Brandveiligheid van e-bikes

Nu de populariteit van elektrische fietsen en scooters op batterijen wereldwijd toeneemt, zeggen sommige veiligheidsdeskundigen dat er meer regelgeving voor deze apparaten nodig is. Maar als er nieuwe regels komen, kunnen die op weerstand en handhavingsproblemen stuiten. Hoe brengen overheden de voordelen van deze efficiënte vormen van stedelijk vervoer in evenwicht met een groeiende lijst van veiligheidsproblemen?

Waar moet je de accu van je e-bike bewaren als je bang bent dat hij vlam vat? Dat was een vraag die enkele maanden geleden werd gesteld op Reddit, een in Amerika zeer populaire sociale mediasite waar gebruikers onderwerpen bespreken variërend van sport tot nieuws en opkomende technologie. Waaronder dus e-bikes.

Tientallen ‘Redditors’ gaven hun mening. In een oude grill, in munitieblikken, gereedschapskisten en ovens, zo antwoordden sommigen. Bij anderen leek de vraag – en soortgelijke vragen in andere forums voor elektrische fietsen en elektrische scooters op Reddit – woede op te roepen. “Ze vliegen niet in brand”, schreef een gebruiker in juni. “Stop met angst zaaien.”

Multidisciplinaire aanpak

De waarheid is dat vervoermiddelen op batterijen, waaronder de e-bikes en e-scooters die de afgelopen jaren immens populair zijn geworden, wel degelijk vlam vatten. Het zijn vooral de batterijen, vaak lithium-ion, die een risico vormen. Alleen al in New York City hebben deze apparaten volgens ambtenaren van de brandweer tot nu toe in 2022 meer dan 120 branden veroorzaakt, waardoor de stad voor dit jaar al op schema ligt voor meer dan 200 e-bike of e-scooter branden. Dat zou een stijging van bijna 100 procent zijn ten opzichte van de 104 branden die de New York City Fire Department (FDNY) in 2021 meldde, waarbij vier mensen omkwamen. In 2022 zijn vijf mensen omgekomen bij dergelijke branden, waaronder een 5-jarig meisje dat omkwam bij een brand die werd veroorzaakt door een opladende e-scooter.

Ondanks wat je misschien online leest, ligt de sleutel tot het oplossen van het probleem niet in het opslaan van e-bike batterijen in jouw oven. Deskundigen zeggen dat een multidisciplinaire aanpak, gericht op e-bike- en e-scooterfabrikanten, van eigenaren van gebouwen en het publiek, nodig is om een veiligere toekomst voor apparaten als deze te creëren. En hoe eerder dat kan gebeuren, hoe beter, zeggen ze.

“Het merendeel van de branden met lithium-ion-batterijen waarmee brandweerkorpsen in het hele land te maken krijgen, betreft deze ‘micromobiele’ apparaten”, aldus Matthew Paiss, technisch adviseur in de groep Battery Materials & Systems van het Pacific Northwest National Laboratory (PNNL). “Een brand in een elektrische auto kun je aan de kant van de weg laten gaan. Maar deze apparaten kunnen zich in huizen en hoogbouw bevinden, zodat de brandweer moet ingrijpen. Het is een probleem dat we moeten aanpakken.”

Maar de populariteit van de voertuigen zorgt er ook voor dat recente pogingen om de regelgeving voor e-bikes en e-scooters in sommige rechtsgebieden aan te scherpen op weerstand en handhavingsproblemen zijn gestuit. Dat gaan we vermoedelijk meer zien als over de hele wereld veiligheidsinstanties proberen dit opkomende gevaar te beheersen en als de markt voor ‘elektrische micromobiliteit’ zo hard blijft groeien.

Groeiende markt

De eerste elektrische fietsen ontstonden eind 1800. In die tijd was de productie zeer beperkt en haalden veel ontwerpen de productiefase niet. E-bikes waren beperkt succesvol op de nichemarkt in het midden tot het einde van de 20e eeuw. Maar het duurde tot enkele jaren geleden voordat het ontwerp en de verkoop van de apparaten een levensvatbaar bedrijfsmodel werden. Die ontwikkeling werd vooral gestimuleerd door een wereldwijde drang om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen. De uitvinding, productie en marktontwikkeling bij elektrische scooters heeft een vergelijkbaar pad gevolgd als dat van e-bikes.

Marktonderzoeksbureau Allied Market Research verwacht dat de wereldwijde markt voor ‘micromobiliteit’ zal groeien van ongeveer 40 miljard dollar nu tot 215 miljard dollar in 2030. Volgend jaar zullen naar verwachting wereldwijd zo’n 40 miljoen e-bikes door de straten van steden zoeven. “Een ongelooflijke transformatie van persoonlijke, geëlektrificeerde vervoerstechnologie heeft wereldwijd plaatsgevonden en vertoont geen tekenen van vertraging”, staat te lezen in een brochure met de titel ‘Gids voor micromobiliteit’, die in maart door Underwriters Laboratories (UL) is gepubliceerd. “Steeds meer lichte elektrische voertuigen en persoonlijke transportmiddelen komen wereldwijd op de markt.”

