電池火災與傳統火災有何不同——以及它對復原的意義

鋰離子電池已成為現代工業不可或缺的一部分。它們為堆高機、自動導引車(AGV)、生產設備、儲能系統以及電動車車隊提供動力。隨著其使用量的增加,人們對電池相關火災風險的認知也日益提高。
三個關鍵要點:
1. 污染程度:鋰離子電池火災可能釋放氟化物和金屬氧化物等額外物質,這些物質會增加腐蝕風險、影響敏感設備,並延長業務中斷時間。因此,從一開始就進行快速檢測和污染評估至關重要。
2. 復原工作的開始:與傳統火災不同,風險未必會在火焰撲滅後即告終結。受損電池可能仍處於不穩定狀態,並存在復燃危險,因此在開始修復工作之前,必須優先安全地隔離和移除電池。
3. 電池處置:受火災損毀的電池須在嚴格的安全要求下,進行專業的處理、運輸及處置。在規模較大的事故中,有限的處置與回收能力可能成為瓶頸,進而影響復原時程。
對於工業設施、健康安全環境(HSE)專業人員及理賠核定員而言,一個問題正變得日益重要:
電池火災到底和一般火災有什麼不同——是否需要採取不同的災後復原方法?
簡短的回答是,也不是。
電池火災後的許多挑戰,與任何工業火災後所面臨的挑戰相似。然而,鋰離子電池可能會帶來額外的污染物、額外的安全考量,以及來自受損電池系統的持續風險。了解這些差異,有助於組織在損害評估、修復與復原過程中做出明智的決策。
為何鋰離子電池火災受到關注
電池火災往往受到媒體的高度關注。電動車起火、電池儲能設施失火或受損電池模組燃燒的燃燒畫面令人觸目驚心。
鋰離子電池的獨特之處在於其兼具高能量密度、高發熱量以及可能引發稱為「熱失控」的自維持反應。一旦觸發,熱失控便會產生大量熱量,甚至在沒有外部供氧的情況下,仍可能持續燃燒。
這並不一定意味著電池火災比其他工業火災更常見。然而,當火災涉及電池時,在復原過程中可能需要考慮額外的危害與污染物。
電池火災與傳統工業火災有何不同
任何火災都會產生危害。
煙霧、煙灰、酸性殘留物、具腐蝕性的副產物以及潛在的有毒物質,都是工業火災事故的常見後果。不完全燃燒會產生多種有害化合物,必須在設施能安全恢復運作之前加以處理這些化合物。
當涉及鋰離子電池時,火災過程中可能會釋放出以下物質,包括:
- 氟化氫 (HF)
- 氟化物
- 含有鋰、鈷、錳或鎳的金屬氧化物
- 其他與電池相關的分解產物
這些物質在火災過程中飄散到空氣中,也可能沉積在受影響區域內的各個表面上。
另一項重要差異在於熱量產生的強度。鋰離子電池系統可能釋放大量熱能,進而加劇火災嚴重程度,並擴大設施內的受影響範圍。
其他危害:氟化物、金屬氧化物與火災污染物
電池起火後,關鍵問題不僅在於是否有污染,更在於污染的特定類型。
電池火災可能會產生含氟化合物和金屬類污染物,而這些物質通常並非傳統火災中的主要考量因素。
此類污染的程度取決於多項因素,包括火災規模、通風狀況以及涉及的電池材料總數量。大型電池系統或涉及多組電池的事故,可能會導致大量氟化物、金屬氧化物及其他火災副產物擴散至受影響的設施各處。
這會增加機械、生產設備和敏感電子設備受到污染的風險,因此徹底的評估和測試顯得格外重要。
研究已證實,與鋰離子電池火災事件相關的氟化物和金屬化合物濃度有所上升。
對於工業設施而言,這引發了若干實際考量:
- 檢查與清理過程中的工人安全
- 機械及生產設備受污染的風險
- 可能的腐蝕風險
- 環境與廢棄物處置方面的考量
- 重新啟用前所需的污染驗證要求
僅憑肉眼可見的煙灰,無法完全反映污染的實際程度。因此,可能需要進行針對性的檢測與分析評估,以識別氟化物殘留物及其他與電池相關的污染物。
