Brandgefahr ausschalten

Lithium-Akkus, die nach dem heutigen Stand der Technik hergestellt wurden, gelten bei ordnungsgemäßem Umgang und sachgerechter Handhabung als sicher. Sobald jedoch ein technischer Defekt eintritt oder ein Akku beschädigt wird, kann die Situation schnell kritisch werden. Besonders gefährlich wird es immer dann, wenn eine Lithium-Batterie ihre gespeicherte Energie unkontrolliert abgibt. Denn sobald die entstehende Wärme den Schmelzpunkt des Separators überschreitet, kommt es zu einer nicht mehr kontrollierbaren Kettenreaktion, dem gefürchteten „Thermal Runaway“ (thermisches Durchgehen). Der Akku brennt dann explosionsartig ab. Solche Brände von Lithium-Ionen-Batterien lassen sich nur schwer beherrschen. Der Feuerwehr bleibt oft nur, benachbarte Bereiche zu schützen. Die deutsche Versicherungswirtschaft (GDV) fordert daher, Lithium-Batterien grundsätzlich wie einen Gefahrstoff zu behandeln und sie deshalb auch gesichert zu lagern.

"Sobald die entstehende Wärme den Schmelzpunkt des Separators überschreitet, kommt es zu einer nicht mehr kontrollierbaren Kettenreaktion, dem gefürchteten „Thermal Runaway“

Zusammenspiel der Maßnahmen

Die Hersteller bemerken gegenwärtig ein zunehmendes Interesse ihrer Kunden an Einrichtungen zum sicheren Lagern und Laden von Akkugeräten. Denn auch auf Anwenderseite ist die Botschaft angekommen: Akkubrände können schwere Schäden anrichten, insbesondere wenn keine Vorbeugemaßnahmen ergriffen wurden und der Brand lange Zeit unentdeckt bleibt. Das ist auch gar nicht unwahrscheinlich, denn typischerweise werden Akkus außerhalb der Betriebszeiten über Nacht und ohne Aufsicht aufgeladen, und gerade das Laden ist ein besonders kritischer Vorgang beim Umgang mit Lithium-Akkus. Zur Schadensbegrenzung hat sich das Zusammenspiel mehrerer Maßnahmen bewährt. Dazu zählen insbesondere Brandschutz, Löschtechnik und Früherkennung.

Brandschutz ist gegeben, wenn der Brand sich für eine gewisse Zeit nicht auf das Umfeld ausbreiten kann. Es gibt zwei Normen rund um Lagerschränke und Brandfestigkeit.

Die erste Norm DIN EN 14770-1 regelt den Brandschutz von außen nach innen und stellt Anforderungen an die Konstruktion des Schranks sowie seine Fähigkeit, äußerer Brandeinwirkung standzuhalten. Sie teilt Sicherheitsschränke je nach ihrer Feuerwiderstandsfähigkeit in vier Klassen ein. Die Zahl der Typklassen 15, 30, 60 und 90 steht für die Dauer in Minuten, die der Sicherheitsschrank einem Brand mindestens widerstehen kann.

Die zweite Norm EN 1363-1 regelt den Brandschutz von innen nach außen und definiert ebenfalls die Feuerwiderstandsfähigkeit eines Ladeschranks. Beschaffer und Betreiber von Ladeschränken sollten sich vor einer Investitionsentscheidung vergewissern, nach welchen Normen die Hersteller ihre Ladeschränke geprüft haben.

Akkubrände können sich ausbreiten, indem Zellen von schon brennenden Zellen angesteckt werden oder wenn ein Brand auf weitere Akkus übergreift. Beides kann durch Kühlung aufgehalten oder zumindest verlangsamt werden. Eine weitere Form der Brandunterdrückung bildet das Inertisieren des Raums, bei dem unbrennbare Gase oder Aerosole eingeleitet werden und die brand- oder explosionsfähigen Stoffe aus dem Raum verdrängen. Daher empfehlen die Sachversicherer üblicherweise, neben dem Brandschutz das Einrichten beziehungsweise Bereitstellen von Löschtechnik vorzusehen. Damit kann der Brand zusätzlich eine Zeit lang eingedämmt werden, bis berufliche Löschkräfte eintreffen. Ohne das Eingreifen der Feuerwehr wird nämlich ein Brand in der Regel nicht abschließend unter Kontrolle zu bringen sein. Je schneller die Einsatzkräfte vor Ort sind, desto besser lässt sich der Schaden eingrenzen. Daher sollten, findet man bei Hersteller Denios, die Früherkennung sowie eine vernünftige Alarmierung wichtige Bestandteile des Schutzkonzeptes sein.

