新エネルギー電気自動車の海上輸送におけるリスクと安全対策

「ダブルカーボン」戦略の影響を受け、中国の新エネルギー電気自動車（NEV）の国際的な競争力が急速に高まり、輸出市場は爆発的な成長を遂げています。2023年、中国の自動車総輸出台数は491万台に達し、前年比57.9％増加して世界一の地位を初めて獲得しました。その中でもNEVの輸出は120.3万台と、前年比77.6％の大幅な伸びを記録しました。自動車輸出の主な手段には遠洋海運、中欧班列、道路輸送などがありますが、海運が最も多くの輸送量を占め、特に遠洋ローロ船による輸送が中心となっています。中国NEVの「全面的な出海」は、国際海運市場の活況を直接けん引しています。しかし、近年、世界的にNEVの海上輸送中に多発する火災事故が、この分野の安全性に対する深刻な懸念を引き起こしています。

過去の事故例を振り返ると、その被害の甚大さが明らかです。2010年11月、DFDS社のローロ船H輪で火災が発生しました。乗組員が冷蔵コンテナのプラグを使用して電気自動車に充電したところ、13時間の充電後にバッテリーパックが爆発し、2台のトレーラーが燃え上がりました。この事故は、リチウムイオンバッテリーを搭載した車両の海上輸送が抱えるリスクを早くも示しています。

2020年6月には、ノルウェー系の自動車運搬船Y輪が米国ジャクソンビル沖で火災に見舞われました。原因は船内に積まれた電動フォークリフトのリチウムバッテリーが発火し、周囲の車両に延焼したことです。大火は8日間続き、船と積まれていた2420台の車両が全て損失となり、被害額は4000万米ドルに達しました。

さらに2022年2月、商船三井の自動車運搬船R輪が航行中に急に火災を起こしました。原因は特定の電気自動車のリチウムバッテリーが発火したか、またはバッテリーが火勢の拡大を加速させた可能性が高いとされています。結果、船は沈没し、積載されていた3965台の車両が全損し、損失は4億米ドルを超えました。

2023年7月には、パナマ系の自動車運搬船F輪がエジプト・セイド港行きの航海中に火災が発生。火元は車両甲板上のある電気自動車で、その後全船に燃え広がりました。当時、同船は3783台の車両を積載しており、そのうち498台が電気自動車でした。事故により1人が死亡し、複数の負傷者が出ました。同年10月には、マースク傘下のL輪がコンテナの火災により航行を中断。貨物リストの審査から、そのコンテナが中古電気自動車を輸送していたことが判明しました。

これらの火災事故は、いずれも密集したローロ甲板で発生しています。車両甲板は通常、船体構造の高い位置にあるため、大量の水で消火を行うと船舶の安定性を失い、転覆する危険性があります。したがって、電気自動車の発火やリチウムバッテリーの爆燃といった安全上の隐患をどのように防ぐかが、海運業界にとって急務の研究課題となっています。

電気自動車には、プラグインハイブリッド車、純電気自動車、燃料電池車の3種類が主に存在します。従来の内燃機関車とは異なり、そのエネルギー源は主に動力電池に依存しており、車載電池には三元リチウム電池とリン酸鉄リチウム電池が主流です。

リチウムバッテリー自体の輸送リスクとしては、まず「熱暴走」が挙げられます。熱暴走とは、外部からの加熱または電池内部での発熱により温度が上昇し、さらに上昇すると電解液が沸騰して内部圧力が高まり、臨界点を超えると電池が破裂して可燃性ガスを放出する現象です。これらのガスが周囲の空気中の酸素と混合すると爆発性混合物を形成し、火源に触れると容易に燃焼し、周囲の電池をさらに加熱して連鎖反応を引き起こす可能性があります。リチウムバッテリーの熱暴走を誘発する原因には、機械的損傷、電気的損傷、高温環境などが主に挙げられます。

次に、一部の中古電気自動車のリチウムバッテリー品質が確認できないという問題があります。2020年6月と2023年10月の船舶火災事例は、いずれも輸送された中古電気自動車に起因しています。中古電気自動車の安全リスクへの懸念から、越来越多の自動車運搬船事業者がリスクのある中古電気自動車の輸送を拒否するようになっています。

火災の鎮火が難しい理由については、いくつかの要因が考えられます。第一に、リチウムバッテリーの燃焼速度が極めて速いことです。発火現象が見られてから激しく燃え上がるまでわずか数秒で、熱暴走の伝播速度は増加傾向にあり、燃焼は噴射状態となり温度が2700℃以上に達することがあるため、火勢は周囲に容易に蔓延します。

