防患于未“燃” 关注纯电动船舶安全

近年来，随着动力电池技术的快速发展，船舶电动化趋势渐升，纯电池动力船舶在全球已得到广泛的推广和应用。根据EVTank发布的《中国电动船舶行业发展白皮书（2022年）》显示，2021年国内电动船舶的产量已经超过100艘。

（纯电动内河船）

伴随着动力电池的大规模应用，有关纯电动汽车电池发生着火、爆炸的事故时常能在互联网、报纸、杂志上看到，这提醒我们必须正视动力电池在船舶领域应用过程中的火灾风险和安全性。

纯电动船舶火灾事故案例

2019年10月10日，挪威渡船公司Norled旗下“MF Ytteroyningen”号客船的蓄电池室发生小型火灾事故，该船之后以自身动力返回港口，乘客和船员安全撤离。然而在当天晚间，该船蓄电池室发生了严重的气体爆炸，造成重大破坏。

2021年3月11日，全电动双体船“MS Brim”号(建于2019年)报告起火，当时该船停靠在挪威腓特烈斯塔附近的Oslofjord，船上并没有任何乘客，仅有4名船员。事发之后，船员迅速被疏散。据当地官员报告称，尽管“MS Brim”号上的情况已经稳定下来，但火灾可能导致船上电池暴露在高温下，在封闭的房间和舱壁中产生爆炸性及易燃气体。

动力电池燃烧特性及危害

基于安全性能、成本、能量密度等因素的综合考量，当前通常采用磷酸铁锂电池作为船用动力电池。

（船舶动力电池）

01锂电池的基础结构

锂电池主要由四部分构成，分别为正极、负极、电解液和隔膜。

通常情况下，正极材料使用锂化合物；负极主要采用锂—碳层间化合物；电解液主要采用锂化合物的有机溶液，溶剂为碳酸丙烯酯、甲乙基碳酸酯等溶液按照规定的标准混合得到；隔膜材料为PP或PE。

02锂电池火灾危险性

当锂电池出现热失控问题后，一般在燃烧过程中释放大量的易燃气体，导致火势蔓延迅速，提高燃烧温度。产生过热的原因包括电短路、快速放电、过度充电、制造缺陷、设计不良或机械损坏等等。

（锂电池燃烧过程）

如果纯电动船舶出现锂电池火灾情况，会出现放热连锁反应，并且会促进锂电池内部反应向正反应进行，持续增加温度，严重时容易出现爆炸情况。

03与传统的船舶火灾相比的不同

1火焰温度更高。通过实际测试锂电池内部燃烧温度，其最高温度能够达到926℃，远远超过普通汽油燃烧时389℃温度。

2产生有毒气体。锂电池在燃烧过程中，还会与空气中的氧气等气体产生反应，生成甲苯、苯乙烯、一氧化碳和氟化氢等气体，这些气体都具有不同程度的毒性。如果长期待在这种环境下，容易出现中毒或窒息的问题，严重威胁被困人员和救援人员的生命安全。

3存在触电风险。由于锂电池要为电动船舶提供动力，因此其内部系统具有较大的直流电和交流电，远远超过人体所能承受的最高电压，当其出现漏电情况后，如果有人员误触，易出现触电伤亡情况。

4难扑灭、易复燃、灭火技术要求高。目前船上常用的灭火措施包括干粉灭火、泡沫灭火、二氧化碳灭火和水雾喷淋以及消防水枪等。

其中干粉灭火器虽然在初始情况下能把明火灭掉，但干粉并不能降低锂电池内部的温度，灭火的锂电池容易复燃，甚至发生爆炸。

泡沫灭火器喷出的泡沫则会附着在电池外围形成热绝缘体，从而增加化学反应，产生更多的热量。

二氧化碳灭火只能消灭由锂电池起火引发的常规火灾，对无氧环境中仍然剧烈燃料的锂电池本身起火不起作用。

水雾喷淋和消防水枪倒是可以在扑灭明火的同时对锂电池进行持续降温，直至其内部完全冷却，但用水量极大。

目前针对锂电池火灾，主要是从结合气体灭火剂的灭火效果与细水雾的冷却效果出发，从而提高灭火剂抑制锂电池火灾的有效性。

预防纯电动船舶火灾的

消防要求

为了保障纯电动船舶的安全性，在船舶建造方面我国制定了《国内航行海船法定检验技术规则（2022年修改通报）》《纯电池动力船舶检验指南》《混合动力船舶检验指南》《内河绿色船舶规范》等重要规范，从电池系统、防火与探火灭火、脱险等方面作出了规范和要求。