Waarom branden e-bikes?

En: ze vliegen dus geregeld in brand, op risicovolle locaties. Op foto’s die de FDNY heeft genomen van brandlocaties met e-bikes en e-scooters is zichtbaar dat het gevaar deels voortkomt uit het opladen en opslaan van de apparaten. Het opladen van verschillende apparaten tegelijk kan elektrische circuits of stekkerdozen overbelasten, terwijl ook slecht vervaardigde batterijen en oplaadapparatuur kunnen uitmonden in een brand.

In India, waar een overheidsinitiatief voorschrijft dat tegen 2030 80 procent van de tweewielers elektrisch moet zijn, haalde een reeks branden in e-bikes en e-scooters in mei en juni 2022 de krantenkoppen. Een onderzoek door de Indiase regering schreef de branden toe aan slecht gefabriceerde batterijcellen. Deskundigen zijn het erover eens dat e-bike- en e-scooter branden vaak worden veroorzaakt door defecte batterijen of andere apparatuur. “Veel van deze producten, inclusief de bijbehorende opladers, kunnen zijn gemaakt van onderdelen van lage kwaliteit”, aldus Paiss.

Maar de oorzaak van de branden is niet altijd een fout van de fabrikant. Bedrijven als Lime en Bird, die e-scooterverhuur aanbieden in steden wereldwijd, gebruiken al lang een model waarbij mensen ’s nachts hun apparaten opladen – hoe meer scooters je oplaadt, hoe meer je betaald krijgt. Niet verrassend heeft dit geleid tot overbelasting van elektrische circuits. Afbeeldingen op online forums voor ‘juicers’, de term die wordt gebruikt om mensen te beschrijven die worden betaald om e-scooters op te laden, tonen tientallen snoeren die kronkelen tussen scooters die zijn aangesloten op stekkerdozen, die worden aangesloten op meer stekkerdozen voordat ze worden aangesloten op stopcontacten. In 2018 ontsnapte een gezin in Saint Paul, Minnesota, aan verwondingen toen er een brand uitbrak in een garage waar acht e-scooters werden opgeladen. “De garage was niet in staat om de elektrische belasting te ondersteunen”, vertelde Saint Paul Fire Captain Joe Blank aan de St. Paul Pioneer Press.

Paiss zei dat hij zich ook zorgen maakt over e-bike- en e-scooterbatterijen die beschadigd raken door fysiek geweld of door modificaties of reparaties. Volgens een vorig jaar gepubliceerd artikel van New York Magazine en de tech-nieuwssite The Verge onderhouden veel e-bike-rijdende voedselbezorgers in New York City hun apparaten niet door reparaties uit te laten voeren bij fietsenwinkels of een andere erkende dealer, maar in plaats daarvan “met hulp van een reizende monteur die alleen bekend staat als Su”.

Ongeacht waarom een e-bike of e-scooter in brand vliegt: zo’n brand kan, net als elke andere brand in een lithium-ion batterij, uitzonderlijk moeilijk te controleren zijn. Gevoed door een chemische reactie die bekend staat als ‘thermische runaway’, kunnen de branden giftige dampen voortbrengen en vereisen ze over het algemeen grote hoeveelheden water om te blussen. Zelfs wanneer een brand in een lithium-ion batterij uit lijkt te zijn, kan deze batterij dagen of zelfs weken later opnieuw ontbranden door de energie die in de beschadigde batterijcellen gevangen blijft. “Het is beangstigend, eerlijk gezegd, hoe ernstig de brand wordt in een seconde of twee”, zei Jardin.

Steden wegen het risico

Na een fatale brand met een e-bike in New York City in december zei Jardin dat de brandweercommissaris van de stad e-bikes en e-scooters uit het hoofdkwartier van de FDNY verbood, met uitzondering van apparaten die door gehandicapten worden gebruikt. Sinds april bevat de New York City Fire Code ook beperkingen voor het opslaan of opladen van meer dan vijf elektrische ‘micromobiliteitsapparaten’ in één ruimte.

De wijziging van de brandcode was bedoeld voor het soort situaties dat leidde tot de garagebrand in Minnesota. “Deze bepaling was bedoeld om effectief te voorkomen dat wooneenheden worden gebruikt voor het opslaan en opladen van e-bikes en andere activiteiten waarbij elektrische mobiliteitsapparaten in bulk worden opgeslagen en opgeladen”, zei Julian Bazel, directeur van de FDNY Bureau of Fire Prevention’s Code Development Unit, in een verklaring die naar NFPA Journal werd gestuurd. Als een gebouweigenaar een ruimte wil bieden aan bewoners of werknemers om hun persoonlijke e-bikes of e-scooters op te slaan en op te laden, dan kan dat, voegde Bazel eraan toe, zolang ze maar zorgen voor verhoogde beschermingsmaatregelen zoals sprinklers en brandwerende deuren en muren.