為何受損電池在火勢撲滅後仍可能構成風險
傳統火災與電池相關事故之間最顯著的差異之一在於:風險並不總是在火焰熄滅後即告終結。
受損的鋰離子電池可能無法提供關於其狀態的明顯視覺線索。即使在冷卻後,仍難以判斷電池是否已完全穩定,或是否仍存在復燃的風險。
正因如此,受損電池必須謹慎處理,並遵循適當的安全程序及使用經核准的容器進行儲存、運輸與處置。通常會採用特殊的運輸與儲存方案,以減輕延遲引燃的風險。
對於工業設施而言,在展開全面復原作業之前,確保受影響的電池系統安全往往是重要的一步。
電池相關事故後的火災復原作業流程
儘管鋰離子電池伴隨著額外的危險,但復原工作的基本目標仍然不變:
- 保護人員安全
- 穩定現場狀況
- 評估污染情況
- 恢復資產
- 盡可能快速且安全地恢復營運
重要的是,電池起火後採用的復原方法,通常與一般火災後的處理方式相似。根據受損的資產及污染狀況而定,復原作業可能包含乾式清潔技術、水性清潔流程或溶劑型復原方法。
兩者的差異往往在於評估階段。
可能會進行額外的檢測,以識別氟化物、評估污染程度,並驗證修復目標是否已達成。BELFOR 的技術程序包括快速氟化物檢測、氯化物檢測、pH 值評估,以及在適當情況下對擦拭樣本進行實驗室分析。
這使修復團隊能夠針對清潔、除.污及設備恢復等事項,做出基於證據的決策。
電池火災後,理賠公證人與 HSE健康安全與環境團隊應評估哪些事項
對於理賠公證人和 HSE 專業團隊而言,火災後的決策往往聚焦於三個關鍵問題:
1. 現場是否安全?
在恢復正常活動之前,必須評估空氣品質、殘留污染及潛在的電池危害。在初期應變行動中,個人防護裝備與適當的檢測至關重要。
2. 污染範圍有多大?
評估時不僅應考量肉眼可見的火災損毀,還須留意可能存在的氟化物、金屬化合物及腐蝕性殘留物,這些物質可能對設備、庫存及建築材料造成影響。
3. 資產能否恢復?
許多工業資產——包括機械、電子設備及生產設備——在電池火災後仍有機會恢復。及早進行污染評估並即時介入,將可顯著提升資產復原成效,並降低業務中斷成本。
受損電池的管理與處置挑戰
電池處置可能成為復原過程中的關鍵環節。即使火勢已撲滅,受損的鋰離子電池仍可能存在復燃風險。由於其狀況未必能透過肉眼完全評估,受損的電池通常會在運輸及處置前,先存放於專用的安全容器中。
運輸受損的電池須遵守特定的安全法規與處理要求。在較大規模的事故中,處置本身可能成為一項挑戰,特別是當大量電池需要進行臨時存放、運輸及回收時。有限的處理能力可能會影響復原進度,應在復原流程的早期階段就將此因素納入考量。
恢復設施、設備及營運至正常狀態
任何火災後的最終目標都是恢復營運。
儘管鋰離子電池火災可能帶來額外的危害與技術考量,但並未從根本上改變復原工作的目標:即確保人員、設施及業務營運安全地恢復正常。
復原工作的成敗取決於對相關特定污染物的理解、對受損電池的適當處理,以及基於檢測、技術專長和經實證的修復方法所制定的復原策略。
隨著鋰離子電池在工業環境中的應用日益普及,了解上述這些差別的機構在發生電池相關事故時,也將能做好更充分的準備,以便在發生電池相關事故時進行應對、恢復並將停工時間降至最低。
延伸閱讀:
- 瑞士聯邦環境、交通、能源與通訊部(DETEC,2020)——地下交通基礎設施中電動車火災的風險最小化。
- 瑞士聯邦環境、交通、能源與通訊部(DETEC,2018)——電動車與道路隧道安全——電動車火災的危害。
- Willstrand 等人(RISE,2020)—— 電動車火災產生的有毒氣體。