（压力水雾灭火系统）

01布置与分隔

（1）锂离子蓄电池舱（室）的布置，应与起居处所相互远离，若确需相邻布置时，二者的共用限界面应尽可能减至最小，并采用满足本条（4）所要求的隔热结构。

（2）锂离子蓄电池舱（室）内的蓄电池箱（柜）或蓄电池包，与舱壁及上方甲板之间应留有足够的空间以利于锂离子蓄电池通风散热，与舱壁的间距应不小于150mm，距上方甲板应不小于500mm，距离下方甲板应不小于50mm。

（3）锂离子蓄电池箱（柜）、锂离子蓄电池包应牢固固定，并尽可能远离船舶舷侧及机器运动部件，与船体外板的距离应不小于500mm，避免碰撞的影响。

（4）锂离子蓄电池舱（室）与相邻处所限界面的耐火完整性应达到H-60标准，限界面上的开口和贯穿应采取相应的措施确保限界面的耐火完整性。

02探火和报警

（1）锂离子蓄电池舱（室）应设有固定式探火和失火报警系统，探火系统探测器的选型应采取感烟探测器，或感温与感烟探测器组合的形式。

（2）锂离子蓄电池舱（室）内应设有手动报警按钮。

03灭火

（1）锂离子蓄电池舱（室），应设有下列固定式灭火系统之一：

①适用于机器处所和货泵舱的七氟丙烷灭火系统，其容量按该处所总容积的9%进行设计；

②二氧化碳灭火系统，其容量应按该处所总容积的40%进行设计；

③适用于机器处所和货泵舱的压力水雾灭火系统，其出水率按5l/m2·min进行设计，喷嘴距锂离子蓄电池顶部的距离应不小于0.5m。

（2）应按照如下要求配备手提式灭火器：

①应至少配备4具容量至少5kg的手提式七氟丙烷或二氧化碳灭火器，其中应有1具设在该处所入口外附近处。

②对于甲板面积小于4m2的锂离子蓄电池舱（室），可用足够数量的手提式七氟丙烷或二氧化碳灭火器代替固定式灭火系统。在蓄电池舱舱壁上应设有喷放孔，便于人员使用灭火器对内释放灭火剂。所要求的手提式灭火器应存放在距喷放孔2m之内。

③布置在开敞甲板上或其他处所内的锂离子蓄电池箱（柜），应在其附近至少设置4具容量至少5kg的手提式七氟丙烷或二氧化碳灭火器。在电池箱（柜）上应设有喷放孔，便于人员使用灭火器对内释放灭火剂。

（七氟丙烷灭火系统）

（二氧化碳灭火系统）

一旦发生火灾意外如何处置

船舶一旦发生火情，各船员要按照消防部署中所确定的职责迅速奔赴自己的岗位，在开展自救灭火的同时，要尽快报告船公司和海事管理机构，以便及时得到外部救助，并保持通讯畅通。

确保人员安全

船舶内部通道都较为狭窄，如果发生火灾，首先应救助和疏散人员，将人员转移至援救船上或岸上，确保遇险船上人员安全。

侦察火情

听从指挥人员的指挥，保持沉着、冷静，寻找火源，判断火灾种类，确定正确有效的灭火方法和措施扑灭火灾。

就近处理原则

火灾事故的处置应以就地、就近处置为原则。对船舶在码头发生火灾事故要驶离到外面水域处置，或船舶在码头外发生火灾事故要靠泊码头进行处置的情况，需根据实际状况考虑、处理。

在火灾事故不断扩大、无法控制，或救援行动严重威胁人员安全的情况下，应考虑中止救援行动。

目前纯电动船投入使用尚处于起步阶段，有关纯电动船舶的火灾事故案例相对较少，也缺乏相关事故的应急处置经验，但这些火灾不能像“正常”火灾一样对待。为了尽可能避免火灾、爆炸等事故的发生，需要制定安全管理规范和安全监管指南、提高船舶建造质量、开展针对性的培训等，做到防患于未“燃”。