hebben alleszins de brand versneld.

Branden in België

Ook in België waren er de afgelopen jaren diverse branden met elektrische voertuigen. Dat mag blijken uit deze beknopte opsomming:

Op 29 april 2019 breekt brand uit in een hybride voertuig terwijl het in de Voltastraat in Elsene opgeladen wordt.

Op 2 juni 2019 brandt een elektrische Tesla volledig uit aan een laadstation in Antwerpen.

Op 29 juli 2019 ondergaat een elektrische bromfiets aan de Gaucheretstraat in Schaarbeek hetzelfde lot.

Op 2 februari 2022 vat een pallet batterijen vuur in de gebouwen van het recyclagebedrijf Gallo in Menen. CEO Pierre Vandeputte bestempelt de lithiumionbatterijen als ‘het vergif van de sector’: “Breken die, dan verhitten ze tot ze in brand schieten”.

Op 11 februari 2022 vat een elektrische wagen vuur op niveau -3 van een parking aan de Ravensteinstraat in Brussel. Een depannagedienst slaagt erin in om het voertuig uit de garage te halen.

In de eerste drie maanden van dit jaar berichtten de media over elf incidenten met brandende elektrische fietsen in Vlaanderen en Nederland.

Herlaadbatterijen met lithuimiontechnologie bevatten uiterst brandbaar materiaal. “Bovendien vinden er typisch exothermische kettingreacties plaats bij oververhitting. Dat is het zogenaamde thermal runaway-effect. Dit kan gepaard gaan met de uitstoot van brandbare en toxische gassen, steekvlammen en explosies”, zegt onderzoeker Jeroen Büscher van  Vito/EnergyVille.

Herlaadbatterijen met lithuimiontechnologie bevatten uiterst brandbaar materiaal

Brandpreventieadviseur Tim Renders spreekt in dit verband van een mexican wave van cellen in de batterij die elkaar aansteken. De autoconstructeurs verkozen voor de elektrische wagens lithiumionbatterijen boven batterijen met loodzuur uit de klassieke wagens omdat die op een kleiner volume een veel grotere elektrische lading kunnen opslaan. Dat biedt voordelen op het vlak van het gewicht van de wagen en dus ook de efficiëntie van het transport.

Mogelijke oorzaken

Ook het hoger aantal laad- en ontlaadcycli speelt in het voordeel van de lithiumionbatterijen. Als een elektrische wagen in brand schiet, loopt de temperatuur door het thermal runaway-effect binnen de kortste keren op tot boven 800 graden of meer. Door de aard van het zeldzame materiaal lithium is het risico groot dat eenmaal geblust de brand toch opnieuw oplaait. Om die reden wordt een brandende wagen steeds 24 uur in water gedompeld.

De oorzaak van de brand kan een productiefout zijn, een niet goed werkende bekabeling, interne kortsluiting of een eerdere aanrijding. De afgelopen jaren riepen diverse autoconstructeurs al wagens terug wegens een constructiefout. Dat was in het najaar van 2020 na een aantal brandincidenten het geval met BMW, Ford en Hyundai  die samen tienduizenden elektrische wagens terugriepen voor een ingreep.

Ook GM riep in september 2021 de elektrische Chevrolet Bolt terug wegens brandgevaar van de accu. In februari 2022 werd Tesla door de Chinese autoriteiten op het matje geroepen wegens veiligheidsproblemen zoals het in brand schieten van batterijen.

De oorzaak van brand kan een productiefout zijn, een niet goed werkende bekabeling, interne kortsluiting of een eerdere aanrijding

Fabrikanten schrijven voor dat bij een botsing de wagen voor controle moet binnengebracht worden om na te gaan of de batterijcel niet beschadigd werd maar dat gebeurt in de praktijk vaak niet. De brand kan overigens ook te wijten zijn aan een defecte laadpaal, de laadkabel of een fout in het managementsysteem waardoor het laden doorgaat terwijl de accu vol zit.

