Wie gefährlich sind E-Autos und Lithium Akkus wirklich?

Eine Zusammenfassung des aktuellen Standes vom Brandschutzexperten Donato Muro. Im Folgenden hat Donato Muro die drei wichtigsten Quellen zusammengefasst und auf Korrektheit überprüft:
1. Keine erhöhte Brandgefahr durch in Tiefgaragen abgestellte Elektrofahrzeuge (Deutscher Feuerwehr Verband 18.02.2021)
2. Hinweise für die Brandbekämpfung von LithiumIonenAkkus bei Fahrzeugbränden (DGUV Fachbereich Feuerwehren 28.07.2020)
3. Risikoeinschätzung Lithium-Ionen Speichermedien (Deutscher Feuerwehr Verband 01/2018)

Keine erhöhte (Brand)gefahr durch in Tiefgaragen abgestellte Elektrofahrzeuge!
Wirklich? Am 22.02.2021 veröffentlichte der Deutsche Feuerwehrverband einen Artikel mit dem Titel „Keine erhöhte Brandgefahr durch in Tiefgaragen abgestellte Elektrofahrzeuge“.Seinerzeit erschien es dem Feuerwehrverband „aufgrund der aktuellen Berichterstattung in den verschiedensten Medien […] wichtig zu betonen, dass auch Elektrofahrzeuge von den Einsatzkräften der Feuerwehr gelöscht werden können“.
Dabei wurde allerdings eingeräumt, dass „sich dies unter Umständen etwas schwieriger als die Brandbekämpfung von herkömmlich angetriebenen Fahrzeugen gestalten könnte. Jedoch nicht komplexer oder gefahrbringender als etwa ein Brand eines gasbetriebenen Kfz.
“Festgestellt wurde dabei, dass „bei einer baurechtskonform errichteten Garage das Abstellen sowie das Aufladen von Elektrofahrzeugen mit einer zertifizierten Ladeeinrichtung nicht im Widerspruch zu den geltenden Vorgaben des Bauordnungsrechts“ stehen würde.
Auch der ADAC stellte durch Crashtests in einem seiner Artikel am 22.01.2021 fest, dass das Risiko eines Fahrzeugbrandes bei E-Autos nicht höher ist als bei herkömmlichen Fahrzeugen. Allerdings mit der Einschränkung, dass es bei der Brandbekämpfung „Unterschiede“ gibt.

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Brandbekämpfung bei E-Autos mit Lithium-Ionen-Batterien

Von Zeit zu Zeit liest man in der Presse von fehlerhaft konstruierte Handy-Akkus, die in Brand geraten können. Die Technologie ist bei Batterien zwar erheblich fortgeschritten, aber was ist bei E-Autos und ihren Stromspeichern zu beachten? Können die ebenfalls anfangen zu brennen, und was sind die Folgen? Und wie kann sich der Autofahrer davor schützen?

Brandgefahr durch in Tiefgaragen?

Entgegen anderslautender Pressemitteilungen ist die Feuerwehr durchaus in der Lage, den Brand eines E-Autos zu löschen. Unter besonderen Umständen ist die Brandbekämpfung allerdings etwas aufwändiger als bei einem Fahrzeug mit herkömmlichen Antrieb. Der Vorgang ist aber keinesfalls mit einer höheren Gefährdung verbunden als bei einem KFZ mit Gasbetrieb.

Das Abstellen und Aufladen eines Elektrofahrzeugs in einer Tiefgarage widerspricht nicht den Bestimmungen des Bauordnungsrechts, vorausgesetzt die Ladeeinrichtung wurde zertifiziert und die Räumlichkeiten entsprechen den gesetzlichen Vorgaben. Aus Sicht des Brandschutzes ist ein Verbot für alternative Antriebe in einer Garage nicht angezeigt. Beim heutigen Stand von Elektroautos ist weder die Wahrscheinlichkeit eines Brandes noch der zu erwartende Schaden erhöht. Der Gesetzgeber definiert im Baurecht Mindestanforderungen für Garagen, die im Brandfall für eine ausreichende Sicherheit sorgen. Die Ziele des Brandschutzes sind unabhängig von den Fahrzeugtypen, und der Erfolg eines Einsatzes wird von den Antriebsarten, die in der Garage abgestellt sind, nicht beeinflusst.

