自動車運搬船–リチウムイオン電池(Li-ion)搭載の電気自動車(EV)によるリスク

News & Insights 10 December 2021

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本記事は、Andrew Moore and Associates(AMA)の主任火災爆発調査員であるDavid Townsendが執筆しています。

Cargo container ship

今後数年間で、トレンドや他の市場原理に従い、私たちの多くは、ガソリンやディーゼルが駆動する自動車から、バッテリーや燃料電池が駆動する電気モーターを搭載した自動車にシフトすることになるでしょう。今日、道路上の電気自動車(EV)の多くは、リチウムイオン電池(Li-ion)を動力源としていますが、この技術は新たなリスクをもたらしています。海運業界では、現在このような車種は、自動車運搬船、Ro-Pax(カーフェリー)、および純粋な自動車専用船(PCC)で定期的に輸送されています。

PCCにより輸送される全ての車両は危険物(DG)の形態と見なされます。車両は、固有の発火源を備えた可燃性物質(主にプラスチック)の混合物です。ただし、すべての車両と同様に、リチウムイオン電池を搭載したEVが海上で運ばれる際にもたらされるリスクを更に具体的に考慮する必要があります。

輸送される車両は、貨物固縛要件以外のこれといった分離ガイドラインなしに他の車両のすぐそばに船積みされます。中古車は直接接触して船積みされることが多く、新車でわずか0.5m離すだけで船積みされる場合があります。

DNV-GLの2016年の出版物「Fires on Ro-Ro Decks」[1]では、6.2(d)節の結論に以下のように記載されています:

「該当する場合、代替燃料自動車の取り扱いに関する方針(正しい消火活動戦略/課題に関するノウハウ)を策定する必要があるが、しかしこれは主要な危険として特定されていない(未知のリスク)」

当時、リチウムイオン電池搭載EVは未知のリスクではなかったものの、多方面でそのリスクは完全かつ包括的には認識されていませんでした。

米国国家運輸安全委員会(NTSB)は、2001年に詳細な安全報告書(NTSB/SR-20 /01)を発行しました。報告書には、以下のように記載されています:

「高電圧リチウムイオン電池を搭載する電気自動車の火災は、損傷を受けたリチウムイオン電池の高電圧部品の暴露により、緊急時対応要員に感電のリスクをもたらす。さらなるリスクは、バッテリー内の損傷を受けたセルが熱暴走-温度と圧力の制御されていない上昇-を起こし、バッテリーの再着火につながる可能性があることである。感電およびバッテリーの再着火/火災のリスクは、損傷を受けたバッテリーに残存する「足止めを食らった」エネルギーから生じる

この報告書が最初ではなく、問題は徐々に周知され報告されるようになりました。この問題としてガレージや駐車場での火災が挙げられています。一部の地下駐車場はEVを禁止しています。自動車専用船(PCC)でのリスクは、駐車場でのリスクよりもはるかに大きいものです。

重要な構成部品であるリチウムイオン電池は、更なる技術により追い越されようとしている技術です。ただし、リチウムイオン電池の過去の蓄積は今後数十年にわたって存続し、中古車市場は自動車専用船(PCC)でそのような車両を大量に運搬することになるでしょう。

リチウムイオンを使用した車載電池火災による炎は低く外側に広がります。直火と熱は、1つ以上の側面上で自動車の側面と底面に燃え移ることにになります。炎は、多くの場合強烈で、突き出るような、トーチランプに似た炎であり、時には爆発が生じます。これは、一般的な非EVの火災の挙動ではありません。

2020年中国では、充電スタンドにおけるEV1台の電池からの発火により、3分未満でその片側にある車両2台に完全に延焼しました[2]。 この特定の動画から、火災が自動車運搬船のデッキに延焼するであろうことが容易に想像できます。追加の調査は不要です。

EV業界では、例えば、電気自動車以外の車両火災の頻度と比較することで、問題を希薄化しようとする傾向があります。リチウムイオン電池は、その時点で所有者やユーザーすらもわからない明確な理由なしで大惨事をもたらすほどの誤動作をする可能性がありかつ実際に誤動作しているという事実はそのままです。現在、根本原因として、一般的に製造不良、損傷、または標準以下の品質が挙げられると言われています。低品質なソフトウェアも要因になる可能性があります。