"Die Früherkennung sowie eine vernünftige Alarmierung sind wichtige Bestandteile des Schutzkonzeptes."

Systematisch lagern

Die Berichte über Brände von Akkus haben Beschaffer und Anwender von Akkugeräten für sichere Lösungen zum Lagern und Laden der Akkus stark sensibilisiert. Einige Hersteller bieten inzwischen Ladeschränke, in denen Akkus sicher verwahrt und aufgeladen werden können. Vieles dreht sich dabei um Brandschutz sowie um Überwachung und Alarmierung bei Bränden, allerdings werden die Themen von den Anbietern unterschiedlich gewichtet.

Ein wichtiges Detail bei Ladeschränken besteht in der Möglichkeit, sie bei Gefahr mit geeigneten Hub- und Transportgeräten nach draußen befördern zu können. Das gelingt besonders gut bei unterfahrbaren Ladeschränken, wie etwa von Denios. Ein immer größeres Thema insbesondere bei Kommunen sind neben diesen Akkuschränken größere Lager- und Ladecontainer geworden, die außerhalb von Gebäuden aufgestellt werden. Sie verlagern das Schadensrisiko nach draußen und geben Brandbekämpfern die Chance, schnell und direkt auf das brennende Objekt einzuwirken und nicht durch Löschmittel den entstandenen Schaden innerhalb eines Gebäudes noch zu vergrößern.

Smartes Lademanagement

Zunehmend bedeutsam wird aber auch ein smartes Lademanagement. Typischerweise geht ein solches System von einer begrenzten Energieversorgung aus. Dies kann verschiedene Ursachen haben, zum Beispiel die im Tagesverlauf schwankende Verfügbarkeit von günstigem Strom aus erneuerbaren Energien oder die gleichzeitige Verwendung von Schnellladegeräten, die viel Strom in kurzer Zeit verbrauchen. Dabei besteht häufig gar nicht die Notwendigkeit, sämtliche Akkus sofort oder gleichzeitig aufzuladen. In der Regel sind die Akkugeräte während der Betriebszeiten im Einsatz und werden erst außerhalb der Betriebszeiten geladen. Dann ist Zeit genug für ein kontrolliertes, langsames und schonendes Laden.

Das Lademanagement bietet auch die Chance, eine große Anzahl an Akkus in einem gegebenen Zeitraum aufzuladen, ohne das Stromnetz zu überlasten. Es folgt eine Übersicht von Anbietern und ihres Sortiments rund um sicheres Lagern und Laden von Akkus.

Cemo weist als Spezialist für sichere Gefahrstofflagerung darauf hin, dass Akkubrände meist beim Laden von Akkus entstehen, die vorher durch Fall, Stoß oder Hitze beschädigt wurden. Weit verbreitet sind Akkuschränke, die zwar aus feuerfesten Bauteilen gefertigt und geprüft sind und auf den ersten Blick sicher erscheinen, aber im Fall eines Akkubrandes nachweislich Schwächen aufweisen. So sind gerade die Explosionen durch ausgetretene und sich entzündende Dämpfe zu Beginn einer Havarie eine selten beachtete Tatsache, die aber einen Schrank in die Knie zwingen können, wenn sich etwa die Türen öffnen. Dann ist die Schutzwirkung schlagartig weg und die Zeitspanne der ausgewiesenen Feuerwiderstandsfähigkeit besteht nur noch auf dem Papier, der Brand breitet sich sofort ungehindert am Aufstellort aus.