Wenn ein Elektrofahrzeug innerhalb einer Garage in Brand geraten ist und gelöscht wurde, muss es der Halter aus der Garage entfernen. Der Abschleppdienst oder ein Entsorger verfügen über die notwendigen Hebe- oder Bergegeräte. Außerdem muss das Unternehmen beim Transport der Gefahr von Rückzündungen begegnen. Deshalb sollte der Betrieb eine entsprechend ausgebildete Fachkraft beschäftigen, die über ausreichende Kenntnisse im Bereich von Hochvolt-Sytemen verfügt.

Die Brandbekämpfung von LithiumIonen Akkus

Für die Brandbekämpfung von Lithium-Ionen-Batterien eignen sich grundsätzlich die bei jedem anderen Brandeinsatz ebenfalls üblichen Methoden. Die Mitarbeiter der Feuerwehr führen Löschmaßnahmen mit Wasser durch und verhindern die Ausbreitung von Feuer und Rauch in andere Bereiche. Anschließend bedarf es einer kontinuierlichen Einschätzung der Wärmeentwicklung des Stromspeichers mittels einer Wärmebildkamera. Nicht bekannt sind Indikatoren, mit denen man eine Rückzündung ausschließen könnte. Deshalb sind Lithium-Ionen-Speicher sicher unterzubringen oder einem Entsorgungsbetrieb zu überlassen.

Befinden sich die Stromspeicher in einem Gehäuse, unterbleibt ein Freilegen oder der Ausbau der Komponenten. Denn diese Maßnahmen gehören nicht zu den Aufgaben einer Feuerwehr. Besondere Aufmerksamkeit gilt allerdings dem Umfang von Beschädigungen des Akkus, die Einsatzkräfte sind auf mögliche Gefahren hinzuweisen. Je nach Situation kann ein Absperren der Gefahrenzone sinnvoll sein.

Was tun bei Akkubrand ?

Ob beim Brand eines Speichermediums oder eines Geräts, in dem Lithium-Ionen-Akkus verbaut wurden: Als Löschmittel empfehlen die Experten Wasser, das auch Zusätze enthalten kann. Für den Akku ergibt sich allerdings das erhebliche Risiko einer thermischen Überlastung („Thermal Runaway“). Deshalb kommt es in der Folge auf eine nachhaltige Kühlung an, die frühzeitig einsetzt und ausreichend lange anhält. Auch ist die Wärmeentwicklung des Stromspeichers und eines vorhandenen Gehäuses etwa mit einer Wärmebildkamera regelmäßig zu kontrollieren. Dabei kommt es mitunter zu einem chemischen Prozess, der Tage oder auch Wochen andauern kann. Der Entsorger oder Betreiber der Halle sollte diesen Vorgang betreuen. Mit den bekannten Löschmitteln wie Sand, CO2, Metallbrand- oder ABC-Pulver ergibt sich kein ausreichender Kühleffekt.

Die Besonderheiten bei einem LI-Akku in einem E-Auto bei einem Brand

Meist setzen die Konstrukteure einen Lithium-Ionen-Akku als Hochvolt-Batterie ein. Nur selten verwendet man sie für Niedervolt-Netze (12 bis 48 Volt). Die Speicher befinden sich in vielen Fällen innerhalb eines wasserdichten Gehäuses, das in den Fahrzeugrahmen integriert ist. Entsteht ein Brand in einem Akku, dessen Mechanik nur unwesentlich beschädigt wurde, kann das Löschwasser ihn also nicht erreichen. Deshalb erhöht sich die Dauer des Löschvorgangs und ebenso der Bedarf an Löschmitteln. Außerdem muss erst Wasser in erheblicher Menge in das Innere der Batterie gelangen, damit ein Erfolg einsetzt.

Die bisher beschriebenen Lithium-Ionen-Batterien sind zwar weit verbreitet, allerdings erhalten sie inzwischen Konkurrenz von Technologien, die Nickel-Metallhydrid (MiMH) verwenden. In etlichen Hybridfahrzeugen finden diese Produkte mittlerweile Verwendung. Im Brandfall sind sie leichter zu löschen, denn ihr Brandverhalten ist weniger dynamisch und die Reaktionsfreudigkeit gering.

Vorsicht bei der Brandbekämpfung

Wie bei anderen Bränden auch, entstehen bei einem Lithium-Ionen-Akku Atemgifte und andere Verbrennungsrückstände, die gesundheitsschädigend sind, und zwar in einem erheblichen Ausmaß.

