為了因應2050淨零碳排目標,各國政府大力支持電動車,除了特斯拉,傳統燃油車廠也加入市場,推出多樣電動車款。在政策多方鼓勵與推廣下,路上的電動車愈來愈多,然而它們也給消防單位帶來巨大考驗。
根據英國媒體《獨立報》的資訊,一輛燃油車若起火,撲滅火勢需要大約500到1,000加侖(約1,890到3,785公升)水;一輛特斯拉若是起火,卻需要多達3萬到4萬加侖(約11萬3550公升到15萬1400公升)的水才能撲滅,換言之,電動車火警大約需要燃油車火警的40倍水量。為何電動車火災如此難應付?
《華爾街日報》影音報導:Firefighters vs. EVs: Why EV Fires Are Harder to Put Out
電動車起火機率小,但是災情遠比燃油車嚴重
關鍵在動力來源。燃油車依靠汽油提供動力,化學成分是碳氫化合物;電動車的動力來源則是鋰電池,化學成分主要是鋰,它是活性很高的金屬,加上電解液也是活性大的有機化合物,若鋰電池受損,就會發生熱失控(thermal runaway),進而產生高溫甚至起火。若燃油車發生火災,只要隔絕氧氣,汽油就會停止燃燒,但是鋰電池不只要隔絕氧氣,還必須降溫,才能阻絕熱失控。如果沒有降溫,只有滅火,燃燒的鋰電池就有可能死灰復燃。
此外,車用鋰電池組結構十分緊實,灑水很難滲透到電池組的每個角落,所以消防單位只能以量取勝,透過大量的水來降溫。除了高溫,鋰電池燃燒還會釋放有毒物質,若沒有斷電,還會有高電壓的問題,對消防員來說都是威脅。
電動車之所以採用鋰電池,主要是因為鋰電池有能量密度大、工作電壓高、較能耐高溫、循環壽命長、安全性能高等優點。但是鋰電池長期使用會產生晶枝(dendrite),當晶枝夠大,就有可能刺穿電池內部的保護屏障,引發熱失控,進而引發電池模組失火。若鋰電池遭受外力刺穿,同樣也會引發熱失控並起火。
根據英國《衛報》報導,澳洲國防部指出,電動車起火機率是0.0012%,遠低於燃油車的0.1%,代表電動車本身比燃油車安全,只是萬一起火時,電動車對人身安全的威脅也更大。目前特斯拉主要採用的是鈷酸鋰電池,它的優點是能量密度高,能滿足特斯拉電動車的性能需求;但是同時,鈷酸鋰電池的成本較高,壽命較短,穩定性較差,代表起火風險也較高,再加上鈷價高漲,因此車廠正在研發新的電池。
例如磷酸鐵鋰電池,雖然它有能量密度較低、製造難度較高的缺點,但是鐵比鈷更容易取得,不僅成本較低,而且安全性更佳,因此通用、福特與Toyota都投入磷酸鐵鋰電池的研究。而三元鋰電池所需的鈷較少,且能量密度也比磷酸鐵鋰電池高,因此也受到車廠青睞。只不過三元鋰電池的起火風險也較磷酸鐵鋰電池高,因此電池業者正在研發更先進的溫控系統,以保障三元鋰電池的安全,例如寧德時代。