Elektrische branden blussen
Een brandende elektrische motorfiets bezorgt de brandweer handen vol werk en kopzorgen. Dan moeten de motoren op waterstof en hybride exemplaren nota bene nog komen. Waar loopt de brandweer tegen aan bij de brandende motorfiets van de toekomst!
Op advies van de brandweer is de gemeenschappelijke stalling op de begane grond van mijn flat nu al verboden gebied voor elektrische motoren. De spuitgasten vinden de lastig te blussen batterijen te gevaarlijk onder een woonblok. Het plaatst motorrijders de komende jaren in een onmogelijke spagaat. In 2030 moet de CO2-uitstoot in Nederland met 49% zijn teruggedrongen en om dat te verwezenlijken is een transitie naar alternatieve krachtbronnen noodzakelijk.
Eerst het goede nieuws: de kans op het ontstaan van brand in een geparkeerd elektrische motorfiets is niet groter dan in een motorfiets die fossiele brandstoffen verstookt. Ondanks hun geduchte reputatie zijn batterijen ook niet goed voor helsere vuren. De hoogste vlamtemperaturen van respectievelijk voor 50, 75 en 100 procent opgeladen batterijen bedragen gemiddeld: 798°C, 807°C en 863°C. Het wisselt wel per batterijtype en kan eventueel nog hoger uitvallen. Een benzinebrand bereikt vergelijkbare temperaturen in de range van 800 +/- 100°C.
Waarom heeft de brandweer toch direct de handen vol als het bij ‘stekkermotoren’ mis gaat? Elektrische motoren gebruiken meestal lithium-ion batterijen als energieopslag. Branden in dergelijke batterijpakketten wijken allereerst af in brandverloop en brandduur ten opzichte van conventionele brandstofvoertuigen. Ze kunnen bovendien gepaard gaan met herhaaldelijke kleine explosies, fakkels, rondvliegende delen en steekvlammen. Bovendien ziet de brandweer zich geconfronteerd met toxische gassen als waterstoffluoride en waterstofchloride. Tot slot is er sprake van hoge voltages van 400 Volt, met uitschieters tot 800 Volt.
De langere brandduur is het gevolg van de zogenaamde ‘thermal runaway’. Die ontstaat als een batterij beschadigd raakt. Dit kan gebeuren bij een ongeval, maar ook bij het laden/ontladen van de batterij. Na het beschadigen van een batterijcel stroomt er intern razendsnel energie van de min- naar de pluspool. Dat leidt tot zelfopwarming. Bij een temperatuur van 700⁰C komt er, naast brandbare gassen, ook zuurstof vrij. Bij voldoende zuurstof en hoge ontstekingstemperatuur (de temperatuur van de celverpakking is hoog genoeg) leidt dat tot zelfontbranding. De brand van het batterijpakket houdt zichzelf als gevolg van de thermal runaway in stand. Het vuurtje blijft zich opnieuw ontsteken totdat er geen energie meer in het batterijpakket zit. Bovendien kan een enkele verhitte batterijcel een kettingreactie veroorzaken. Deze cel warmt de naastgelegen cellen op, waardoor ook daar brand (thermal runaway) ontstaat.
Thermal runaway is moeilijk te stabiliseren. Batterijcellen zijn lastig te koelen omdat het bluswater niet in het hermetisch afgesloten batterijpakket kan doordringen. De oplossing is in dat geval veel bluswater gebruiken tot alle elektrische- en chemische energie uit de batterij is opgebrand. Bij afgesloten batterijen die nog restenergie bevatten werkt er maar een ding: het batterijpakket volledig onder dompelen in water. Bergers beschikken over speciale dompelcontainers waarin het voertuig (op een veilige locatie) kan afkoelen totdat de thermal runaway is gestopt.
Waar iedere motorrijder ongeduldig uitkijkt naar krachtiger batterijen die de actieradius opkrikken, ziet de brandweer die juist met enige zorg tegemoet. Elektrisch aangedreven motoren hebben momenteel ruwweg een vermogen tussen de 15 en 25 kWh. Het brandvermogen daarvan bedraagt circa 4-6 MW. Dat getal ligt nog geruststellend lager dan het gemiddelde brandvermogen (zo’n 6,8 MW) van een middenklasse auto op fossiele brandstof, maar grote elektrische auto’s gaan nu al over de 100 kWh heen.