Die Rauchentwicklung bei diesen Akkumulatoren zeigt charakteristische Farbveränderungen von hellgrau bis tiefschwarz. Abgeblasen werden außerdem weißer (brennbarer Elektrolyt) sowie grauer Rauch (Graphit). Es kommt auch zu zyklischen Stichflammen und Kurzschlüssen, die brennbare Batterieteile ausstoßen. Beim Löscheinsatz nähern sich die Ausführenden am besten in diagonaler Richtung, ausgehend von den Fahrzeugecken.

Der Verlauf des Brandes ist kaum vorhersehbar. Denn das Geschehen ist abhängig von diversen Faktoren. Einfluss nehmen die Bauform der Batterie und ihre innere Struktur, die Zellchemie sowie nicht zuletzt und besonders der Ladezustand.

Risikoeinschätzung Lithium-Ionen Speichermedien

In Wohngebäuden installieren Eigentümer immer häufiger Hausspeicheranlagen. Der Hausherr sollte darauf achten, dass die Geräte zertifiziert sind und ihre Produktion ständig überwacht wurde. Dann entsteht kein höheres Risiko als das bei anderen Elektrogeräten oder Solar-Anlagen.

Kommt es zu einem Zimmerbrand, kann sich die Anlage frühzeitig stark erwärmen. Die Experten der Feuerwehr empfehlen deshalb, die Komponenten in einem der VDE AR E 2510-2 entsprechenden Räumlichkeit oder Gehäuse unterzubringen.

Bei einem Brand löschen die Feuerwehrleute eine Hausspeicheranlage wieder mit Wasser, das unter Umständen auch Löschmittelzusätze enthält. Außerdem können auch hier die bereits beschriebenen Rückzündungen auftreten. Deshalb wird nach dem Löschen der Batteriebereich mit Hilfe einer Wärmebildkamera in kurzen Zeitintervallen überprüft, um die Temperaturentwicklung zu kontrollieren. Die Batterie kühlt die Feuerwehr ausreichend lange mit Wasser und überwacht sie, bevor man sie dem Betreiber übergibt.

Vorbeugender Brandschutz und Lithiumionen Akkus

Elektrofahrzeuge wie auch Hybridfahrzeuge unterliegen einer strengen Zertifizierung. Die Produktion wird engmaschig überwacht, der Betrieb setzt eine zertifizierte Ladeeinrichtungen und Zellenüberwachungen voraus. Mit diesen Vorsichtsmaßnahmen ist das Auftreten von Fehlern nur minimal.

Von einem entsprechend klassifizierten E-Auto gehen ähnliche Verfahren aus wie von einem Benziner oder Dieselfahrzeug. Auch Gas als Antrieb ist mit vergleichbaren Risiken verbunden. Das konnten Brandversuche, die von Experten vorgenommen wurden, eindeutig belegen. Die Antriebsart von Fahrzeugen derselben Generation und vergleichbarer Größe hat keinen Einfluss auf die Brandleistung.

Prüfungen und Zertifikate

Für das Gefährdungspotential sind bei Bränden vor allem die Kunststoffkomponenten entscheidend, die in den heutigen Fahrzeugen zahlreich verbaut werden und für hohe Brandlasten sorgen. Denn bei einem Fahrzeugbrand entsteht durch sie eine erhöhte Wärme- und Rauchentwicklung.

Die für den Brandschutz zuständigen Dienstellen prüfen deshalb nach denselben Kriterien wie bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, wenn sie die Sicherheit von Veranstaltungen bewerten oder eine Brandverhütungsschau durchführen. Auch in einer Tiefgarage bzw. an Einstellplätzen akzeptieren die zuständigen Sachbearbeiter die entsprechenden Ladeeinrichtungen mit Zertifizierung, wenn sie als Bestandteile für den Betrieb und das Abstellen der Fahrzeuge notwendig sind.

Was tun bei E-Auto Brand ?

Auch ein E-Fahrzeug wird bei einem Brand mit Wasser gelöscht, Zusätze zum Löschmittel sind erlaubt. Allerdings sollte man nach erfolgtem Löschvorgang die Temperatur im Bereich des Akkus engmaschig kontrollieren. Eine erhöhte Temperatur kann eine Wiederentzündung ankündigen, die Abnahme der Temperatur schließt diese Gefährdung jedoch keinesfalls aus. Die Feuerwehr vermeidet Rückzündungen durch Kühlung des Batteriebereichs mit Wasser bis zum Eintreffen des Abschleppdienstes. Dieser ist wegen der Gefahr von möglichen Rückzündungen darüber zu informieren, dass ihm ein E-Auto übergeben wird. Aus demselben Grund wird den Beteiligten empfohlen, sich nicht in der Nähe Fahrzeugs aufzuhalten. Befindet es sich in einer Garage oder einem anderen geschlossenen Bereich, sollte es unter den oben beschriebenen Umständen ins Freie gebracht werden.