• Cemo (www.cemo.de) hat deshalb einen Ladeschrank mit einer speziellen Türverriegelung zur kontrollierten Druckentlastung bei Gasdurchzündung entwickelt. Durch das patentierte LockEx-Federverschlusssystem kann der Druck schnell entweichen, Flammen und brennende Akkutrümmer werden sicher zurückgehalten. Die Umgebung ist so gegen Feuer gesichert. Um Schäden an anderen Akkus zu minimieren, ist der Schrank relativ klein, denn ein brennender Akku würde in einem großen Schrank auch alle anderen Akkus mit abbrennen lassen. Zukünftige größere Schränke sind daher in flammsichere kleinere Abteile aufgeteilt, um im Brandfall den Schaden klein zu halten. Das aktuelle Modell bietet eine MPA-geprüfte Feuerwiderstandsfähigkeit über 60 min von innen nach außen in Anlehnung an DIN EN 1363-1.
• Denios (www.denios.de) bietet technischen Schutz von klein bis groß für alle Mengen und Abmessungen von Lithium-Akkus. Zum Sortiment gehören brandgeschützte Sicherheitsschränke („SafeStore-Pro“ und „SmartStore“) zur Innenaufstellung, die vom hessischen Hersteller Asecos stammen, sowie diverse Größen und Formen von Brandschutzräumen, die auch zur Außenaufstellung geeignet sind. Alle Lösungen zeichnen sich durch eine beidseitige Feuerwiderstandsfähigkeit von 90 min (Typ 90/F 90) und selbstschließende Türen aus. Sensoren ermöglichen das überwachte Laden, lösen im Notfall Alarme aus und aktivieren Systeme zur Brandunterdrückung. Eine Früherkennung von Bränden ermöglicht die Systematik „Denios connect“. Sie besteht aus Sensoren, Mobilfunk-Kommunikation und Web-Applikation zur direkten Erkennung und automatischen Benachrichtigung bei Störungen per E-Mail und/oder SMS. Per cloudbasierter Web-Applikation können sämtliche im Betrieb eingesetzten Denios-connect-Produkte zentral überwacht und Alarme eigenständig konfiguriert werden. Zu den Denios-connect-Produkten zählen neben den Raumsystemen und dem Leckagemelder „Spillguard connect“ die Lithium-Ionen-Schränke. Mit dem von Denios entwickelten smarten Lademanagement lässt sich die verfügbare Zeitspanne zum Laden sinnvoll ausnutzen. Das Unternehmen bietet seinen Kunden je nach Bedarf ein zeit- oder leistungsgesteuertes System an. Transport- und Quarantäneboxen für Lithium-Akkus sowie Serviceangebote und Seminare runden das Angebot von Denios ab. Das Unternehmen betreibt eine Kooperation mit Husqvarna.
• Pellenc (www.pellenc.com) bietet seit einigen Jahren die vom Hersteller Düperthal gefertigten Ladeschränke Securion und Securion Pro, darunter Varianten zum reinen Lagern sowie zum Laden per Netzanschluss (230 und 400 V). Ein neues Modell wurde auf der Demopark 2023 erstmals vorgeführt und mit einer Innovationsmedaille in Silber ausgezeichnet: der Sicherheitsschrank Securion Pro Plug & Play. Es ist der erste Lager- und Ladeschrank mit integrierter Charging-Station. Damit sind keine einzelnen Ladestationen im Inneren des Schrankes notwendig. Mit dem Securion Pro Plug & Play wird das Laden von bis zu 20 Pellenc-Akkus aller Generationen und Modelle gleichzeitig gesteuert. Dank der vorinstallierten Anschlüsse braucht es für das Lademanagement keine weitere Elektroinstallation. Die Elektrifizierung erlaubt auch den Anschluss von Ladegeräten anderer Hersteller. Der Sicherheitsschrank ist vom TÜV nach DIN EN 14770-1 und der EN 1363-1 geprüft und nach F90 als hochfeuerhemmend zertifiziert. Pellenc kann auch einen Nachweis erbringen, dass der Sicherheitsschrank wirkungsvoll vor einer Rauchgasexplosion im Schrank schützt – ein Gefahrenszenario, das wahr scheinlicher als eine äußere Brandeinwirkung ist. Das bescheinigt ein Prüfbericht des Fraunhofer-Instituts für Technische Chemie (ICT). Bei einem Brand im Schrank schließen die Türen automatisch. Dies vermeidet das unbemerkte Übergreifen auf die Umgebung. Damit können, anders als bei herkömmlichen Ladeschränken, im Securion die Akkus auch außerhalb der Betriebszeiten gefahrlos und ohne zusätzliche Überwachung geladen werden. Feuer, Dämpfe und Rauchgase werden am Austritt gehindert und über den Entlüftungsanschluss direkt abgesaugt. Die Feuerwehr kann den Schrank sicher und geschützt vor einer Rauchexplosion öffnen. Zudem muss ein Schrank mit brennenden Akkus nicht aus dem Gebäude befördert werden. Die thermische Isolierung der Schrankfächer verhindert aber bei einer Explosion im Schrank nicht nur das Übergreifen auf andere Lagerbereiche, sondern macht die gesamte Fläche der Schrankfächer nutzbar – bei herkömmlichen Lade- und Lagerschränken ohne ther mische Isolierung können dagegen nur etwa 60 % der Fläche genutzt werden. Damit sind beim Pellenc Securion deutlich geringere Investitionen pro Ladeanschluss notwendig.
• Stihl (www.stihl.de) bietet gleich mehrere Lager- und Ladelösungen in verschiedenen Mobilitätsgraden. Seit einigen Jahren gibt es einen abschließbaren Akku-Ladeschrank, der in Kooperation mit der Firma Kesseböhmer entwickelt wurde. Er ermöglicht es, in fünf Schubladen bis zu 20 Akku-Packs aus dem Stihl-Akku-System AP zu laden. Auch rückentragbare AR-Akkus können hier geladen werden. Hierfür kann der Ladeschrank je nach Bedarf mit Standard- oder auch mit Schnellladegeräten ausgestattet werden. Angeschlossen wird der Schrank via Steckdose am normalen Hausanschluss (220 V) oder am Drehstromanschluss (400 V), eine zusätzliche Elektro-Installation ist also für Nutzende nicht erforderlich. Der Ladevorgang kann über die Start-Taster am Ladeschrank zentral für alle Schubladen gestartet werden. Das intelligente Lastmanagement überwacht den Ladevorgang und steuert den Ladestrom zyklisch und schubladenweise. So wird verlässlich sichergestellt, dass alle angeschlossenen Akkus über Nacht vollständig geladen werden. Einen Brandschutz bietet der Ladeschrank nicht. Aber Stihl ist inzwischen zusätzlich eine Kooperation mit Asecos (www.asecos.com) eingegangen und bietet dessen Ladeschränke mit umfassendem Brandschutz an. Daneben bietet der Waiblinger Hersteller eine sinnfällige Auswahl an mobilen Lösungen zum Transport und Laden von Akkugeräten unterwegs. Die Spanne reicht vom „bott-Tainer powered by Stihl“, das ist eine Transport- und Ladebox für die Fahrzeugpritsche, über „bott vario3“, ein Einrichtungssystem für Kastenwagen, bis hin zum Elektrofahrzeug Goupil „powered by Stihl“.

