Wenn es in der Tiefgarage brennt

18. August 2020 agvs-upsa.ch – Meterlange Stichflammen und dicker, schwarzer Russ: Empa-Forscher haben Batteriezellen von Elektroautos in Brand gesetzt. Mit dem Experiment wollten sie herausfinden, was passiert, wenn ein Elektroauto in einem Tunnel oder in einer Tiefgarage Feuer fängt.


Quelle: Empa

abi. Wie gefährlich sind brennende Elektroautos? Mit dieser Frage befassten sich Forscher der eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa und Tunnelsicherheitsexperte Lars Derek Mellert. Gemeinsam setzten sie im Dezember 2019 im Versuchsstollen Hagerbach bei Flums SG Batteriezellen von Elektroautos in Brand. Anschliessend analysierten sie die Verteilung von Russ und Rauchgasen sowie die chemischen Rückstände im Löschwasser. Finanziert wurde der Versuch vom Bundesamt für Strassen (Astra).

«Wir haben bei unserem Experiment vor allem auch an private und öffentliche Betreiber von kleinen und grossen Tiefgaragen oder Parkhäusern gedacht», sagt Projektleiter Lars Derek Mellert. «All diese bereits bestehenden unterirdischen Bauten werden immer häufiger auch von Elektroautos genutzt.» Für die Betreiber würden sich Fragen stellen, wie, was zu tun sei, wenn ein Auto Feuer fange, welche gesundheitlichen Gefahren für die Beschäftigten entstehen oder welche Effekte ein Brand auf den Betrieb der Anlage habe.

Nun wurden die Ergebnisse des Versuchs in einem Abschlussbericht publiziert – und Mellert kann teilweise Entwarnung geben: So sei ein brennendes Auto aus thermischer Hinsicht nicht gefährlicher als ein brennendes Auto mit konventionellem Antrieb. Gemäss Abschlussbericht waren die Schadstoffemissionen eines Fahrzeugbrands schon immer gefährlich und unter Umständen tödlich. Daher müsse es – völlig unabhängig von der Antriebsform oder dem Energiespeicher – oberstes Ziel sein, dass sich alle Personen möglichst schnell aus der Gefahrenzone begeben. Zwar wird die stark ätzende, toxische Flusssäure oft als besondere Gefahr bei brennenden Batterien diskutiert, bei den Versuchen blieben die Konzentrationen jedoch unter dem kritischen Bereich.

Fazit des Versuchs: Eine Tunnellüftung, die auf aktuellem Stand der Technik ist, kommt mit brennenden Benzin- und Elektroautos zurecht. Erhöhte Korrosionsschäden an der Lüftungsanlage oder der Tunneleinrichtung seien aufgrund der nun vorliegenden Resultate ebenfalls nicht zu erwarten, heisst es weiter. Und auch die Feuerwehr müsse aufgrund der Versuche nichts neu lernen. «Feuerwehrleute wissen, dass die Batterie eines Elektroautos nicht zu löschen ist und nur mit grossen Mengen Wasser gekühlt werden kann.»

Anders sieht es beim Lösch- und Kühlwasser aus, das bei der Brandbekämpfung und beim Lagern einer ausgebrannten Batterie im Wasserbad anfällt. Wie die Untersuchung zeigt, übersteigt die chemische Belastung des Löschwassers die Schweizer Grenzwerte für Industrieabwasser um das 70-fache. «Das Kühlwasser liegt sogar bis zu 100-fach über dem Grenzwert.» Daher muss das Wasser zwingend vorbehandelt werden, bevor es in die Kanalisation läuft.

Mellert hat zudem einen Rat an private Besitzer von Tiefgaragen: «Versuchen Sie nicht, den Russ und den Dreck selbst aufzuwischen. Im Russ sind grosse Mengen von Kobaltoxid, Nickeloxid und Manganoxid enthalten.» Diese Schwermetalle würden auf ungeschützter Haut starke allergische Reaktionen auslösen. Die Brandsanierung ist ein Job für Profis im Schutzanzug.

Das Video der Versuche zeigt eindrücklich, welche Energie in Batterien von Elektroautos steckt: Nach einem Knall gibt es eine lange Stichflamme und die Menge an dickem, schwarzen Russ ist gewaltig. Video: Empa

Mellert entwickelte zusammen mit Batterieforscher Marcel Held und Korrosionsspezialist Martin Tuchschmid (beide Empa) drei Versuchsszenarien. Wie es in der Mitteilung heisst, waren zudem Experten der Versuchsstollen Hagerbach AG und des französischen «Centre d’études des tunnels» (Cetu) mitbeteiligt. 

Szenario 1 ging von einem Brand eines Kleinwagens mit vollgeladener Batterie von 32 kWh Leistung in einer abgeschlossenen Garage ohne mechanische Lüftung aus. Dabei wurde untersucht, wie sich der Russ auf Tunnelwände, Oberflächen und auf Schutzanzüge anwesender Feuerwehrleute absetzt, wie giftig die Rückstände sind und wie sich der Brandort danach reinigen lässt.

Szenario 2 befasste sich mit chemischen Rückständen im verwendeten Löschwasser. Anders als im ansonsten identischen Szenario 1 wurde diesmal der Rauch aus der Batterie mit Hilfe eines Blechs unter eine Wasserdusche gelenkt, ähnlich einer Sprinkleranlage. Die Batterie wurde dabei nicht gelöscht, sondern brannte ebenfalls vollständig aus.

Wie sich ein Batteriebrand auf eine Lüftungsanlage auswirkt, wurde in Szenario 3 untersucht. Geklärt wurden Fragen, wie weit sich der Russ in den Abluftkanälen verteilt und ob sich dort Substanzen absetzen, die zu Korrosionsschäden führen. Erneut wurde dazu ein 4 kWh-Batteriemodul angezündet, doch diesmal blies ein Ventilator den Rauch durch einen 160 Meter langen Entlüftungstunnel.

Bilder: Empa und IStock
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