Rapporto ZEV: “incendi auto elettriche e ICE sono molto diversi”

La diffusione delle auto ricaricabili seppur a macchia di leopardo nei mercati globali ha superato nel 2023 la soglia di 14 milioni di unità vendute, tra BEV (9,9 milioni) e PHEV (4,2 milioni). Tuttavia, sono in corso molte ricerche per identificare rischi ancora non ben delineati sull’utilizzo delle auto con batterie agli ioni di litio e adottare necessarie misure in caso di incendio. Oggi confrontare gli incendi delle auto a batterie con quelli delle auto ICE, ha poco senso, e a sostenerlo è un rapporto dell’International Zero Emission Vehicle Alliance di cui riportiamo i dettagli nei prossimi paragrafi

CAUSE E FREQUENZA DEGLI INCENDI AUTO ICE ED EV

I rischi associati agli incendi dei veicoli elettrici differiscono da quelli dei veicoli tradizionali con motore a combustione interna (ICE). Lo abbiamo affermato per primi nella mega indagine sui rischi legati alle batterie agli ioni di litio. E lo conferma anche uno studio sulle sperimentazioni e le contromisure adottate in vari Paesi nel mondo. I governi di alcuni Paesi hanno iniziato a mettere in atto misure per mitigare questi rischi e garantire che non ostacolino la transizione verso l’elettromobilità, ma neppure la sicurezza pubblica. Queste misure hanno abbracciato diversi ambiti, tra cui ricerca, politica, regolamenti e procedure di intervento dei vigili del fuoco.

Come i veicoli ICE, le auto elettriche possono prendere fuoco per diverse ragioni, nello specifico:

difetti di fabbricazione;
danneggiamenti alle batterie causati da collisioni;
cortocircuiti causati infiltrazioni di acqua;
utilizzo di caricatori difettosi o thermal runaway, una condizione che provoca sostanzialmente l’autoaccensione delle celle adiacenti, fino a totale esaurimento del materiale combustibile.

Tuttavia, i ricercatori che hanno lavorato al rapporto sostengono che le cause della maggior parte degli incendi di BEV sono sconosciute a causa di segnalazioni inadeguate, indagini in corso o la difficoltà a stabilire l’origine su un veicolo totalmente distrutto dal fuoco. Inoltre, come abbiamo scoperto nelle molteplici indagini da svolte da SicurAUTO.it, solo di recente i soccorritori hanno iniziato a registrare separatamente gli incendi di auto elettriche.

Il rapporto IZEVA afferma che gli incendi di auto elettriche sono numericamente inferiori rispetto, ma potrebbero diventare più frequenti man mano che il parco auto EV cresce e invecchia. Secondo uno studio di EV Fire Safe, dal 2010 a giugno 2023, ci sono stati 488 incendi di veicoli leggeri EV a livello globale, di cui 393 (78%) sono stati partiti dalle batterie al litio degli EV. Lo studio sottolinea che, con la crescita del mercato EV, aumenteranno anche gli incendi delle auto elettriche circolanti da alcuni anni e con chimiche delle batterie agli ioni di litio meno recenti. Negli ultimi tempi si stanno diffondendo le batterie LFP (prevalentemente Tesla e qualche Costruttore Cinese), mentre le batterie agli ioni di Sodio hanno iniziato a catturare l’attenzione anche dei Costruttori europei. Tuttavia la maggior parte delle batterie circolanti sono di tipo NCA ed NCM, con una maggiore densità energetica.

CONFRONTO TRA INCENDI DEGLI EV E INCENDI DEI VEICOLI ICE

A causa dell’assenza di dati rilevati, sono state condotte indagini sulla frequenza di incendi tra auto elettriche ed ICE. I dati ufficiali riportati dallo studio fanno riferimento a:

Tesla, secondo il rapporto sulla sicurezza del 2019 uno dei suoi veicoli prendeva fuoco ogni 210 milioni di miglia (338 milioni di km) percorse, dal 2012 al 2021.
I dati della National Fire Protection Association (NFPA) e del Dipartimento dei Trasporti degli Stati Uniti indicano invece un incendio di un’auto elettrica ogni 19 milioni di miglia (31 milioni di km) percorse negli Stati Uniti (su tutti i tipi di propulsione).
Un’indagine del 2020 in Finlandia, stabilisce che l’incidenza annuale degli incendi ogni 10.000 veicoli ibridi elettrici (HEV) e PHEV varia da 0 a 1,1, e da 0 a 5,2 per i BEV. Questi dati sono rapportati a 4,7 incendi ogni 10.000 veicoli ICE.

