Hur stor är brandrisken med elfordon?

I takt med att elbilar blir allt vanligare på vägarna riktas allt mer uppmärksamhet mot de eventuella säkerhetsproblem som den nya tekniken medför.

Ett av de största problemen med introduktionen av elbilar är brandrisken - eller snarare den upplevda risken för bränder i samband med elbilar. 

Bensin- och dieselbilar fattar fortfarande eld (minns ni bränderna i Opel/Vauxhall Zafira för inte så länge sedan?), men med tanke på hur nyligen elbilar introducerades hamnar de mycket oftare på nyhetsplats, och ibland på ett orättvist sätt.

I takt med att världen vänjer sig vid den här typen av teknik och protokoll införs för att skydda mot katastrofer (till exempel uppmanas redare allt oftare att skydda sina fartyg mot bilbränder) är det värt att sätta sig in i statistiken, varför dessa bränder får så mycket uppmärksamhet, hur brandmännen hanterar dem och vad det innebär för dig.

Första frågan: Är det vanligt med bränder i elbilar?

Elbilsbränder är inte vanligt förekommande. Faktum är att uppgifter som samlats in under de senaste åren tyder på att elbilsbränder är mycket ovanligare än förbränningsbränder. 

Enligt Myndigheten för samhällsskydd och beredskap är endast 0,4% av de i genomsnitt 3400 fordonsbränder som inträffar varje år i Sverige elbilar och 1,5% hybridbilar.

Enligt London Assembly och Greater London Authority brann 493 bensinbilar år 2023, jämfört med 138 dieselbilar och bara 7 batteridrivna elbilar.

Enligt Honeywell Safety and Productivity Solutions var 239 bränder som registrerades i Storbritannien mellan juli 2022 och juni 2023 kopplade till elbilar. Även om detta är en ökning med 83 % från år till år är det viktigt att notera att antalet har ökat i takt med att elbilarna har blivit fler på våra vägar.

Under tiden, enligt Bedfordshire Fire and Rescue Service, var cirka 1898 bränder i länet under 2019 från bensin- och dieselfordon. Bara 54 var från elbilar.

I en annan studie från Myndigheten för samhällsskydd och beredskap konstaterades att elbilar löper 20 gånger mindre risk att fatta eld än förbränningsmotordrivna bilar.

En ytterligare studie av denna byrå och ett amerikanskt försäkringsbolag visade att endast 25 av 100.000 elbilar drabbas av brandskador.

Som jämförelse kan nämnas att 1530 per 100 000 förbränningsmotorbilar drabbas av brand och att hybridfordon löper en mycket högre risk, 3475 per 100 000 .​​​

Andra frågan: Varför får bränder i elbilar så mycket uppmärksamhet?

Elbilsbränder får ökad uppmärksamhet av många skäl. För det första är tekniken ny och har ett nyhetsvärde.

Med detta sagt är det verkliga problemet med elbilsbränder att de är anmärkningsvärt svåra att släcka på grund av deras komplexa kemi, som utnyttjar ett stort litiumjonbatteri.

Termisk rusning inträffar när ett elbilsbatteri fattar eld, där en battericell kortsluts och värms upp till farliga nivåer. Detta kan leda till en slags dominoeffekt, vilket innebär att andra celler i batteripaketet genomgår samma process.

Enligt Bedfordshire Fire and Rescue Service genereras över 100 organiska kemikalier vid en brand i ett elfordon. Vissa av gaserna är mycket giftiga, särskilt vätecyanid och kolmonoxid.

De brinner också extremt varmt och är svåra att kyla. Enligt australiensiska EV Firesafe kan det krävas uppemot 10 000 liter vatten för att släcka en elbilsbrand.

Elbilsbränder är svåra att släcka eftersom det ofta är svårt att komma åt batteriet och få kallt vatten på problemcellen. Man tror att det är släckt, men så bryter det ut igen timmar, dagar eller till och med veckor senare.

Med tanke på allt detta är det inte konstigt att människor börjar bli oroliga för elbilsbränder, inte minst de som måste släcka dem.

Så, hur hanterar besättningarna bränder i elbilar?

Räddningstjänsten utvecklar nya strategier för att hantera bränder i elbilar.

Bedfordshire Fire and Rescue Service, till exempel, har meddelat att i efterdyningarna av en incident, trafikolycka eller brand som involverar en elbil, "kommer en av våra närvarande brandbilar att följa bärgningsfordonet tillbaka till avlastningsplatsen på deras gård för att hjälpa till med eventuella bränder".

Företaget sade sig också ha utvecklat ett system som gör det möjligt för brandkåren att identifiera vilken modell av elbil som är inblandad i en incident och var batteriet och isoleringsbrytarna finns.

Experterna är oeniga om hur man bäst bekämpar en brand i en elbil, men generellt sett är standardmetoden att använda enorma mängder vatten för att kyla batteripaketet (även om det inte hindrar att branden blossar upp igen), en brandfilt för att kväva lågorna och andningsutrustning för brandmännen för att skydda dem från det giftiga ångmolnet. Antingen det eller så låter man helt enkelt elden brinna ut av sig själv.

Att försöka kväva elden med inerta gaser är ineffektivt eftersom det är en kemisk brand som inte kräver syre. Samtidigt måste omgivningen kontrolleras med avseende på kasserade battericeller som kan ha slungats ut ur batteripaketet vid en explosion och som senare kan självantända.

