滚装客船载运新能源汽车安全风险与防控对策
The following article is from 世界海运 Author 曹兆年，李学东等
摘要：随着新能源汽车在我国的快速普及，滚装客船载运新能源汽车导致火灾的风险愈发突出。结合滚装客船火灾事故案例，分析我国滚装客船载运新能源汽车面临的安全形势和风险特征，比较南北方客货滚装运输在船舶开门方式、灭火方式、航线长度等方面的特点，提出滚装客船载运新能源汽车风险防控的对策建议，以供有关主管机关和航运企业参考。
关键词：新能源汽车；电动汽车；滚装客船；琼海海峡；安全风险
一、引言
根据《新能源汽车产业发展规划 ( 2021—2035 )》和《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》等国家的政策性文件，新能源汽车主要有插电式混合动力 ( 含增程式 ) 汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车3种类型。据统计，截至2021年底，我国新能源汽车保有量为784万辆，占汽车总量的2.6%。其中，纯电动汽车保有量640万辆，占新能源汽车总量的81.63%。根据工业和信息化部《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，预计到2035年新能源车销量占比超过50%，其中纯电动汽车将占新能源汽车的95%以上，而新能源车中的燃料电池汽车将以商用车作为突破口，到2035年的发展目标只有100万辆的保有量。因此，不管是从保有量现状看，还是从汽车产业发展规划看，电动汽车尤其是纯电动汽车在我国的新能源汽车中将长期占据绝对的主导地位。由此，我国滚装客船载运新能源汽车的安全问题主要由船舶载运电动汽车产生。
客货滚装运输在我国是一种十分重要的交通运输方式，在琼州海峡等地更是发挥着不可替代的民生保障作用。随着我国新能源汽车产业的持续快速发展，将有更多的新能源汽车 ( 主要是电动汽车 ) 进入千家万户，滚装客船载运电动汽车的情况将变得越来越普遍。据统计，2021年琼州海峡滚装客船载运的电动汽车数量为17 460辆，其中2月最多，达2 381辆；2022年1—6月为20 450辆，其中2月最多，达7 548辆。仅2022年上半年的运输数量就已大幅超过2021年全年，新能源汽车运输需求的增长极为迅速。根据《海南省清洁能源汽车发展规划》，2030年前后海南全省将禁止销售传统燃油汽车，并分领域、分阶段对燃油汽车进岛实施管控。国内主要汽车厂商比亚迪、长安和北汽等也相继发布了传统汽车的停产时间表。据此预测，滚装客船载运新能源汽车的需求将迎来爆发式的增长。
据统计，2021年全国电动汽车发生火灾事故约3 000起。按当年784万辆保有量估算，其着火概率约为0.038%。预计2022年电动汽车销量有望突破500万辆，2022年底全国将有约1 300万辆电动汽车在路上行驶。如果按照2021年的着火概率估计，2022年可能会发生电动汽车火灾事故约5 000起。
新能源汽车自身的火灾风险与客货滚装运输安全风险相互叠加，致使运输风险变得更加复杂。据国际海上保险联合会 ( IUMI ) 的研究，滚装船发生火灾的频率约是其他类型船舶的2倍，其中很高比例的滚装船火灾由载运车辆引起。根据IMO海上安全委员会对1 000总吨以上滚装客船发生的总计1 052起事故的统计情况，火灾/爆炸事故数量占所有事故的比例为12.2%，排第5位。但涉及一人或多人死亡、船舶严重受损或灭失等严重事故的比例却高达27.6%，排名第1位。我国滚装客船载客量大，发生火灾易酿成群死群伤事故。近些年，我国客货滚装运输安全形势虽然有所好转，但接连发生的火灾事故警醒我们相关安全风险和隐患依然存在。滚装客船载运新能源汽车的新情况，对滚装客船及船上人员构成了新的安全威胁，国家有关部门需对此高度关注与重视。
本文主要讨论滚装客船运输新能源汽车的安全风险，并提出相应的对策建议，以持续推进我国客货滚装运输安全高质量发展，切实保障人民群众出行安全。
二、近年滚装客船火灾事故案例