Sebbene i dati siano limitati, sembra che gli incendi degli EV siano meno frequenti rispetto agli incendi dei veicoli ICE. Tuttavia, è importante sottolineare che il parco auto dei veicoli ICE è più grande e più vecchio rispetto a quello degli EV. Cosa significa? Gli studi hanno dimostrato che il rischio di incendi nei veicoli ICE tende ad aumentare con l’età. Sarà quindi importante monitorare se si verificherà una tendenza simile per gli EV, introdotti solo nei primi anni 2010 e con una quota nel circolante in aumento solo di recente.

INIZIATIVE DI RICERCA PER COMPRENDERE MEGLIO I RISCHI DEGLI INCENDI DEGLI EV

Visto che la letteratura a disposizione è piuttosto recente, diverse organizzazioni ed enti hanno avviato attività di ricerca per comprendere meglio rischi e sicurezza delle batterie agli ioni di litio al fine di predisporre le strategie di mitigazione più idonee ai rischi degli incendi di BEV. Ad esempio:

In Australia, Fire and Rescue NSW (FRNSW) ha lanciato il programma di ricerca Safety of Alternative and Renewable Energy Technologies (SARET) nel 2022, un’iniziativa biennale per fare luce sui rischi associati agli incendi delle batterie al litio. Il programma SARET è organizzato in quattro ambiti di ricerca:

Risposta dei vigili del fuoco agli incendi delle batterie al litio: per valutare l’efficienza di nuovi prodotti nell’estinguere gli incendi delle batterie al litio rispetto all’uso dell’acqua. Gestione dei pericoli delle batterie al litio a fine vita: per fornire informazioni sulle pratiche di gestione dei rischi riguardanti il riciclaggio, la manipolazione, la conservazione e il trasporto delle batterie al litio danneggiate o interessate dal fuoco. In questo approfondimento abbiamo parlato di come vanno smaltite le batterie al litio in Italia.
Incendi degli EV nelle strutture: per esaminare le difficoltà specifiche poste dagli incendi degli EV nei garage e nei parcheggi. Lo studio mira a quantificare le differenze tra BEV e veicoli ICE per quanto riguarda la gravità e la propagazione degli incendi, le prestazioni degli edifici, i requisiti di rilevamento e soppressione, il trattamento dell’aria e la ventilazione, tra gli altri elementi.
Propagazione degli incendi nei sistemi BESS di stoccaggio dell’energia, per comprendere il processo di propagazione degli incendi negli accumulatori che si sono diffusi anche in ambito civile su larga scala.

In Austria, nel 2021, la Graz University of Technology ha guidato un’iniziativa di ricerca su larga scala per comprendere i rischi associati agli incendi degli EV nei tunnel. Lo studio mirava a rispondere a diverse domande, tra cui cosa succede quando un veicolo con batteria al litio prende fuoco in un tunnel, quanta energia sprigiona, quali gas vengono prodotti e quali rischi comporta per le persone. I ricercatori hanno confrontato gli incendi di veicoli elettrici e ICE anche per testare diversi metodi per combattere gli incendi delle batterie degli EV. Lo studio ha scoperto che:

L’infrastruttura stradale dei tunnel può sopportare il calore generato da una batteria EV;
Gli incendi degli EV sono più caldi rispetto a quelli che coinvolgono i veicoli ICE: il rilascio di calore degli incendi degli EV è stato misurato a 6-7MW, rispetto a 5MW per i veicoli ICE;
Gli incendi producono elevati livelli di gas e metalli pesanti che si accumulano sul lato superiore dei tunnel; quindi, non influenzano le persone. Questo però è dovuto ai sistemi di ventilazione avanzati integrati nei tunnel, che tipicamente non esistono nei garage (dove il rischio sarà più significativo e necessita di ulteriori ricerche).

Infine, tra i metodi di spegnimento testati, il combattimento degli incendi con acqua si è dimostrato più efficace se riesce raggiungere l’interno della batteria. Le lance di spegnimento (ne parliamo nella rubrica dedicata allo spegnimento batterie al litio) si sono rivelate particolarmente efficaci; tuttavia, i vigili del fuoco devono essere addestrati all’uso di questa attrezzatura.

In Canada, il National Research Council Canada (NRC), in collaborazione con Transport Canada, ha condotto ricerche sul thermal runaway delle batterie al litio e sui loro rischi di incendio. Sono stati condotti test su larga scala anche negli aeroporti. La ricerca ha portato allo sviluppo di una metodologia di test, che, a partire dal 2023, l’Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO) elenca come metodologia di test standard per i thermal runaway.

Sono in corso discussioni anche presso il Global Technical Regulation delle Nazioni Unite (UN GTR) dove potrebbe essere proposto uno standard per una metodologia di test di riscaldamento rapido basata sul lavoro dell’NRC. Tuttavia, poiché gli incendi degli EV possono svilupparsi in molti modi, i sistemi utilizzati nei siti di test potrebbero non essere sempre adeguati. I costi elevati e la praticità hanno provocato esitazioni tra gli altri enti in Canada ad impegnarsi in modo più proattivo nella ricerca.