De stad zou nog een stap verder kunnen gaan met een voorgestelde regel die e-bikes en e-scooters zou verbieden in alle openbare woningen, een stap die veel en luidruchtig verzet heeft gegenereerd. Dat verzet kan binnenkort ook elders worden gevoeld, aangezien e-bikes en e-scooters steeds populairder worden.

Op sommige plaatsen hebben al fikse discussies plaatsgevonden. Nadat ambtenaren in Londen een e-bike- en e-scooterverbod hadden aangekondigd voor het paleis van Westminster, kregen ze verzet van het publiek, van fietsersgroepen en zelfs van leden van het parlement. In een hoorzitting noemde Anthony Fitzhardinge Gueterbock, een lid van het House of Lords die in Londen per e-bike reist, de verhuizing een voorbeeld van “sluipende bestuurlijke controle”. Hij beschuldigde degenen die de beslissing hadden genomen dat ze een “verkeerde interpretatie” hadden van het brandgevaar van e-bikes.

Branden met de apparaten lijken ook geen groot probleem te zijn in het nabijgelegen Raleigh, waar de stad een micromobiliteitscoördinator in dienst heeft om toezicht te houden op het gebruik van e-bikes en e-scooters. Uit e-mails tussen deze ambtenaar en de adjunct-brandweercommissaris van de stad blijkt dat de bezorgdheid over waar de apparaten worden gebruikt, het volgen van verkeerssignalen en het dragen van helmen groter is dan de bezorgdheid over de brandveiligheid.

Eén van de doelstellingen van een symposium dat de FDNY, de NFPA en het Fire Safety Research Institute van UL Solutions, een instelling die zich met certificering bezighoudt, samen hielden in september 2022, was het blootleggen van de uitdagingen rond e-bikes en e-scooters. Het ‘Lithium Ion Batteries: Challenges for the Fire Service’ symposium is bezocht door honderden brandweerleiders die samen de gevaren hebben bekeken en hun ervaringen hebben gedeeld. Het zijn lessen die van pas kunnen komen in de toekomst.

Betere apparaten, minder branden

Branden bij e-bikes en e-scooters worden vaak toegeschreven aan slecht gemaakte batterijen en aanverwante apparatuur, waaronder opladers. Die trend heeft tot woede geleid in de Amerikaanse industrie. Fabrikanten in de VS vinden dat goedkope en soms ondeugdelijke producten e-bikes en e-scooters een slechte naam bezorgen.

“We nemen onze verantwoordelijkheid, met tests door derden en het werken met UL-normen. Malafide bedrijven die elektrische scooters uit China halen zonder enige vorm van regelgeving creëren een slecht imago”, zegt Larry Pizzi, een leidinggevende bij een bedrijf dat eigenaar is van verschillende e-bike merken, op de nieuwswebsite van de industrie, bicycleretailer.com.

Maar zelfs wanneer consumenten kiezen voor de duurdere, bekende merken van e-bikes en e-scooters, zijn kwaliteit en veiligheid geen garantie. Paiss, de technisch adviseur van PNNL, zei dat hij zijn eigen e-bike kocht van een gerenommeerd merk, maar dat de meegeleverde oplader van lage kwaliteit was. “Ik moest zelf een exemplaar van hogere kwaliteit kopen”, zei hij. “De oplader die van de fabrikant kwam, was van zo’n slechte kwaliteit dat het tot schade aan de batterij kon leiden.”

UL-normen

Begin 2016 heeft de UL de UL 2272 norm gepubliceerd, voor de certificering van elektrische systemen die in persoonlijke elektrische ‘micromobiliteitsapparaten’ worden aangetroffen. De nieuwe norm werd gelanceerd na een stroom van branden met zogenaamde hoverboards, een- of tweewielige elektrische apparaten die berijders gebruiken als een skateboard. In 2020 publiceerde de UL een specifieke norm voor e-bikes, UL 2849. De normen zorgen er onder meer voor dat het batterijbeheersysteem van een apparaat, of BMS, problemen zoals oververhitting kan controleren en voorkomen.

Het is onduidelijk welk percentage van de e-bikes of e-scooters op de markt een UL-vermelding heeft volgens een van deze normen; het kan lastig zijn voor consumenten om ervoor te zorgen dat wat ze krijgen zo veilig mogelijk is. In 2019 gaf de UL een waarschuwing aan consumenten dat er apparaten werden verkocht met valse UL-certificeringsstickers. Er zijn ook enkele fabrikanten die zowel op de lijst vermelde als niet-vermelde apparaten lijken te verkopen, waarbij de vermelde items hoger geprijsd zijn.