8 E-Auto in Tiefgarage – ja oder nein ?

Das Parken in einer Tiefgarage gilt als unproblematisch. Das Fahrzeug ist nicht der Witterung ausgesetzt, altert langsamer, und die Kameraüberwachung bietet eine umfassende Sicherheit. Aber was ist mit einem E-Auto? Bei einem Brand bleibt es nicht bei den üblichen Reparaturen, die Batterie-Technik ist kompliziert und bedarf im Katastrophenfall einer besonderen Behandlung.

Der Autofahrer könnte argumentieren: Ein Brand passiert äußerst selten, und das Risiko ist deshalb nur gering. Wenn sich aber tatsächlich ein Feuer ereignet, entstehen unter Umständen hohe Folgekosten für den Besitzer. Denn die Abkühlung der Batterie kann sich über einen langen Zeitraum hinziehen, vielleicht sogar über Wochen. In einer Tiefgarage kommt dann einiges an Standgebühren zusammen, die erheblich ausfallen. Außerdem muss ein Mitarbeiter des Parkhauses den Kühlprozess überwachen, und der arbeitet auch nicht für umsonst. Zudem fliegen unter Umständen Batterie- und Fahrzeugteile umher, die andere Fahrzeuge erheblich beschädigen können. Insgesamt ist man als Fahrzeughalter also mit erheblichen Ausgaben konfrontiert, die das Abstellen in einer Garage als wenig sinnvoll erscheinen lassen. Denn die Risiken sind weit höher zu bewerten als die Vorteile einer geschützten Abstellmöglichkeit für das Fahrzeug.

Die Brandursachen bei einem E-Auto

Dass sich die Batterie selbst entzündet, ist äußerst selten, kommt aber doch bisweilen vor. Denn grundsätzlich kann das Fahrzeug mit bereits fehlerhaften Batteriezellen in den Handel gelangt sein. Experten vermuten außerdem einen fehlerhaften Zusammenbau der Akkupakete als eine weitere Ursache von Bränden. Viele Hersteller verfügen nämlich noch nicht über eine vollautomatische Fertigung für das Kombinieren der Komponenten und setzen nach wie vor auf Handarbeit. Damit erhöht sich aber die Feuerwahrscheinlichkeit deutlich, denn Roboter arbeiten bekanntlich wesentlich präziser, und sie sind zuverlässiger als saumselige Mechaniker.

Vollkasko – alles inklusive?

Besonders in den ersten Betriebsjahren ist für ein elektrifiziertes Auto eine Vollkasko-Versicherung sinnvoll. Kommt es zu einem fatalen Defekt, sollte der Versicherungsvertrag den Ersatz komplett abdecken statt den Zeitwert zu ersetzen. Denn dieser sinkt schon während der ersten zwölf Monate erheblich. Und die Batterie ist bei einem Elektro-Fahrzeug mit ca. 20 000 Euro das teuerste Bauteil, und die Kostenübernahme durch den Versicherer muss für seinen Austausch hinreichen.

Tatsächlich kommt es auch zu Bedienungsfehlern während des Ladens. Diese sind für den Versicherer immer wieder Anlass, die Leistungen wegen einer groben Fahrlässigkeit zu verweigern. Im Vertrag sollte man deshalb diesen Einwand ausschließen.

Aus versicherungstechnischer Sicht besteht m.E. durchaus erhöhte Gefahr durch E-Autos und zwar in erster Linie für den Gebäudeversicherer.

Punkt 1 „Löschwasser“

Für das Löschen eines E-Autos wird Wasser benötigt und zwar in großen Mengen. Am 31.07.2020 veröffentlichte ZEIT ONLINE einen Artikel, laut dem TESLA selbst einen Löschwasserbedarf von rd. 11.000 Liter für einen brennenden TESLA angegeben hat.