Efter inneslutningen måste den utbrända elbilen avlägsnas och deponeras på ett område som är avskilt från byggnader och andra fordon. (Omkring 25% av bränderna på skrotgårdar orsakas av förbrukade litiumjonbatterier).

Till de mer radikala åtgärderna hör att doppa bilen i vatten, dock inte havsvatten eftersom klorgas då kan frigöras.

Innebär brandrisken att elbilar är osäkra?

Allt detta låter ganska alarmerande och är ett bra skäl till att inte köpa en elbil, men Paul Christensen, professor i ren och tillämpad elektrokemi vid Newcastle University och senior rådgivare till National Fire Chiefs Council, är angelägen om att dämpa farhågorna om elbilars brandsäkerhet, särskilt med tanke på de fördelar som tekniken erbjuder.

"Som en person som hjälpte Nissan under uppbyggnaden av batterifabriken skulle jag, om jag hade råd, ha en Nissan Leaf i morgon", säger han. "Vi behöver inte vara oroliga för den lilla förekomsten av bränder i elfordon, men vi måste vara medvetna.

"Ett litiumjonbatteri lagrar en enorm mängd energi i ett mycket litet utrymme. Sedan 2008 har användningen av sådana batterier ökat snabbare än vår förståelse för riskerna med dem. Vi har en lång väg att gå för att komma ikapp, men vi kommer att göra det."

Som ett led i sin kampanj för att öka medvetenheten om brandrisker hos räddningspersonal har Christensen hittills hållit presentationer för 30 av Storbritanniens 50 brandkårer, samt för brandkårer i Europa, Australien och Nya Zeeland.

Han inleder varje föredrag med att beskriva hur en litiumjonbattericell är uppbyggd. En aluminiumskiva, kallad katoden, är belagd med ett bläck av blandmetalloxid.

Den har som partner en kopparskiva belagd med grafit som kallas anod. Mellan dem finns en ömtålig, perforerad plastseparator som är indränkt i ett organiskt lösningsmedel som innehåller en liten mängd tillsatser vars identitet, vilket är oroande, endast är känd av celltillverkaren.

Beroende på om batteriet laddas eller laddas ur förflyttar sig litiumjonerna antingen från eller till katoden och anoden.

Sedan ger professorn sin publik av brandmän sin första chock. En full cell innehåller 4,2 V laddning, men även när den är tom innehåller den fortfarande 2,5 V. En Nissan Leaf har från cirka 192 celler i 24 moduler och en Tesla Model S mer än 7000 i 16 moduler. Det är mycket energi när bilens strömindikator säger att den inte har någon.

Full eller "tom", risken för att denna energi försvinner på ett okontrollerat sätt är vad vissa forskare tror leder till "termisk flykt", när värme och gaser ger upphov till ännu högre temperaturer och ännu mer gaser, inklusive väte och syre, i en självuppfyllande loop tills cellerna börjar brinna och spricka.

Ett giftigt ångmoln utvecklas, vilket medför risk för deflagration. När den termiska rusningen väl har börjat kan inget batterihanteringssystem eller kretsbrytare stoppa den.

"En batteribrand kan kontrolleras, men den kan inte släckas", säger Christensen.

Han har i tester visat hur perforering eller annan skada på ett batteripaket, som vid en krock, kan leda till att det fattar eld. "Om batterilådan i en elbil är bucklig måste man anta att den är farlig", säger han.

Det har hänt att batteripaket har fattat eld på grund av överhettning och under laddning. Ännu mer oroande är att en batteribrand kan uppstå spontant, vilket kan förklaras av att en enda cell kontaminerats under tillverkningen.

"Även de mest erfarna och noggranna tillverkarna har defekta elceller som passerar genom deras mycket noggranna kvalitetskontrollsystem", säger Christensen.

En batteriflämma är som en blåslampa som snabbt antänder allt i sin väg, och därför vill Christensen att kommuner och andra organisationer ska överväga säkerhetsriskerna för elbilar i underjordiska parkeringshus och bussdepåer där fordon parkeras sida vid sida.

"I Tyskland har tre bussdepåer brunnit upp under de senaste cirka sex månaderna", säger han. "Tunnlar, färjor, parkeringsplatser, lastfartyg som transporterar elfordon - alla platser där det finns elfordon bör betraktas som en säkerhetsrisk och lämpliga åtgärder bör vidtas."

Han är också orolig för att klassiska bilar ska byggas om för att drivas med begagnade litiumjonbatterier. "Ingen vet egentligen hur säkra begagnade litiumjonbatterier är och det finns ännu inget standardtest som kan ge oss svar", säger han.

"Vissa batterier kommer ut på marknaden igen efter att ha tagits bort i olagliga chop shops. Hur säkra är de? Det pågår mycket forskning om säkerheten hos litiumjonbatterier, men alla måste hänga med, för just nu befinner vi oss längst ner på en mycket brant inlärningskurva."

För elbilar som står i brand eller riskerar att göra det har brandkåren i Köpenhamn, Danmark, utvecklat en lastbilsmonterad lösning för fordonsinneslutning, se bilden ovan.

Den glödande EV:n sänks ned i containern som sedan, likt en container, lyfts upp på ett lastbilsflak. Genom munstycken i golvet och på sidorna av containern kan vatten pumpas in i den. När containern och bilen är fulla körs de till en säker förvaringsplats och lämnas där, kanske i flera veckor, tills fordonet inte längre utgör någon fara. Om allt går bra filtreras och behandlas vattnet för säkert bortskaffande.