Effiziente und sichere Batterielagerung
Brände von Lithium-Ionen-Batterien sind schwer zu löschen und können einen hohen Schaden anrichten. Daher ist bei der Lagerung unbedingt auf geeignete Sicherheitsmaßnahmen zu achten.
Die Zukunft ist elektrisch. Aufgrund der geforderten Reduzierung der Treibhausgasemissionen um 80 bis 95 Prozent gegenüber 1990 muss eine grundlegende „Verkehrs- und Energiewende“ stattfinden. Neben anderen Maßnahmen zur CO-2-Reduzierung wie Verkehrsvermeidung und Transportwegeoptimierung, werden Fahrzeuge und auch Flugzeuge zunehmend durch Elektromotoren, Hybridantriebe oder Brennstoffzellen angetrieben. Bis 2030 sollen laut Ampelkoalition mindestens 15 Millionen Elektroautos auf deutschen Straßen fahren. Ob das realistisch ist, wird sich zeigen. Was dagegen klar ist, es werden Unmengen an Batterien gebraucht werden. Für die Energiespeicherung in Batterien werden neben der klassischen Lithium-Ionen-Batterie künftig auch andere Batterietypen wie Lithium-Schwefel-Batterien, Natrium-Ionen-Batterien, Feststoffbatterien, Graphen-Batterien und Luftbatterien eingesetzt. Bei der Lagerung und dem Transport dieser Batterien ist der Sicherheits-Aspekt besonders wichtig. Die Brennbarkeit von Akkus ist je nach verwendeten Chemikalien und den Materialien hoch. Es geht insbesondere darum, potenzielle Gefahren wie Leckagen, Überhitzung und Kurzschlüsse zu vermeiden.
Batteriebrände können großen Schaden hervorrufen
Besonders von Lithium-Ionen-Batterien mit mehr als 60 Volt Leistung gehen laut Prof. Reinhard Ries von der WISAG Sicherheit & Service Holding große Gefahren aus. Brände dieses Batterietyps können trotz Schutzmaßnahmen der Hersteller extrem explosiv ablaufen. Es können sehr schwer zu löschende Brände mit langen Autobahn- oder Betriebssperrungen entstehen. Meist ist das Löschwasser danach extrem mit Chemikalien wie Schwermetallen und ätzenden Säuren kontaminiert und muss abgepumpt werden. Pulverlöscher sind für die Löschung des Brandes nicht geeignet und Schaumlöscher nur sehr bedingt. Generell muss mit sehr viel Wasser gelöscht werden. Ein Problem ist, dass selbst bei einem kleinen Fahrzeugbrand teilweise mehr Wasser benötigt wird, als ein Löschfahrzeug fassen kann. Die Batterien müssen heruntergekühlt werden, damit sie sich nicht mehr selbst entzünden.
Andere Lithium-Batterien wie Lithium-Schwefel-Akkus sind weniger brandgefährdet. Auch beim Natrium-Ionen-Akku und Feststoffakku ist die Brandgefahr relativ gering. Momentan werden hauptsächlich Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen eingesetzt. Sie haben sich aufgrund ihrer guten Leistung, hohen Energiedichte und guten Wiederaufladbarkeit als dominierende Batterietechnologie für die Elektromobilität durchgesetzt. Mit anderen künftigen Batterielösungen könnte sich das allerdings ändern.
Normen und Richtlinien für Lagerung und Transport von Batterien
Gefährliche Güter werden beim Transport gemäß der Vereinten Nationen in Gefahrgutklassen eingeteilt. Die Gefahrgutklasse 9 umfasst Stoffe und Güter, die beim Transport gefährlich sein können, jedoch in keine der anderen Gefahrgutklassen eingeordnet werden können. Dazu gehören Lithium-Batterien - insbesondere Lithium-Metall-Batterien sowie Lithium-Ionen-Batterien. Die deutsche Gefahrgutverordnung, speziell die "Gefahrgutverordnung Straße, Eisenbahn und Binnenschifffahrt" (GGVSEB) und die "Gefahrgutverordnung Luft" (GGBefG), basieren auf den internationalen UN-Gefahrgutklassen. Das Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG) enthält Bestimmungen zur Gesundheit und Sicherheit am Arbeitsplatz. Dies kann die Lagerung und Handhabung von Akkus in industriellen Umgebungen betreffen, um Arbeitnehmer vor Gefahren zu schützen.
Am 17. August ist die neue EU-Batterieverordnung (BATT2, 3) in Kraft getreten, die die alte Richtlinie 2006/66/EG über Batterien und Akkumulatoren sowie Altbatterien und -akkumulatoren ersetzt. Sie ist Teil des European Green Deals und soll die Kreislaufwirtschaft, Ressourcennutzung und -effizienz sowie den Lebenszyklus von Akkus bezüglich Klimaneutralität und Umweltschutz verbessern. Besonderes Ziel der Verordnung ist es, die Bewirtschaftung von Batterieabfällen zu überarbeiten und Maßnahmen zum Schutz der Umwelt und der menschlichen Gesundheit zu ergreifen. Dies soll u. a. durch die Vermeidung bzw. Verminderung von nachteiligen Auswirkungen der Abfallerzeugung und -bewirtschaftung erreicht werden.