滚装运输是水路运输汽车的主要物流方式之一，按载运船舶类型划分滚装运输船舶可分为汽车运输船、滚装船及滚装客船[1]。近些年，我国客货滚装运输领域发生过多起车辆舱着火事故，例如2019年烟台“渤海玛珠”轮火灾事故和2021年威海“中华富强”轮火灾事故，说明滚装客船安全形势仍十分严峻。
2019年5月9日00：29时，渤海轮渡集团股份有限公司经营管理的滚装客船“渤海玛珠”轮 ( 额定乘客1 804人，实载乘客525人 ) 在由烟台开往大连途中，上层车辆舱载运的一甩挂车起火，造成船舶上层车辆舱、舱内部分车辆及所载货物受损，所幸无人员伤亡。在事故的应急处置过程中，“渤海玛珠”轮先后启用压力水雾系统和车辆舱固定式二氧化碳灭火系统才将火情初步控制，从车辆起火到船舶安全返航烟台港经历约2.5 h，船上固定式灭火系统为船舶的安全返航创造了有利条件。
2021年4月19日22：06时，由威海市海大客运有限公司经营管理的亚洲载客量最大、额定乘客达2 262人 ( 本航次实载乘客677人 ) 的“中华富强”号客货滚装船，在由威海驶往大连途中，车辆舱内货车出现冒烟现象，船舶紧急返航威海港。在随后的应急救援处置过程中发生爆燃，所幸船上人员疏散及时未造成人员伤亡。“中华富强”轮于2020年9月建成，发生事故时刚投入运营不到一年，船上配置有较为先进且完善的火灾自动报警系统和固定式二氧化碳及水雾灭火系统等消防设施。上述系统在船上火灾应急处置过程中发挥了关键作用，有效延缓了火势的蔓延，为船舶顺利返港和人员安全有序撤离创造了有利条件。
如若上述火灾发生在没有配置二氧化碳等固定式灭火系统的老旧客滚船上，或者车辆舱内着火的不是普通车辆而是装有动力锂电池的电动汽车，后果将不堪设想。因为锂电池自带氧化剂，其燃烧不需要氧气，常规的二氧化碳、干粉及细水雾等灭火剂对扑灭锂电池火灾没有太好的效果。
三、新能源汽车的火灾特征
当前，新能源汽车的火灾风险主要体现在其使用的动力电池方面，主要有以下特征。
( 1 ) 易发生自燃。据消防部门统计，在电动汽车火灾事故各种起因中动力电池自燃的占比为31%。其中，热失控、充电不当和外部力量碰撞是引起电池自燃的3种常见情况。
( 2 ) 燃烧温度高。传统汽车的汽油起火后燃烧温度大概500 ℃，但动力电池起火后，温度可达到1 000 ℃甚至更高，极易引燃其附近车辆或建筑物。
( 3 ) 燃烧速度快。锂电池火灾突发性强，从冒烟到起火时间很短，而且电池热失控传播速率呈递增趋势，电池燃烧起来几分钟内整个电动汽车就会完全燃烧直至变成灰烬。
( 4 ) 火场环境复杂。铅酸电池过充或遇高温时会电解释放氢气和氧气，氢燃料电池破损或遇到110 ℃高温也会发生氢气泄漏、释放，锂电池燃烧同时伴随着氟化氢、氰化氢等有毒气体的释放。
( 5 ) 易发生复燃。电池着火前后产生的大量热量不会随着明火被扑灭而迅速散发[2]，其内部仍处于高温状态且极易复燃，明火扑灭后仍需要在现场长时间观察电池状况。
( 6 ) 扑救方法特殊。电池本身含氧化剂与可燃剂，一旦燃烧起来通常需要在其中的化学能完全释放后才会熄灭。美国消防协会 ( NFPA ) 对锂电池的研究表明，真正能扑灭锂电池火灾的灭火剂目前是不存在的[1]。因此，常规灭火方法和灭火装备对扑救汽车动力电池的火灾效果一般，消防救援通常只能控制火势和阻止火灾的进一步扩散。
( 7 ) 救援难度更大。电池起火反应一旦开始就很难终止，易导致大面积着火且燃烧快速猛烈。滚装船航行在水中且船体结构复杂，火灾扑救和外部救援的难度可想而知。
四、滚装客船载运新能源汽车安全风险
客货滚装运输最大的特点是船舶载运车辆的同时承载大量旅客。同时，滚装客船以运输家用电动汽车为主，家用电动汽车存在新旧程度不同、车况差异较大、品牌鱼龙混杂和质量参差不齐等问题。而且使用过的电池安全风险通常高于全新电池，导致家用电动汽车发生火灾的风险大大高于新出厂的电动汽车。大型滚装客船载客量较大，一旦在海上发生险情易造成群死群伤事故，载运新能源汽车时的安全风险更高。据统计，渤海海峡、琼州海峡、舟山群岛的客货滚装运输的平均客位已超700人，最大客位2 262人。单船载客量大是我国水上客货滚装运输的一个显著特征。