Blussen en bergen

Op basis van 280 wetenschappelijke, semi-wetenschappelijke en mediaberichten en interviews met 25 deskundigen over veiligheidsrisico’s bij elektrische auto’s stelden onderzoekers van milieuadviseur CE Delft eind 2020 in een rapport op vraag van de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland “dat het optreden van een brand als gevolg van een thermal runaway niet zozeer een hoger veiligheidsrisico met zich meebrengt ten opzichte van een conventionele auto”. Het incidentmanagement vergt volgens de onderzoekers wel een andere aanpak, zeker als het gaat om een brand in een parkeergarage.

Het blussen en bergen van brandende elektrische auto’s is volgens de onderzoekers lastiger. “Accubranden kunnen lang voortduren, een accu kan opnieuw ontbranden en het is niet altijd direct duidelijk waar het accupakket zich bevindt. Het is bovendien niet altijd goed bereikbaar om die tijdig af te koelen. Het gevolg is dat er veel bluswater nodig is, het wegslepen moeilijk is en eerst moet worden uitgezocht waar het accupakket zich bevindt.” 

Door de enorme hitte-ontwikkeling is volgens Tim Renders het effectief blussen van een brandende elektrische wagen enkel mogelijk door die 24 uur onder te dompelen in water. De volledige wagen moet in het water omdat het bij een brand niet mogelijk is de batterij eruit te halen. De twintig hulpverleningszones in Vlaanderen beschikken volgens Renders elk over een container die naar het brandend voertuig kan gebracht worden en ter plaatse met water gevuld kan worden. In Brussel werkt de brandweer ook samen met autoconstructeurs in de hoofdstad die over dergelijk materiaal beschikken.

Het is vanzelfsprekend niet steeds mogelijk om het voertuig te verplaatsen indien het nog steeds brandt. Het probleem stelt zich acuut in ondergrondse parkings. Met lage plafonds, lange looproutes, beperkte verkenningsmogelijkheden en complexe logistiek om blus- en koelwater te regelen zijn parkeergarages sowieso moeilijke plekken om een brand te blussen, laat staan om het brandende voertuig eruit te halen.

gezonken schip
Het vrachtschip Felicity Ace zonk naar de bodem van de Atlantische oceaan door ontbranding van lithiumionbatterijen. (© Marinha Portuguesa (Belga/AFP))

Enorme ambities

Vlaanderen heeft op vlak van elektrische wagens enorme ambities. Eind vorig jaar waren er in Vlaanderen 176.000 hybride wagens en 30.000 elektrische wagens ingeschreven op een totaal aantal van 3,6 miljoen. Op 1 augustus 2021 telde België 40.851 elektrische wagens (0,69%) op een  totaal van 5,9 miljoen. Vlaanderen mikt tegen 2030 op 500.000 elektrische voertuigen en wil de verkoop van wagens met verbrandingsmotor vanaf 2029 verbieden als er een voldoende aanbod aan wagens en batterijen is, voldoende laadinfrastructuur aanwezig is en de prijs van elektrische wagens lager dan die met een verbrandingsmotor.

Intussen worden steeds meer laadpalen geïnstalleerd in ondergrondse verdiepingen van gebouwen. Het parkeerbedrijf Indigo kondigde in februari van dit jaar aan dat het tegen eind 2022 in zijn ondergrondse parkeergarages zo’n 300 laadpalen ter beschikking zal stellen van zijn gebruikers. De installatie van een ondergronds laadpunt en parkeerplaatsen voor elektrische wagens leidt overigens in tal van gebouwen tot discussie met mede-eigenaars. 

Steeds meer laadpalen worden geïnstalleerd in ondergrondse verdiepingen van gebouwen

Om voldoende laadpunten te hebben verplicht het Vlaamse EPB-decreet (energieprestatie en binnenklimaat) sinds 11 maart 2021 dat een omgevingsvergunning voor renovatie of nieuwbouw van niet-residentiële gebouwen met meer dan tien parkeerplaatsen minimaal twee oplaadpunten moet hebben en infrastructuur voor leidingen voor minstens een op vier potentiële parkeerplaatsen. Bestaande niet-residentiële gebouwen met meer dan twintig  parkings moeten vanaf 1 januari 2025 uitgerust zijn met minstens twee laadpunten.

