Sicherheits- und Brandrisiken beim Umgang mit E-Fahrzeugen in Tiefgaragen, Abstellräumen und Parkhäusern

Thorsten Prein in der Diskussion mit interessierten Mitgliedern

Die Regionalgruppe Essen hatte am 23. Oktober zu einem aktuellen Thema eingeladen.

Als Referent des Vortragsabends war Thorsten Prein, Dozent für Rettungsingenieurwesen an der THS Köln eingeladen worden, der neben seiner Lehrtätigkeit auch als Sachverständiger bei unklaren Brandereignissen tätig ist.

Zunächst schilderte er den Aufbau und die Funktion von Lithium-Ionen-Batterien unterschiedlicher Bauformen. Schwachstellen der Akkus ist stets die Separatorenschicht zwischen den Elektrolyten. Wird sie durch mechanische Beanspruchung zerstört oder beschädigt, kommt es zu einem unkontrollierbaren Brandereignis, bei dem Gase und Flusssäure freigesetzt werden, die die Gesundheit des Menschen extrem gefährden. Bei derartigen Ereignissen sind die Räume sofort zu verlassen und die Feuerwehr zu alarmieren.

Antriebsbatterien von E-Autos und anderen Fahrzeuge sind aus einer Vielzahl einzelner Elemente der Version 18.650 paketweise zusammengesetzt und in einem Metallgehäuse gekapselt. Starke Metallplatten schützen gegen Erwärmung von außen und Wärmeabgabe von innen. Die Gewichte solcher Batterieblöcke liegen je nach Leistung zwischen 250 und 1.000kg; sie sind meist am Fahrzeugboden platziert.

Bis zu einer Geschwindigkeit von 60km/h und bei seitlichem Aufprall von 20km/h sind Fahrzeugbatterien sicher, wie Tests bewiesen haben. Höhere Geschwindigkeiten sind problematisch und bei einem Heckaufprall mit 80km/h kann es aufgrund von Kurzschlüssen zum sofortigen Brand kommen. Ursache ist die mechanische Beschädigung der bereits erwähnten Separatorenschichten.

Die einzelnen Zellen arbeiten bei 3 bar Druck im Normalbetrieb und blasen das im Brandfall entstehende Gas bei 113 bar über ein Überdruckventil ab. Die brennbaren Gase erreichen eine Temperatur zwischen 700 und 900 Grad C, was die Brandausbreitung beschleunigt.

Da die Brände mit Wasser nicht zu löschen sind, hilft nur Kühlen, Kühlen, Kühlen. Der Wasserbedarf liegt zwischen 1.000 und 25.000 Litern. Passiert ein solches Ereignis in einer Tiefgarage, können die heißen Rauchgase das Gebäude nicht verlassen und erwärmen die Deckenkonstruktion binnen 20 Minuten auf über 1.000 Grad C. Schäden an der Baukonstruktion sind unvermeidlich, wenn nicht bereits vorher eine Sprinkleranlage bei 150 Grad C auslöst und ihre Wirkung entfaltet. Die Schäden an der Bausubstanz sind jedoch unabhängig von der Antriebsart des Fahrzeugs.

Die Feuerwehren arbeiten derzeit an der Entwicklung von Löschtechniken, die aus dem Bergbau bekannt sind und mit Stickstoff oder Schäumen den Brand ersticken. .

Jedoch ist nur bei Neubauten eine solche Brandmeldeanlage in Zukunft zwingend vorzusehen; in bestehenden Garagen gilt der Bestandsschutz nach deutschen Recht. Auch über eine Abschottung zwischen kleineren PKW-Gruppen mit Hilfe von Zwischenwänden wird nachgedacht, um ein Brandereignis räumlich zu begrenzen.

Aus dem Gesagten geht hervor, dass eine Selbstentzündung eines in einer Tiefgarage geparkten E-Fahrzeugs zwar auszuschließen ist, jedoch Brände benachbarten PKWs zu gefährlichen Situationen führen können.

Bei einer, über 30 Minuten anhaltende Temperatur von über 500 Grad C beginnen Antriebs-Akkus, sich am Brandereignis zu aktiv beteiligen.

Versuche haben gezeigt, dass die Feuerübersprungszeit zwischen Fahrzeugen, die im Abstand von einem Meter stehen binnen sieben bis 12 Minuten erfolgt. Ursächlich sind verbrennende oder schmelzende Kunststoffe, die sich am Boden sammeln und brennende Rinnsale oder Lachen bilden.

Die Brandlast durch verbaute Kunststoffe ist in den letzten zehn Jahren wegen Gewichtseinsparung erheblich gestiegen, sodass die Brandleistung von 8-10 MW auf das Doppelte gestiegen ist. Hinzu kommen auslösende Seitenairbags, die die Seitenscheiben explosionsartig zerstören und den weiteren Brandübersprung ermöglichen.

Unsachgemäße Lagerung von Lithium-Ionen-Batterien ist gegenüber der Situation in Tiefgaragen weitaus gefährlicher. Wie ein Brandereignis zeigte, wurden in einem Baumarkt mehrere Tonnen Akkus für herkömmliche Maschinen angeliefert und wegen Platzmangels übereinandergestapelt. Allein der entstehende Gewichtsdruck führe zur Brandentstehung. In der weiteren Brandentwicklung kam es zu heftigen Explosionen, die das Gebäude zerstörten und einige angrenzende Betriebe ebenfalls in Flammen aufgehen ließen.

Zu unsachgemäßen Lagerung von solchen Batterien gehört auch die häusliche „Sammelbox“, die hin und wieder bei der Sammelstelle des Handels abgegeben wird, wenn die Pole nicht abgeklebt sind und damit Kurzschlüsse entstehen. Zwei bis drei Brände in Entsorgungsfahrzeugen innerhalb von zwei Wochen sind die Bilanz.

Selbst das nächtliche Laden von solchen Akkus in defekten Ladegeräten oder in solchen ohne Überwachungselektronik birgt erhebliches Gefahrenpotenzial.

Die neu in Verkehr gebrachten E-Roller beinhalten weiteres Brandpotenzial, besonders, wenn sie durch Hinwerfen unachtsam behandelt werden. Bereits kam es beim Laden (z.B. in Privatwohnungen der beauftragten studentischen Hilfskräfte) zu spontanen Brandereignissen. Die toxische Belastung von Putz und Fliesen kann nur durch Entkernen durch Fachbetriebe entfernt werden, was mehrere tausend Euro kosten dürfte. Jeder sollte seinen Versicherungsschutz hinsichtlich solcher Ereignisse überprüfen!