由于滚装客船所载车辆不安全因素多，加上航行时海况多变、载运货物种类繁杂、部分货种易燃、船舶结构复杂和旅客中可能有老弱群体等方面的不确定性，其所涉险情或事故具有突发性强、后果严重、救助难度高等特点。
目前，国际公约缺少滚装船舶运输电动汽车的防火附加要求，国内法规也缺少防范电动汽车海上运输风险的针对性措施[3]。受汽车动力电池安全技术水平限制，电动汽车自身安全水平有局限、着火风险高，家用、二手电动汽车尤甚；滚装客船在防控电动汽车火灾方面同样存在安全局限，船上电动汽车着火后除车辆舱空间局促导致扑救困难外，灭火策略和方法也不同于常规的燃油汽车，灭火过程还要兼顾船舶的稳性，应急处置难度更大、要求更高。据了解，我国部分港口码头考虑到电动汽车的潜在风险和船舶的消防局限，禁止其通过滚装客船运输[1]。
综上，从事故后果及扑救难易程度来看，新能源汽车火灾危险性高的根本原因在于其使用的动力电池。新能源汽车动力电池的不安全因素和滚装运输的不安全因素 ( 如海上逃生救援困难、船体结构复杂救援难度大、车辆系固绑扎不牢发生撞击、海上恶劣天气和灭火不当破坏船舶稳性等风险 ) 再相互耦合叠加，在滚装运输新能源汽车的过程中，一旦发生新能源车辆的火灾，极有可能对船舶和船上人员的安全造成严重危害，并可能引发气体爆炸、船舶翻沉等次生、衍生灾难性事故。
五、我国南、北方省际客货滚装运输比较
南方以琼州海峡广东和海南之间的客货滚装运输为代表，北方以渤海海峡山东和辽宁之间的客货滚装运输为代表，主要差异如下。
1.开门方式的差异
琼州海峡滚装客船多是首尾开门方式，船舶车辆舱前后贯通，受空间、靠泊方式等限制，车辆一般不在船上掉头，大多直接开上开下。因此，琼州海峡的滚装客船从车辆上下船的流程上做不到渤海海峡滚装客船“后上先下”，在险情发生后返港方面也存在快速返航加剧火势的风险。
2.灭火方式的差异
考虑到气温等自然条件的差异，也为了保持车辆舱良好的通风效果，琼州海峡的滚装客船为相对开敞式，车辆舱窗户等不能完全封闭。因此，琼州海峡的滚装客船不具备采取封舱释放二氧化碳等全淹没方式灭火的条件。渤海海峡滚装客船通常有多层甲板，在船舶水线以下的下层车辆甲板如果使用大强度的水流进行灭火存在排水不畅的风险，而琼州海峡客滚船单层水线以上甲板的结构形式，更加有利于灭火过程中产生的大量积水的排放。
3.航线长度的差异
琼州海峡客滚航线较渤海海峡明显偏短，琼州海峡滚装客船航程通常是1~2 h，而渤海海峡滚装客船海上航行时间普遍在6~7 h以上。因此，海上航行过程中的巡舱要求因两地客滚航线的不同有所区别。结合多年来的巡舱经验，琼州海峡客货滚装运输采取驻舱的方式，实践表明对及时发现车辆舱内的异常情况十分有益。
4.气候温度的差异
锂电池在高温环境下更容易起火，我国南方地区气温普遍比北方高。锂电池性能正常的工作温度一般是0~40 ℃，我国南方地区气温超过40 ℃的情况比较常见，地表温度则可能达到60 ℃甚至更高，电池内部更容易累积热量。当电池内累积的热量无法及时散出，电池温度超过安全值时就会引起失控起火。
5.地理区位的差异
渤海海峡地区道路运输方式对客货滚装运输有一定的替代空间，而海南岛与大陆之间被琼州海峡完全隔开。如果在琼州海峡地区简单地采取禁止新能源车辆上滚装客船的措施，或者对滚装客船载运新能源汽车提出过高或苛刻的要求，势必严重影响新能源汽车的流通和使用，也更易产生影响社会稳定的风险。
六、风险防控对策与建议
基于我国客滚运输的安全形势和风险特征，国家在出台相关政策和制定技术标准时要因地制宜，统筹兼顾不同地方客货滚装运输的实际，确保相关政策和标准被各地准确贯彻落实以达到预期效果。
1.因地制宜，提高风险防控政策和措施的精准性
制定消防安全措施应充分考虑汽车运输船、滚装货船和滚装客船之间的区别和现有船及新造船之间的区别，以确保采取的任何新措施和要求都是必要的、合理的、可行的[4]。同时，还应考虑南北方客货滚装运输之间的区别。鉴于滚装客船载运新能源汽车的安全风险高，建议首先针对滚装客船载运新能源汽车的安全问题开展研究。