残念ながら、基本的な広く信頼されている火災時の安全性の原則の一部は、リチウムイオン電池搭載のEVでの火災には利用できません。早期発見、警告または防火について効果的あるいは実用的になる見込みはありません。効果的な携帯型消火器具は存在しません。現在、効果的かつ対応可能な固定の消火設備はありません。現代の、常勤の公共の消防隊でさえ、リチウムイオン電池搭載EV電気自動車火災を適時に消火できません。要するに、現時点では、船舶システムや乗組員、港湾や公共の消防隊は、船上のリスクに効果的に対処できません。

これは、特に自動車専用船(PCC)にとって主要なジレンマです。つまり、他の自動車運搬船よりも運搬される車数ははるかに多く、1隻あたりの運航時間もはるかに長いのです。これにより、火災の統計的確率が高まります。もし火災が発生した場合および火災発生時、隣接した区域は急速に壊滅的となり、既存の高炭酸ガス/高可爆環境内には効果的な構造的延焼防止がないため、リスクを低減することは不可能です。

私の意見では、現在の船舶で実施されている場合、リチウムイオン電池搭載EVに対する火災安全戦略は、手作業による初動対応を超えた、発生段階での大規模火災を推定したものの1つでなければなりません。したがって、発見時には可能な固定艤装を排出し、船舶は避難するか支援を求める必要があります。

許容可能なレベルまでリスクを低減するための効果的な手段が単にない場合があり、排除について真剣に検討する必要があります。現在の船舶は適切に艤装されておらず、効果的かつ経済的に適応できる既存の手段はないようです。

リチウムイオン電池搭載EVの火災は、周囲の車両にもすぐに放水できるように、広範囲にわたって冷却剤とガスシール材によって迅速に対処する必要があることは明白です。唯一の実用的な消火剤は水ですが、それには散水がかなりの期間継続する必要があるという明らかな船舶の復原性の問題があります。リチウムイオン電池搭載EVの火災は、多くの場合この放水の下でも燃え続けるため、専門の消防隊が到着するまで、システムは稼働し続ける必要があります。

私は、1台のリチウムイオン電池搭載EVの火災に関する問題の概要を説明しただけです。リチウムイオン電池が他の発生源、すなわし非EV車からのから生じる火災にさらされると熱暴走に陥ります。続いて起こる急激な火災成長と熱流束は、EVが搭載するリチウムイオン電池の密度が高くなるにつれて大きくなります。

自動車専用船(PCC)には、車両のタンクで運ばれる燃料の水準に関する規則があります。これは船上の総燃料装荷を減らすための手段です。リチウムイオン電池搭載EVにはまだ同等の要件はありませんが、エネルギー放出の強さと持続時間が長いものとなるため、恐らく火災規模を大きくする一因となるでしょう。リチウムイオン電池搭載EVには、発火源および燃料(エネルギー)装荷の全てのリスクがあります。バッテリーを外す(または絶縁)または充電容量を減らすことによりリスクを取り除くことはできません。

港では他の複雑な事態が発生します。多くの区画扉が開くことになるため、例えば、ウォーターミスト/高炭酸ガス/泡などの消火システムの操作前に説明をする手間が増えます。

前に、私は「もし火災が発生した場合および火災発生時 」という用語を使用しました。 「もし」に基づきこの問題に対応する選択肢もあります。 「時」を考える人もいます。措置の遅延が大幅に遅れるほど、 「時」の確立が高くなります。

David Townsend

著者について:David TownsendAndrew Moore and AssociatesAMA)の主任火災爆発調査員です。彼は45年間消防業界に奉仕しており、最後の25年間は火災調査に専念してきました。Davidはロンドン消防隊で30年間のキャリアを果たし、最後の11年間は火災調査に参加していました。2006年以来、民間部門の調査員として、すぐに彼は世界中で実質的に海洋ケースワークに従事するようになりました。


[1] https://maritimecyprus.files.wordpress.com/2017/02/roro-fire-on-deck_2016-04.pdf

[2] https://insideevs.com/news/423581/severe-electric-car-fire-explosion-charging/

カテゴリー: Loss Prevention

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