Negli USA, la National Fire Protection Association ha condotto nel 2010 una ricerca per valutare l’esperienza e la prontezza dei soccorritori nell’affrontare gli incendi degli EV. Si è scoperto che la maggior parte dei vigili del fuoco non era addestrata sugli incendi dei veicoli elettrici. Ciò ha portato alla creazione del programma di formazione ed educazione U.S. Emergency Responder Safety Training for Advanced Electric Drive Vehicles supportato da un finanziamento del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.

Anche l’Amministrazione Nazionale per la Sicurezza dei Trasporti degli Stati Uniti (NHTSA) è attiva in questo settore e ha lanciato la Battery Safety Initiative nel 2023 per raccogliere dati e coordinare la ricerca e le attività tra gli stakeholder. Parte di questa attività include anche l’esame degli incidenti sul campo.

REGOLAMENTAZIONE, POLITICHE E NUOVI STANDARD PER I VEICOLI A BATTERIE

I governi che hanno riconosciuto un rischio dagli incendi dei veicoli elettrici stanno sviluppando o attuando politiche e misure specifiche per affrontare più efficacemente i rischi degli incendi che coinvolgono veicoli equipaggiati con batterie agli ioni di litio. Ad esempio:

In Austria, a giugno 2023, il governo austriaco ha revisionato la sua legislazione edilizia (OIB Richtlinie 2.2), che ha introdotto:

restrizioni sulle colonnine di ricarica nei garage;
ordina che le stazioni di ricarica siano protette da rischi di urti e le vieta nei garage accessibili solo tramite ascensore:
le stazioni di ricarica con potenza superiore a 22 kW possono essere installate solo in garage su unico piano di superficie inferiore a 250 m2 o con sistemi antincendio automatici e dispositivi di spegnimento d’emergenza automatici. In alternativa, possono essere installati nei garage con allarmi antincendio automatici e dispositivi di spegnimento d’emergenza automatici e devono essere posizionati vicino agli ingressi del garage, in modo che i vigili del fuoco possano rimuovere facilmente i veicoli incendiati.
le stazioni di ricarica con sistemi di stoccaggio energetico integrati possono essere installate solo in garage di piccole dimensioni (meno di 250 m2) con un’unità di stoccaggio di meno di 100 kWh che ha superato un test di propagazione del fuoco.
è richiesto lo sviluppo di un piano di protezione antincendio per i garage di più di 250 m2.

In Cina, nel 2020, il governo cinese ha annunciato i “Requisiti di sicurezza delle batterie di trazione per veicoli elettrici“, entrati in vigore nel gennaio 2021. Questi requisiti sono più rigorosi riguardo al thermal runaway, lo shock meccanico, il cortocircuito esterno, il surriscaldamento e la sovraccarica. Inoltre richiedono che il pacco batteria non prenda fuoco o esploda entro 5 minuti una volta avviato il thermal runaway su una cella, lasciando tempo sufficiente ai passeggeri EV per uscire dal veicolo.

Nei Paesi Bassi, nell’ambito dell’Agenda Nazionale per l’Infrastruttura di Ricarica, è stata creata una task force per riunire governi, specialisti antincendio e organizzazioni per affrontare la sicurezza degli incendi degli EV. Nel 2021, l’Istituto per la Sicurezza Antincendio ha collaborato con le agenzie dei vigili del fuoco per identificare misure per aumentare la sicurezza antincendio nei garage dotati in caso di installazione di colonnine. Queste misure rappresentano linee guida generali da adattare a circostanze specifiche (ad esempio, materiali di costruzione del garage, progettazione, ecc.).

In Nuova Zelanda, gli sforzi del governo si sono concentrati sulla ricerca per confrontare gli incendi degli EV e dei veicoli ICE. L’obiettivo è definire la portata del rischio degli EV nel sistema di trasporto della Nuova Zelanda.

Nel Regno Unito, nel 2023, il governo ha pubblicato linee guida provvisorie sulla sicurezza antincendio per EV e stazioni di ricarica, che saranno aggiornate man mano che diventano disponibili ulteriori ricerche e dati sugli incendi degli EV.

In Italia, come abbiamo anticipato intervistando i dirigenti del Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco, è atteso un aggiornamento della norma sui parcheggi già da alcuni anni. Tuttavia l’ambito della ricerca è molto attivo nella valutazione degli estinguenti più adatti alle batterie al litio.

CONSIDERAZIONI FINALI

Gli incendi degli EV rappresentano una sfida emergente per la sicurezza pubblica e richiedono un approccio multidisciplinare per conoscere e imparare a gestire i rischi associati. Non ha senso continuare a sostenere che le auto ICE si incendiano di più delle auto EV, perché qui il problema è che gli incendi sono diversi. Inoltre il parco circolante ICE è in media molto ma molto più vecchio, quindi solo nel tempo capiremo i reali numeri.