Zum Vergleich: Ein herkömmliches Fahrzeug kann mit 200 bis 300 Liter und einem Schaumangriff gelöscht werden. Sollte das Fahrzeug schon im Vollbrand stehen beim Eintreffen der Feuerwehr, könnten es auch 500 Liter werden, aber nicht 11.000!

Nun geht es mir hier nicht um den reinen Wasserverbrauch im Sinne von „Wasser einsparen“, sondern um das angefallene Löschwasser: Die damit verbundene Löschwasserentsorgung bzw. die dadurch womöglich entstehenden Gebäudeschäden.

Selbst wenn man für diesen Vergleich den durchschnittlichen Verbrauch an Löschwasser bei einem herkömmlichen Fahrzeugbrand verdoppelt würde, liegt der Löschwasserverbrauch bei einem E-Auto immer noch rd. 10.000 Liter höher.

Weiterer Haken: Die Einsatzfahrzeuge der Feuerwehr haben logischer Weise nur begrenzte Wassermengen an Bord. Eine zusätzliche Versorgung über einen Hydranten ist notwendig. Selbst große Einsatzfahrzeuge haben in der Regel nicht mehr als 1500 Liter Löschwasser oder ggf. Löschschaum mit an Bord. Ist dann ein Hydrant nicht unmittelbar verfügbar, kann schon das Löschen eines einzelnen Elektro-KFZ zur Hausforderung werden.

Punkt 2 „Einwirkung von Hitze auf die Gebäudesubstanz“

Laut Wikipedia stellt der „Umgang mit brennenden Elektrofahrzeugen […] Pannendienste und Feuerwehren vor neue Herausforderungen, da z. B. für die Löschung wesentlich mehr Wasser benötigt wird. In Lithium-Ionen-Akkus können chemische Reaktionen ablaufen, welche einen speziellen Kühlcontainer für den Abtransport erforderlich machen.“

Die Feuerwehr muss also mehr Material in die Tiefgarage / in das Parkhaus bekommen. Das alles kostet Zeit. Je länger das E-Auto brennt, desto höher die Einwirkung auf die Gebäudesubstanz und demnach umso höhere Sachschäden am Gebäude. Unter Umständen kann es sogar zu Einsturzgefährdungen kommen.

Punkt 3 „Schwierigkeit zeitliche Distanz zum Unfall“

Eine Schwierigkeit beim Akkubrand in Elektroautos kann die zeitliche Distanz zwischen einem (kleinen) Unfall und einem späteren Brandfall sein.
Und selbst wenn der erste Brand durch die Feuerwehr gelöscht wurde, geht von einem defekten Akku noch wesentlich länger eine Gefahr aus; zum Teil sogar über Tage hinweg.

Daher werden in Einzelfällen brennende Elektroautos in wassergefüllten Containern versenkt. Das alles wird man aber in einer Tiefgarage oder einem Parkhaus „nicht mal eben schnell“ bewerkstelligen können, weshalb man wieder bei dem Faktor „Zeit“ und „Einwirkung auf die Gebäudesubtanz“ wären.

Punkt 4 „Feuerlöscher“

Einige Autobesitzer und diverse Camper führen einen Feuerlöscher im Auto mit. Sicher ist sicher.
Klassische Löschmittel oder der normale Auto-Feuerlöscher sind zum Löschen von Elektroautos nur wenig (bis gar nicht) geeignet.
Sollte es zum Brand von E-Autos kommen, ist der Einsatz der Feuerwehr unvermeidbar. Die Chance eines eigenen Löschversuchs ist bei einem E-Auto also ebenfalls nur schlecht möglich. Es wird also zwangsläufig auf einen Vollbrand hinauslaufen, da ja die professionelle Hilfe erst noch organisiert werden muss. Es sei an dieser Stelle der fairer Weise gesagt, dass natürlich auch herkömmliche Fahrzeuge brennen und sogar im Vollbrand geraten können. Keine Frage! Aber der Aufwand zum Löschen dieser unterschiedlichen Antriebssysteme ist doch sehr unterschiedlich.

Entsprechend fokussiert sich also das Löschen von Elektroautos auf zwei Bereiche:
Das Eindämmen der Brände bzw. den Schutz der Umgebung durch das Herunterkühlen des Akkus (also wieder Faktor „Zeit“).

Im Download Bereich finden Sie für allen anderen elektrischen Betriebsmittel eine Lithium-Akkus-Checkliste.

ALLE INFORMATIONEN VON ALLEN STELLEN HERUNTERLADEN (ZIP)

Donato Muro

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