Nieuwe residentiële gebouwen met minstens twee parkeerplaatsen moeten worden voorzien van kabelgoten of bekabeling. Hetzelfde geldt bij renovatie bij meer dan tien parkeerplaatsen. Het kabinet van Vlaams minister van Binnenlands Bestuur Bart Somers (Open Vld) stelt dat er nog geen specifieke regels bestaan op vlak van brandveiligheid van elektrische wagens en verwijst hiervoor door naar het federale niveau. 

Ondergrondse parkings

Om meer uniformiteit te creëren in de uiteenlopende adviezen van de verschillende brandweerkorpsen ten aanzien van het stallen van elektrische wagens in ondergrondse parkings publiceerde FireForum, een overlegplatform met diverse overheden in ons land, eind 2021 een ‘regel van goed vakmanschap’. Hierin wordt aangeraden om parkeergarages uit te rusten met een goede continue ventilatie en automatische branddetectie- en alarminstallaties die de brandweer snel verwittigen en laadpunten automatisch afkoppelen.

Daarnaast is een rook- en warmteafvoersysteem vereist, net als een compartimentering naar gebouwdelen met een andere functie en extra sprinklers. Na de eerste bluswerken dient de wagen door een takeldienst naar buiten te worden gesleept, waarna die voor lange tijd in een container met water moet worden ondergedompeld. 

De oplossing is een betere batterijtechnologie die het brandrisico fors vermindert

Federaal minister van Binnenlandse Zaken Annelies Verlinden (CD&V) heeft aan de Hoge Raad voor beveiliging tegen brand en ontploffing gevraagd een voorstel van regelgeving uit te werken voor het parkeren van elektrische voertuigen in gesloten parkings. Daarvoor is inmiddels een werkgroep opgestart.

Tim Renders pleit voor een onafhankelijk onderzoek naar de brandrisico’s en raadt aan elektrische wagens alleszins niet dieper dan -1 te parkeren. Het liefst zou hij elektrische wagens bovengronds op tien meter van de gevel gestald zien zodat het gebouw bij brand geen schade ondervindt.

Net als professor emeritus Jan Delrue, die aan KU Leuven constructie van gebouwen doceerde, waarschuwt hij voor de moeilijkheden om een ondergronds gestalde wagen uit het gebouw te takelen en stelt dat de grote hitte bovendien gevaarlijk is voor de gebouwconstructie. In Nederland vinden de veiligheidsexperts van Burghgraef van Tiel en Partners en Buro C+B Advies dat alleszins ondergronds laden verboden zou moeten worden.

Niet alleen auto's

Ook bij andere toestellen die met dergelijke batterijen werken zoals elektrische fietsen, steps en smartphones zijn al branden ontstaan. De Civiele Veiligheid in ons land lanceerde in september 2021 een campagne over veilig opladen waarin afgeraden wordt om batterijen van smartphone, laptop of tablet ’s nachts op te laden. Dat is immers een oorzaak van woningbranden.

Ook Mobiel21, de Leuvense beweging voor duurzame mobiliteit, geeft in een advies aan bouwheren, architecten en overheden over hoe je de fiets goed en veilig kan opbergen een duidelijke waarschuwing mee voor het brandgevaar van elektrische fietsen. “Lithiumbatterijen zijn moeilijk te blussen. Zorg dus steeds voor voldoende verluchting”, stelt Mobiel21. Diverse fietsherstellers maken al gebruik van fietskluizen om hun batterijen veilig te bewaren.

Bij de brand van de Notre Dame in Parijs vermoedt Jan Delrue dat de oorzaak zich situeert in de batterijen die voor de verlichting zorgden. Hij verwijst hierbij onder meer naar de enorme snelheid waarmee het gebouw afbrandde.

De oplossing is een betere batterijtechnologie die het brandrisico fors vermindert. “De constructeurs werken momenteel aan een nieuwe batterijtechnologie die gebruik maakt van elektrolyten met minder kans op lekken. De commercialisering ervan in elektrische voertuigen wordt verwacht tussen 2025 en 2030”, zegt Büscher.

LEES OOK
Bernard Mazijn / 17-02-2020

Een droom voor Brugge en wijde omgeving: mobiliteit in 2050

Brugge kan Kopenhagen achterna gaan met een ambitieus mobiliteitsplan. Dergelijke aanpak vergt investeringen in infrastructuur, maar ook gedragsverandering.
1280px-Brugge_Eiermarkt_R01