Umgang mit Lithium

Unsere Abhängigkeit von Lithium-Ionen-Batterien wächst immer schneller. Kein Wunder, denn sie sind heute ein fester Bestandteil so vieler elektronischer Produkte des täglichen Gebrauchs. Ihre hohe Leistungsdichte, ihr geringes Gewicht und ihre außergewöhnliche Aufladefähigkeit machen sie ideal für alles von Smartphones und Laptops bis hin zu Elektrowerkzeugen und E-Bikes. Und mit der steigenden Zahl von Elektroautos steigt natürlich auch die Nachfrage. Kein Wunder, dass weltweit sogenannte Gigafabriken zur Herstellung von Batteriezellen gebaut werden.

Aber mit der zunehmenden Verbreitung geht auch ein höheres Gefahrenrisiko einher, und zwar aufgrund der Energiedichte, die sie so effektiv macht. Die Brandgefahr, insbesondere beim Laden, ist zu einem beunruhigenden Trend geworden. Allein in Deutschland gab es in den letzten vier Jahren zahlreiche Vorfälle im Zusammenhang mit Batterieexplosionen.

Allein in einem Monat waren zwei Lagerhallen in Ellwangen, ein Container und ein Behindertenzentrum in Goslar sowie Büros eines Technologieunternehmens in Enhingen betroffen. Ein Defekt an einer Ladestation für E-Bikes löste einen Brand aus, der das Dach eines Postverteilzentrums im hessischen Alsfeld zerstörte. Ein Elektroroller fing plötzlich Feuer, woraufhin 90 Bewohner aus einem Mehrfamilienhaus in München flohen. Feuerwehrleute in London gaben im vergangenen August bekannt, dass sie mehr Brände von E-Bikes und E-Scootern bekämpft hatten als im gesamten Jahr 2022.

All dies unterstreicht die Notwendigkeit, der sicheren Lagerung, ob mit oder ohne Aufladung, eine hohe Priorität einzuräumen, da sie sich spontan entzünden oder bei Erhitzung instabil werden und explodieren können. Und der Schaden ist nicht nur physischer Natur, da viele von ihnen Versicherungsstreitigkeiten nach sich ziehen.

Angesichts der Ambitionen von Ländern wie Argentinien und Indien in Bezug auf die Batterieproduktion dürfte sich dieses Szenario globaler ausbreiten. Lithium-Ionen-Batterien oder Akkumulatoren mögen harmlos erscheinen, bergen jedoch Sicherheitsrisiken, die oft unterschätzt werden.

Mit ihrer sehr hohen Energiedichte können sie sich unter bestimmten Bedingungen selbst entzünden oder bei Erhitzung instabil werden und explodieren. Tritt ein technischer Defekt auf oder versagt die Batterie, kann dies schwerwiegende Folgen haben. Die massive Zunahme dieser Batterien auf dem Markt bedeutet, dass die daraus resultierenden Brände voraussichtlich sprunghaft ansteigen werden, so der Chief Commercial and Product Officer von Energy Vault, der warnt, dass nur Anbieter, die Sicherheit an erste Stelle setzen, „überleben“ können.

Marco Terruzzin, Maschinenbauingenieur bei dem in der Schweiz und den USA ansässigen Unternehmen, prognostiziert: „Die Menge an Lithium-Ionen, die eingesetzt wurde und eingesetzt werden wird, ist gigantisch“ und fügt hinzu: „Die Zahl der Brände wird exponentiell steigen.“

„Wenn es in einem isolierten Umspannwerk brennt, ist das eine Sache“, sagte er. „Aber wenn es in einem dicht besiedelten Gebiet zu einem Brand kommt, kann das noch viel problematischer werden.“ Und da immer mehr Schlagzeilen über lokale Einwände gegen geplante Speicheranlagen berichten, prognostiziert Firetrace International, ein in den USA ansässiger Anbieter von Brandbekämpfungstechnologie, dass „die reale Gefahr besteht, dass der öffentliche Widerstand gegen die Energiespeicherung aufgrund von Brandgefahr erheblich zunehmen könnte, wodurch der Einsatz kritischer Batterien und infolgedessen die Klimaneutralitätsziele gefährdet werden“.

Dieses Konzept wird von großen Akteuren wie dem Schweizer Unternehmen Leclanché übernommen, das seine Batterieproduktion nach eigenen Angaben von Anfang an auf Nachhaltigkeit ausgerichtet hat. Das Unternehmen produziert jetzt seine eigenen Lithium-Ionen-Zellen in einem proprietären wasserbasierten Verfahren ohne giftige Lösungsmittel und verwendet für seine wichtigsten Herstellungsprozesse Strom aus erneuerbaren Quellen.

Für die Lagerung hat asecos – Spezialist für Gefahrstofflagerung und -handhabung – die Sicherheitsschränke der Baureihe ION-LINE zur Lagerung und Ladung von Lithium-Ionen-Akkus entwickelt.

Unter Berücksichtigung der potenziellen Selbstentzündungsgefahr der Energieträger bieten die Schränke neben dem standardmäßigen 90-minütigen Brandschutz eine von innen und außen identische Widerstandsfähigkeit. Sie verfügen zudem über ein mehrstufiges Warn- und Brandunterdrückungssystem mit der Möglichkeit zur Signalweiterleitung der verschiedenen Alarmstufen an eine zentrale Leitstelle oder alternativ an mehrere Mobiltelefone rund um die Uhr.

Und der betriebliche Umweltschutzspezialist DENIOS hat sich jüngst mit dem Batteriespeicherexperten TESVOLT zusammengetan, das die „Power Safe“-Baureihe entwickelt hat, die speziell auf Betriebe in Wasserschutzgebieten oder als waldbrandgefährdet geltenden Regionen ausgerichtet ist.

Das „Power Safe“-Speichersystem besteht aus einem räumlichen Systemdesign mit Doppelrahmenkonstruktion, das als Brandschutzklasse REI 90 oder REI 120 klassifiziert ist. Das Wichtigste sei, so heißt es, dass sie mindestens 90 Minuten lang einem Brand von innen oder außen standhalten.

Markus Boberg, Business Development Manager bei DENIOS, sagte, TESVOLT sei nicht nur für seine leistungsstarken, langlebigen Speichersysteme bekannt, sondern verfüge auch über einige der sichersten Batteriespeichertechnologien auf dem Markt.

„In manchen Fällen sind die Sicherheitsanforderungen jedoch besonders streng, beispielsweise in Ländern mit besonderen Umweltauflagen oder besonderen Anforderungen von Versicherern.

Jetzt haben wir gemeinsam eine technische Lösung entwickelt, die strengste Sicherheitsanforderungen erfüllen kann, indem wir den Batteriespeicher in ein zusätzliches Brandschutzgehäuse einschließen.“