第二に、消火効果が不十分な点です。二酸化炭素、粉末、泡などの消火剤はリチウムバッテリー内部に浸透しにくく、電池内部で起こる激しい連鎖分解反応を効果的に抑制できません。そのため、電池内部は依然として熱暴走状態に置かれます。さらに、リチウムバッテリーの正極材料自体が強い酸化剤であり、負極活物質や電解液などは還元剤であるため、再発火が起こりやすい特性があります。

第三に、二次災害が発生しやすいことです。水を使用して消火すると、燃焼によって発生した熱を迅速に除去し、電池内部の温度を低下させることができますが、船体に大量の消火用水を噴射すると、自由液面が形成されやすく、船舶の安定性を失わせる恐れがあります。

第四に、緊急対応能力の不足です。現在、高精度の火災監視システムが不足しており、電気自動車に特化した火災消防訓練はまだ空白状態にあり、乗組員は専門的な消防スキルを身につけていません。

さらに、電気自動車の海上輸送安全リスクを統一的に管理する措置が不足しています。コンテナ輸送に関しては、「国際海上危険物輸送規則（IMDGコード）」や国内の関連基準には原則的な規定しかなく、現在の電気自動車のコンテナ輸送における梱包、係留、消防などの作業は規範化が急務となっています。さらに、国際的にも消防安全分野におけるリチウムバッテリー火災の消火試験手順や承認基準が存在しません。中国では「ローロスペース及び特殊類スペース固定水系消防システム設計審査ガイドライン」の内燃機関車モデルを参照し、全寸法の車両動力電池パックを火源としてリチウムバッテリー電気自動車のモデルを構築し、消火試験を通じて初步的な結論を得ていますが、これだけでは関連基準の制定・改訂を支えるには不十分です。

これらのリスクに対応するため、以下のような安全対策が提唱されています。

まず、関連技術基準とガイドラインの策定を加速することです。第一に、電気自動車の海上輸送安全技術規範を制定することです。電気自動車の海上輸送におけるリスク源の識別とリスク管理の分析、及び輸送安全規範の研究を推進し、海上輸送の要求事項と基準を明確にし、製造業者や海運企業が安全基準を策定するよう指導する必要があります。中古電気自動車についてはリスク評価を徹底し、対象的な予防措置を講じるべきです。さらに、新エネルギー電気自動車のコンテナ輸送安全操作基準の策定を加速し、輸出審査、開梱検査の実施手順をさらに規範化し、梱包材料の性能、作業場所、技術方案の認可、及び作業操作の要求事項などに厳しい基準を設ける必要があります。

第二に、船載電気自動車の安全監督ガイドラインを作成することです。ローロ輸送の監督ガイドラインを策定し、防火区画、車両倉の消防配置などの要求事項を明確にする必要があります。また、コンテナ輸送に関しては、車両の積載と係留方法が一般的な危険物と異なり、輸送用架台の定格荷重、係留ベルトの強度、車両の係留方法などが船舶輸送の安全性に直接影響を与えるため、梱包操作から行政審査までの全流程における安全監督措置を明確にした監督ガイドラインの策定が急務となっています。

第三に、電気自動車の消火試験基準を明確にすることです。リチウムバッテリー電気自動車の消火に適した製品認可試験手順を制定し、車両試験モデルと試験手順を確定するとともに、各種固定消火システム（水系消火システムやガス消火システムを含む）の消火効果を検証し製品認可を行い、電気自動車用消火設備の検査認証基準を統一して製品品質を保証する必要があります。

次に、船上の安全監督を強化することです。第一に、電気自動車のローロ輸送に存在するリスクに対応して、船舶は海上輸送用の船上検査リストを作成し、動力システム、電気システム、燃料タンクなどの高リスク機器を重点的に検査し、電池や燃料の漏れ、意図しない通電や起動を防止する必要があります。船上での電気自動車の充電は禁止し、輸送中の電池性能が制御可能な状態に保たれるよう確保する必要があります。電気自動車の積載場所の積載分離を徹底し、十分な安全距離を確保するべきです。「貨物係留マニュアル」などの技術文書の要求に厳密に従い、専用の車両係留点を科学的に設定し、車両の積載と係留を適切に行う必要があります。輸送中は定期的に車両の係留状態を巡視し、必要に応じて係留索具を締め直すべきです。

