Het vrachtschip Fremantle Highway ligt uit te branden voor de kust van Ameland en Terschelling. Wat maakt het blussen van een schip vol elektrische auto’s onmogelijk?

In de Noordzee, voor de kust van nu eens Ameland en dan weer Terschelling, drijft momenteel een brandend schip. Aan boord zijn een paar honderd elektrische auto’s, wat het blussen van de brand onmogelijk maakt. Wat is het probleem daarbij, en hoe brandgevaarlijk zijn elektrische auto’s eigenlijk? De Ingenieur geeft antwoord op deze en andere vragen.

 

Wat is er gebeurd?

In de nacht van dinsdag 25 op woensdag 26 juli was het autovrachtschip Fremantle Highway op weg van Bremerhaven in Duitsland naar Port Said in Egypte, toen er plotseling brand uitbrak. Het schip bevond zich toen op de Noordzee, ten noorden van Ameland. De brand bleek onmogelijk te blussen en is nog altijd bezig – al neemt de hevigheid inmiddels af. Dat komt door de aanwezigheid van elektrische auto’s aan boord. Men dacht eerst dat het om vijfentwintig exemplaren ging, maar het blijken er bijna vijfhonderd te zijn, van de in totaal ongeveer vierduizend auto’s aan boord.

Van de 23 bemanningsleden zijn meerdere gewond geraakt en kwam er een om het leven. De overlevenden zijn met een helikopter van het schip gehaald of uit zee opgevist nadat ze van boord waren gesprongen.

 

Waarom zijn die elektrische auto’s bij een brand zo’n probleem?

Door de lithiumionaccu’s die erin zitten. Als zo’n accu een kritische temperatuur overschrijdt, komt er een kettingreactie op gang: de zogeheten thermal runaway. Hierbij vinden chemisch-elektrische reacties plaats waarbij hitte vrijkomt, waardoor de temperatuur steeds hoger wordt. Dat leidt weer tot nieuwe reacties en uiteindelijk tot een oncontroleerbare brand. Een accu van een elektrische auto bevat duizenden lithiumcellen, dus is die brand ook niet zomaar uitgewoed. Bovendien zitten de batterijpakketten in een goed beschermende verpakking die ook het bluswater buitenhoudt.

 

Hoe verloopt zo’n thermal runaway?

Een lithiumionbatterij is in feite een container met lithiumionen in een geleidend materiaal: het elektrolyt. Dit elektrolyt bevindt zich tussen de anode (de minpool) en de kathode (de pluspool), die door een membraan (de separator) van elkaar gescheiden zijn om kortsluiting te voorkomen. Bij het ontladen van de batterij gaan de positief geladen ionen van de kathode naar de anode, en negatief geladen elektronen in een stroomkring buiten de accu van de anode naar de kathode: dat is de elektriciteit die de accu levert. Bij het opladen vindt het omgekeerde proces plaats.

Als de temperatuur te hoog wordt (boven de 80 graden Celsius – de precieze temperatuur is afhankelijk van de samenstelling van het elektrolyt), gaat het lithium reageren met de opgeloste stoffen in de elektrolyt. Daarbij komt warmte vrij, waardoor de temperatuur verder stijgt.

Is de temperatuur opgelopen tot 100-120 graden Celsius, dan beginnen er in het elektrolyt zelf ook reacties op te treden en komen er gassen vrij zoals koolstofdioxide, koolstofmonoxide, methaan, ethaan, ethyleen en waterstof. Als het daardoor nóg warmer wordt, dan smelt uiteindelijk de separator en ontstaat kortsluiting. In de laatste fase valt de kathode uiteen waarbij zuurstof vrijkomt, wat de brand nog eens verder aanwakkert.

Het smelten van de separator is een belangrijke stap in het proces. Bij welke temperatuur dit gebeurt kan variëren van pakweg 120 tot wel 300 graden Celsius.

 

Elektrische auto’s zijn dus heel brandgevaarlijk?

Dat ligt er aan hoe je het bekijkt. De kans op een autobrand is bij een elektrische auto niet groter dan bij een auto met een verbrandingsmotor. Het moment waarop de brand ontstaat is vaak wel anders: bij auto’s met een verbrandingsmotor gebeurt dit meestal tijdens het rijden, bij een elektrische auto vaak tijdens het opladen. Het probleem is, zoals gezegd, dat een elektrische auto lastiger te blussen is. Zelfs als de brand uit lijkt te zijn, kan door de warmte de kettingreactie toch weer op gang komen. Het kan – als je het over slechts één auto hebt – tot wel 24 uur duren tot de batterijen voldoende zijn afgekoeld om dat te voorkomen.

 

Is daar al een oplossing voor verzonnen?

De brandweer werkt steeds vaker met een dompelbak waar de hele auto in past. Door de auto onder te dompelen in water blijft hij koel, en blijven schadelijke stoffen die weglekken in het dompelwater achter in plaats van weg te sijpelen. Maar ja, op een schip met duizenden auto’s is dit natuurlijk geen optie.

 

Is de Fremantle Highway het eerste schip dat in de problemen kwam door brandende elektrische auto’s?

Nee, in 2022 gebeurde hetzelfde met het vrachtschip de Felicity Ace, een schip vol dure auto’s als Porsches en Bentleys, dat op weg was van Emden in Duitsland naar Rhode Island, aan de oostkust van de Verenigde Staten. Dit schip is na twee weken in brand te hebben gestaan uiteindelijk gezonken, op 400 kilometer van de Azoren.

Veel rederijen beraden zich dan ook op maatregelen. Zo besloot de Noorse rederij Havila Kystruten begin dit jaar geen elektrische auto’s meer te vervoeren. Dat deed deze cruiseschip-maatschappij overigens toch al niet op grote schaal.

 

Hoe gaat het nu verder met de Fremantle Highway?

Momenteel liggen er vier sleepboten omheen, die ervoor zorgen dat het schip min of meer op zijn plek blijft – tussen de vaarroutes, zodat de overige scheepvaart gewoon door kan gaan. Ook probeert men vanaf deze schepen de zijkant van de Fremantle Highway enigszins te koelen. Hierbij mag echter niet te veel bluswater in het schip terecht komen, want dan zou het kunnen gaan zinken. De hoop is dat het schip, als de brand is uitgewoed, kan worden weggesleept. Dan moeten de kabels echter steviger worden bevestigd dan nu, en dat kan alleen als het schip zover is afgekoeld dat er mensen aan boord kunnen.

Bronnen:

* Lithium-ion battery operation,John T. Warner, in: Lithium-Ion Battery Chemistries, 2019

* ZIjn elektrische auto's brandgevaarlijker? (website ANWB)

*  Duizenden VW's + honderden Porsches en Bentleys stuurloos (Autoblog.nl)

*  EV's niet meer welkom aan boord bij Noorse rederij (Autoblog.nl)

*  Zo blus je brand in een elektrische auto (Autoweek)