“Deze certificering levert extra kosten op voor een e-bike bedrijf (en de consument), dus de e-bike industrie moet UL 2849 op grote schaal aannemen”, schreef Jim McIlvain, een voormalig redacteur van verschillende motorcross- en mountainbiketijdschriften, in een blog gepubliceerd in de herfst van 2021. Toch zei McIlvain dat hij optimistisch blijft dat er dingen veranderen. “Waarom zo pessimistisch?” schreef hij. “De e-bike industrie is oververhit (‘no pun intended’) door concurrentie. Een bedrijf kan het gevoel hebben dat het toevoegen van kosten hen op een concurrentienadeel zet. Toch zullen de merken die UL 2849 zien als een toegevoegde waarde en niet als een kostenpost, zich onmiddellijk onderscheiden van de concurrentie en aantrekkelijk zijn voor kopers die de zekerheid willen dat de e-bikes in hun huis geen extreem brandgevaar vormen.”

Het is ook onduidelijk welke invloed de opkomst van apparaten met UL-vermelding heeft gehad op brandincidenten, als die er al zijn. “Een van de vragen die ik heb bij de toename van deze incidenten is of ze zich voordoen bij apparaten met een UL-lijst”, zei Paiss.

Er is wel enig anekdotisch bewijs dat sinds bedrijven als Lime en Bird UL-goedgekeurde apparaten gebruiken, het aantal branden is gedaald. “De allereerste generatie scooters gebruikt door Lime, Bird, en anderen had wel een probleem met overladen, waardoor batterijen oververhit raken”, schreef een Lime juicer op Reddit in juni. “Dit was in 2018. Wat ze nu hebben … ik kan de hele nacht opladen en er is geen warmteontwikkeling. Ik heb de scooters overreden zien worden, met kogelgaten erin, in de rivier gegooid, van viaducten afgeworpen – ze zijn onverwoestbaar.” In het nieuws lijken de meldingen van branden waarbij apparaten van deze bedrijven betrokken zijn, de afgelopen jaren te zijn afgenomen, zodat er vooral incidenten met persoonlijke apparaten overblijven.

Gezien de voordelen die een UL-vermelding kan opleveren voor e-bikes en e-scooters raden veel veiligheidsfunctionarissen en fietsliefhebbers zoals McIlvain consumenten aan alleen producten met een UL-certificering te kopen. “Hoewel sommige van deze fietsen en scooters zelf vrij robuust kunnen zijn, heb je bij schade geen idee wat er gebeurt met het GBS of die circuits”, zei Paiss. “Die lijst is ongelooflijk belangrijk.”

Veranderingen NFPA 1, Fire Code

Experts hopen dat veranderingen die zijn voorgesteld voor NFPA 1, Fire Code, zullen helpen om meer e-bikes en e-scooters een UL-vermelding te geven. Vergelijkbaar met de wijziging van de New York City Fire Code die in april van kracht werd, zouden de voorgestelde wijzigingen voor de 2024 editie van NFPA 1 verbeterde veiligheidseisen bevatten voor situaties waarin meer dan vijf elektrische fietsen of scooters worden opgeladen. Onderdeel van die eisen is dat de apparaten en hun oplaadapparatuur een UL-vermelding hebben.

Kelly Nicolello, senior regulatory engineer bij UL en lid van de commissie ‘Fundamentals of the Fire Code’, diende vorig jaar een voorstel in om de nieuwe tekst aan de NFPA 1 toe te voegen. “Dit voorstel stelt redelijke veiligheidseisen om de gevaren in verband met het opladen van deze apparaten te beperken”, schreef Nicolello. “Het juiste gebruik van op de lijst opgenomen apparaten, draagbare stroomconvertoren en compatibele opladers zal de brandincidenten verminderen die zich hebben voorgedaan met niet-gecertificeerde of incompatibele oplaadvoorzieningen.”

Angelo Verzoni, associate editor NFPA Journal (bron: https://www.nfpa.org/News-and-Research/Publications-and-media/NFPA-Journal/2022/Fall-2022/Features/E-bikes)

NFPA kennisreeks

Brandveilig.com publiceert een serie artikelen van de Amerikaanse National Fire Protection Association (NFPA), de internationale autoriteit op het gebied van fire codes & standards. Selectie en vertaling van de artikelen worden verzorgd door ing. Tom de Nooij CFPS, AIFireE, partner bij Riskonet (www.riskonet.com).

Eerder verschenen in deze reeks:

De hoge prijs van ontbrekende data

Evaluatie veiligheidsmaatregelen bij grote menigten

De noodzaak van het fixeren van ondergrondse sprinklerleidingen