"Das hier beschriebene Angebot an mehr oder weniger feuerfesten und störungssicheren Akku-Ladeschränken ist durchaus nicht vollständig und wird sicherlich noch wachsen."

Das hier beschriebene Angebot an mehr oder weniger feuerfesten und störungssicheren Akku-Ladeschränken ist durchaus nicht vollständig und wird sicherlich noch wachsen. Interessierte Werkstattleitende sowie Fuhrparkchefs und -chefinnen können sich auch bei markenübergreifend sortierten Ausrüstern informieren und passgenaue Angebote für ihre betrieblichen Belange erstellen lassen. Beispielsweise bietet das süddeutsche Unternehmen LionCare (www.lion-care.com) eine breite Auswahl an Transportboxen und Ladeschränken verschiedener, auch in diesem Beitrag genannter Hersteller und Marken. Schlussendlich liegt es bei den Betreibern, darüber zu entscheiden, wie viel Geld ihnen das sichere Lagern und Laden von Akkugeräten wert ist. Dabei ist es sicher sinnvoll, einmal die Hausrat-, Gebäude- oder Betriebshaftpflichtversicherung zu fragen.

Wer einige Dutzend Maschinen vorhalten muss, kann darüber nachdenken, hierfür einen Container auf dem Betriebsgelände aufzustellen und damit die Gefahr zu umgehen, dass wegen eines schadhaften Akkus über Nacht der gesamte Betrieb abraucht.

Batterien und Akkus

Brände gefährden Recyclingwirtschaft und Rohstoffsicherung

Brände durch Akkus und Batterien können auch bei den Entsorgern entstehen. Der Bundesverband der Deutschen Entsorgungs-, Wasser- und Kreislaufwirtschaft (BDE) teilte Mitte August 2023 mit: „Leider verhindern falsch entsorgte Batterien in zunehmendem Maße die Rohstoffsicherung in Deutschland. Das Versagen des derzeitigen Systems führt täglich zu verheerenden Bränden in Recyclinganlagen, Abfallsammelfahrzeugen und auf Recyclinghöfen, die der Rohstoffwirtschaft erhebliche Schäden zufügen. Trotz hoher Investitionen in die Branderkennung und -bekämpfung ist das Risiko für die Beschäftigten inzwischen hoch. Ohne zusätzliche Präventionsmaßnahmen, die bereits in der Vorkette der Anlagen ansetzen, ist es nur eine Frage der Zeit, bis solche Brände nicht nur Sachschäden verursachen. Angesichts der steigenden Absatzmengen in diesem Bereich stehen wir erst am Anfang dieser Problematik.“ Das bedeutet: Nicht nur das Laden und Lagern sollte gewissenhaft erfolgen, sondern auch das Entsorgen beim Handel, Hersteller oder bei Recyclinghöfen – in keinem Fall im Restmüll!

"Akkusgeräte gehören in keinem Fall im Restmüll!"