Darüber hinaus haben Gebäudeversicherungen für die Lagerung von Akkus mittlerweile einige Anforderungen festgelegt.
Sichere Lagerung von Batterien
Der Gesamtverband der Versicherer (GDV e. V.) hat das Merkblatt VdS 3103 für Schadensverhütung bei der Bereitstellung von Lithium-Batterien in Produktions- und Lagerbereichen herausgegeben. VdS 3103 gibt wesentliche Erkenntnisse aus Brandversuchen wieder und liefert Hinweise zu Gefahren und Schadensverhütung. Lithium-Batterien werden in drei Kategorien abhängig von Lithiumgehalt, Gewicht und Leistung eingeteilt. Allgemeine Sicherheitsregeln, die berücksichtigt werden müssen, sind die Beachtung der Hinweise der Hersteller, die Vermeidung von inneren und äußeren Kurzschlüssen (Verwendung von Polkappen, Vermeidung von mechanischen Beschädigungen) und die Vermeidung von Überhitzung. Wenn keine automatischen Löschanlagen vorhanden sind, ist eine bauliche und räumliche Trennung der gelagerten Batterien von mindestens 2,5 m zu anderen brennbaren Materialien nötig. Beschädigte und defekte Lithium-Akkus müssen aus Lager- und Produktionsbereichen umgehend entfernt und in einem sicheren Abstand oder in brandschutztechnisch abgetrennten Bereichen zwischengelagert werden. Spezifische Sicherheitsregeln gelten für die drei Kategorien von Lithium-Batterien geringer, hoher und mittlerer Leistung. Für Akkus geringer Leistung gelten nur spezifische Regeln, wenn das zusammenhängende Lagervolumen über 7 m³ oder mehr als 6 Europaletten beträgt. Bereiche mit Batterien mittlerer Leistung sind räumlich (mindestens 5 m Abstand) oder baulich feuerbeständig abzutrennen. Lagerbereiche sind mit einer geeigneten Brandmeldeanlage zu überwachen. Für Lithium-Akkus hoher Leistung liegen bisher noch keine gesicherten Erkenntnisse hinsichtlich geeigneter Schutzmaßnahmen vor. Die Schutzmaßnahmen bzw. das Brandschutzkonzept sind im Einzelfall mit dem Sachversicherer zu klären. Bei größeren Mengen muss die Feuerwehr mit einbezogen werden. Geeignete Maßnahmen sind dann beispielsweise Separierung, Mengenbegrenzung, Lagerung in feuerbeständig abgetrennten Bereichen mit mind. 5 m Sicherheitsabstand und der Einsatz von Löschanlagen.
Geeignet für die Lagerung von Lithium-Akkus sind z. B. Sicherheitsschränke nach EN14470, ADR-konforme Behälter- und Transportsysteme mit Brandschutzfunktion sowie Brandschutzcontainer mit geprüfter Feuerwiderstandsfähigkeit. Aber auch ganze Palettenregalanlagen, die mit Brandschutzgittern und der entsprechenden Sprenklervorrichtung ausgestattet sind. Generell sollen nur nach UN38.3 geprüfte Lithium-Batterien gelagert werden, ansonsten ist eine Gefährdungsbeurteilung notwendig. Der Abschnitt 38.3 der UN-Recommendations beschreibt die Testanforderungen für die Beförderung von Lithium-Batterien. Diese Tests umfassen verschiedene Prüfungen, die die Sicherheit und Stabilität der Batterien während des Transports gewährleisten sollen. Dazu gehören Tests zur thermischen Stabilität, Kurzschlusssicherheit, Überladungssicherheit, mechanischen Prüfungen, Stoß- und Vibrationsprüfungen sowie weitere Prüfungen, um das Risiko von Bränden, Explosionen oder anderen gefährlichen Situationen zu minimieren. Generell sollten die Akkus nicht im Lagerbereich geladen werden. Der Vorgang ist zudem in Bezug auf die Sicherheit gesondert zu betrachten.
Darüber hinaus gibt der BVL-Themenkreis Logistikimmobilien zehn Ratschläge zum Brandschutz bei der Lagerung von Lithium-Ionen-Autobatterien. Beispiel sind die Lagerung von Batterien in Palettenregalen oder Fachbodenregalen, sowie die Nutzung von moderner Überwachungstechnik und Brandmeldesystemen, die Rückhaltung von Löschwasser und die Einrichtung von Löschteichen sowie die Erstellung eines ganzheitlichen Brandschutzkonzeptes.
BITO hat spezielle Sicherheitsschränke nach EN14470 im Programm. Darüber hinaus bietet der Lagertechnik-Spezialist natürlich auch ADR-Konforme Behälter für den Transport von Lithium-Akkus.
Brandschutz bei wasserdurchlässigen Kunststoff-Ladungsträgern
Auch Kunststoff-Ladungsträger unterliegen dem Brandschutz. Maßgeblich sind die Richtlinien von FM Global und VdS. Allerdings müssen die Leitlinien harmonisiert und erweitert werden.
Einfache Maßnahmen für den Brandschutz im Lager
Mit relativ einfachen Mitteln lässt sich der Brandschutz im Lager erhöhen. Hier existiert eine Top-5 der wichtigsten Maßnahmen. Eine frühzeitige Planung ist allerdings notwendig.