第二に、電気自動車のコンテナ輸送安全監督措置を詳細化・完善することです。貨物取扱事業者は荷主から提出された貨物情報の審査を強化し、貨物名や性質などの要素を詳細に審査し、電気自動車のリチウムバッテリーの化学品安全データシート（MSDS）、電池安全性能検査報告書（UN38.3）、安全技術説明書などの情報が正確かつ完全で、積載適性があることを確保する必要があります。海事局、税関などの港湾部門間の執法協力と情報共有を強化するべきです。危険物信用管理システムを構築し、ビッグデータ分析を活用して信用管理を強化する必要があります。船載危険物の検査・処置の標準化場所を整備し、X線検査機などの先進的な設備を配置し、標準化された検査流程を構築して検査効率を向上させるべきです。

さらに、船舶の防火・消火設備の配置を完善することです。第一に、防火・火災探知監視を強化することです。車両の分区管理、人車分離管理、防火区画、車両倉の消防配置を明確にし、潜在的なリスクを十分に評価する必要があります。客貨船のローロスペースと特殊スペースには、閉回路テレビ（CCTV）、ガス検知器、熱スキャナー、サーモグラフィーカメラなどの高精度検知機器を追加配置し、電気自動車の火災初期兆候を早期発見し、火勢を最小限に抑えるよう支援する必要があります。

第二に、防爆電気機器を設置することです。密閉式車両、特殊類型及びローロスペース内では、防爆型の照明器具、火災検知器、手動警報ボタンなどの電気機器を使用し、機器運転時の火花発生を回避する必要があります。

第三に、新型防火消火装備を配备することです。現在、韓国のある企業は自動車ローロ船のために火災応答システムを開発しており、このシステムにはより多くのスプリンクラーと高シリカガラス繊維製の特殊防火ブランケットが装備されています。さらに、ドイツのある企業が設計した船載水噴霧システムの設置を検討するとともに、消火水中にF-500泡消火剤やFiresorbといった多機能環境に配慮した消火剤を添加することで、用水量と消火時間を効果的に削減できます。

最後に、乗組員の管理訓練と緊急訓練を強化することです。第一に、乗組員の消防技能訓練を強化することです。乗組員は、本船の貨物倉構造、貨物倉の消防と換気設備、貨物倉の防火隔離区画設定を熟知するとともに、ローロ船貨物倉の火災発生原因、車両の積み卸し及び輸送過程における火災予防と消火操作のポイントを詳細に理解する必要があります。

第二に、船舶の安定性に関する技能訓練を強化することです。車両の寸法、重量、具体的な積載位置を慎重に確認し、積載過程における車両の臨時調整を考慮に入れて、船舶の安定性計算を適切に実施する必要があります。

第三に、定期的に消防緊急訓練を実施することです。緊急訓練計画に基づき、異なる火勢に対応して、電気自動車の火災などの突発事象を模擬することで、乗組員に消防設備と器材の使用方法を習得させ、避難経路を熟知させる必要があります。船上での電気自動車の火災処理の複雑さを考慮し、各船舶及びその会社は、寄港先の緊急処置部門や埠頭などと情報通信メカニズムを構築し、一旦船上でリチウムバッテリー関連の火災危険が発生した場合、直ちに報告し、できるだけ早く関連車両またはコンテナを陸揚げ処理するべきです。

新エネルギー電気自動車の海上輸出市場は明るい見通しを持っています。現在のローロ輸送船舶の運力不足の状況下で、ローロ輸送と一箱複数車のコンテナ輸送が、現在の電気自動車の海上輸出の主な方式となるでしょう。過去の事故の教訓を汲み取り、新エネルギー電気自動車の海上輸送の安全リスクを識別し、関連技術基準ガイドラインの制定、船上安全監督、防火消火器材の配备、人員訓練及び緊急訓練などの層から、電気自動車の海上輸送安全を保障するための複数の予防対策と提言を打ち出しています。

新エネルギー電気自動車の海上輸出は長い物流チェーンを含んでおり、生産、輸送、管理のいずれかの环节に小さな瑕疵があっても、海上輸送中に挽回不能な災害を引き起こす可能性があります。したがって、新エネルギー電気自動車の海上輸出安全を保障するには、電気自動車の製造業者、荷主、運送業者（無船荷主など）、申告者及び船舶と海運会社の管理者が共通して努力する必要があります。同時に、各種新技術手段の研究開発と応用も欠かせません。

宮福忠、曽璇、高鵬（塩田海事局、広東省塩田区518000）

中国海事

DOI:10.16831/j.cnki.issn1673-2278.2024.07.013