一是，针对新能源汽车与普通汽车在车辆舱内着火后快速相互蔓延的问题，应考虑南北方省际滚装客船车辆舱布局的差异，在滚装客船上规划适宜停放新能源汽车的专门区域，同时研究在其与普通车辆之间设置防火间距和防火分隔等技术要求。防火分隔的要求可以在区分滚装客船船体结构差异的基础上提出设置防火隔墙、防火卷帘、防火分隔水幕等设施。此外，车辆舱内电动汽车之间及电动汽车与普通车辆、汽车舱壁之间的安全间距关系到电动汽车着火后的火势控制、应急施救和车辆舱空间的有效利用，建议在对船舶的安全状况和消防水平加以考虑和区分的基础上提出差异化的合理要求。
二是，针对船上现有二氧化碳、干粉、压力水雾等常规灭火剂对汽车动力电池火灾灭火效能低的问题，考虑南北方省际滚装客船车辆舱灭火方式的差异和特点，提出滚装客船上消防设施的配置要求，提高滚装客船应对新能源汽车火灾的探火和灭火能力。同时，评估大强度水流灭火方式在滚装客船上的适用性和安全性，建议将新能源汽车装载在水线以上的车辆甲板上，以保障灭火过程中船舶排水畅通。
三是，针对船上现有感烟、感温等传统火灾探测设备与新能源汽车动力电池火灾特征适应性低的问题，应考虑南北方省际滚装客船航线长短的差异，提出CCTV视频监控系统的配置、值班和航行途中巡舱等方面的不同要求。加强智能化视频监控系统的配置，有条件的滚装客船推行驻舱制，以便能够及时发现车辆舱的任何异常情况。同时，加强适用的火灾探测、预警和报警设备的配备要求，提高滚装客船应对新能源汽车火灾的预警和报警能力。
2.因势利导，健全行业标准规范
一是健全海上滚装船舶安全监督管理规定等相关法规制度，提出海上滚装船舶载运电动汽车的风险防控措施，明确交通运输、海事、港口、应急等主管部门以及码头经营人、航运公司、汽车生产厂家和使用者等的安全责任范围和要求，构建协同联动、齐抓共管的安全治理格局。
二是健全标准治理体系，坚持人民至上、生命至上，尽快制定发布滚装客船载运新能源汽车安全技术和管理指南或要求，提出不同类型新能源汽车 ( 电动汽车、燃料电池汽车等 ) 上船前安全检查以及船上正确积载、安全间距、安全标志标识、通风、排烟、温度、充电和消防设施配备等安全技术和管理要求 ( 现阶段法规上并无特殊要求，新能源汽车在滚装运输时作为普通货物 )。
3.多措并举，强化主体责任落实
一是强化航运企业安全过程控制，督促指导航运企业完善并落实所属船舶开航前的清舱，航行途中的巡舱、监视、监控、监测和车辆系固绑扎等安全管理措施，推动滚装客船建立完善的应急救援预案，定期组织应急演练并做好相关评估与总结，切实履行好企业的安全生产主体责任。
二是加强安全教育培训，组织开展滚装客船载运新能源汽车火灾预防与应急处置知识的宣传及风险警示教育，提高港口、船舶等从业人员的安全意识和风险防控能力。
三是将安全关口进一步前移，督促滚装码头经营人建立并落实新能源汽车上船前的安全检查制度，明确新能源汽车上船前的特殊要求和工作流程，完善新能源汽车电池故障的检测技术手段，避免新能源汽车带病上船。
四是推动建立滚装运输车辆信息传递管理制度，指导港口企业建设滚装车辆线上申报系统，将车辆类型、品牌、电池型号、容量和车况等信息纳入申报内容，并与航运企业、监管部门实现信息共享共用，促进滚装客船载运新能源汽车的全链条高效管理。
参考文献：
[1] 罗薇,葛育英,张春龙,等.船舶运输电动汽车安全风险及对策[J].世界海运,2022(7):4-7.
[2] 符干聪.新能源汽车在琼州海峡滚装运输中的火灾风险性分析与对策研究[J].中国海事,2018(11):35-36.
[3] 张怀志,吴延国,杜磊,等.加强电动汽车海上运输安全管理的思考[J].世界海运,2022(7):8-11.
[4] 王思佳.为新能源汽车运输安全贡献中国智慧[J].中国船检,2022(7):4.
作者简介：
曹兆年，海南港航控股有限公司，安全总监，高级工程师。
李学东，交通运输部水运科学研究院，副研究员。
徐宏伟，交通运输部水运科学研究院，正高级工程师。
赵国庆，海南港航控股有限公司，工程师。
符方杨，海南港航控股有限公司，工程师。