Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) hat untersucht was passiert, wenn ein Elektroauto in einem Straßentunnel oder in einer Tiefgarage Feuer fängt. Dazu haben die Schweizer Forscher in einem Versuchsstollen mit weiteren Experten E-Auto-Batteriezellen in Brand gesetzt und die Verteilung von Ruß und Rauchgasen sowie die chemischen Rückstände im Löschwasser analysiert. Der Versuch fand bereits im Dezember 2019 statt, nun liegt die Auswertung vor.
„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 von der Firma Amstein + Walthert Progress AG. „All diese bereits bestehenden unterirdischen Bauten werden immer häufiger auch von Elektroautos benutzt. Und die Betreiber stellen sich die Frage: Was tun, wenn solch ein Auto Feuer fängt? Welche gesundheitlichen Gefahren entstehen für meine Beschäftigten? Welche Effekte hat solch ein Brand auf den Betrieb meiner Anlage?“
Mellert entwickelte mit Unterstützung der Empa drei Versuchsszenarien. „Wir haben Test-Oberflächen im Brandraum montiert, auf denen sich der Ruß absetzte“, erklärt Martin Tuchschmid, Korrosions- und Brandschadenspezialist an der Empa. „Die Oberflächen wurden nach dem Versuch chemisch analysiert und auch mehrere Monate lang in speziellen Räumen gelagert, um möglichen Korrosionsschäden auf die Spur zu kommen.“
Szenario 1: Brand in einem geschlossenen Raum
Im ersten Szenario geht es um einen Brand in einer abgeschlossenen Parkgarage ohne mechanische Lüftung. Angenommen wurde eine Stellfläche von 28 x 28 Metern Fläche und 2,5 Metern Geschosshöhe. Ein solches Parkgeschoss hätte 2000 Kubikmeter Luftvolumen. Angenommen wird der Brand eines Kleinwagens mit einer vollgeladenen Batterie von 32 kWh Leistung. Aus Gründen der Versuchsökonomie wurde alles auf 1/8 verkleinert, in Brand gesetzt wurde also ein vollgeladenes Batteriemodul mit 4 kWh Kapazität in einem Raum mit 250 Kubikmeter Luftvolumen. Untersucht wurde, wie sich der Ruß auf Tunnelwände, Oberflächen und auf Schutzanzüge anwesender Feuerwehrleute absetzt, wie giftig die Rückstände sind und auf welche Weise sich der Brandort nach dem Ereignis reinigen lässt.
Szenario 2: Brand in einem Raum mit Sprinkleranlage
Im Szenario 2 geht es um chemische Rückstände im verwendeten Löschwasser. Der Versuchsaufbau war identisch wie in Szenario 1, der Rauch wurde aber aus der Batterie mithilfe eines Blechs unter eine Wasserdusche gelenkt, die einer Sprinkleranlage ähnelte. Das herunterregnende Rußwasser wurde in einem Auffangbecken gesammelt. Die Batterie wurde dabei nicht gelöscht, sondern brannte vollständig aus.
Szenario 3: Brand in einem Tunnel mit Ventilation
Im dritten Szenario geht es um den Effekt eines E-Auto-Brandes auf eine Lüftungsanlage: Wie weit verteilt sich der Ruß in den Abluftkanälen? Setzen sich dort Substanzen ab, die zu Korrosionsschäden führen? In dem Versuch wurde wiederum ein 4-kWh-Batteriemodul in Brand gesetzt, dieses Mal blies jedoch ein Ventilator den Rauch mit konstanter Geschwindigkeit (ca. 1,5 m/s) in einen 160 Meter langen Entlüftungstunnel. Im Abstand von 50, 100 und 150 Metern vom Brandort hatten die Forscher Bleche in den Tunnel montiert, auf dem sich der Ruß absetzte. Die chemische Zusammensetzung des Rußes und mögliche Korrosionseffekte wurden in den Labors der Empa analysiert.
Die Ergebnisse des Versuchs hat die Empa in einem Abschlussbericht (PDF) publiziert. Ein brennendes Elektroauto sei in thermischer Hinsicht nicht gefährlicher als ein brennendes Auto mit konventionellem Antrieb, sagt Mellert. „Die Schadstoffemissionen eines Fahrzeugbrands waren schon immer gefährlich und unter Umständen tödlich“, heißt es dazu im Abschlussbericht. Völlig unabhängig von der Antriebsform oder dem Energiespeicher müsse es oberstes Ziel sein, dass sich alle Personen möglichst schnell aus der Gefahrenzone begeben. Speziell die stark ätzende, toxische Flusssäure werde oft als besondere Gefahr bei brennenden Batterien diskutiert. In den drei Versuchen im Tunnel seien die Konzentrationen aber unter dem kritischen Bereich geblieben.
Das Fazit der Empa
Eine Tunnellüftung, die auf aktuellem Stand der Technik ist, komme nicht nur mit brennenden Benzinautos, sondern auch mit Elektroautos zurecht, lautet das Fazit der Empa. Erhöhte Korrosionsschäden an der Lüftungsanlage oder der Tunneleinrichtung seien aufgrund der nun vorliegenden Resultate ebenfalls nicht zu erwarten. Auch die Feuerwehren müssten aufgrund der Versuche nichts neu lernen: Sie wüßten, dass die Batterie eines Elektroautos nicht zu löschen ist und nur mit großen Mengen Wasser gekühlt werden kann. So könne das Feuer möglicherweise auf einige Batteriezellen beschränkt bleiben, ein Teil der Batterie brenne dann nicht aus. „Freilich muss ein solches, teilweise ausgebranntes Wrack in einem Wasserbecken oder einem Spezialcontainer aufbewahrt werden, damit es sich nicht neu entzünden kann. Doch das ist den Spezialisten bereits bekannt und wird auch schon geübt“, so die Forscher.
Ein Problem stelle das Lösch- und Kühlwasser dar, das beim Bekämpfen eines Elektroauto-Brandes und beim Lagern einer ausgebrannten Batterie im Wasserbad anfällt. Die Analysen hätten ergeben, dass die chemische Belastung des Löschwassers die Schweizer Grenzwerte für Industrieabwässer um das 70-fache überstieg, das Kühlwasser lag sogar bis zu 100-fach über dem Grenzwert. Es sei wichtig, dass dieses hochbelastete Wasser nicht ohne fachgerechte Vorbehandlung in die Kanalisation läuft.
Nach den Versuchen wurde der Raum von Brandsanierern dekontaminiert, so die Empa abschließend. Entnommene Proben hätten bestätigt, dass die Methoden und der Zeitaufwand auch für die Sanierung nach dem Brand eines Elektroautos ausreichen. Doch Mellert warnt vor allem 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 lösen auf ungeschützter Haut starke allergische Reaktionen aus.“ Brandsanierung nach einem Elektroauto-Feuer sei auf jeden Fall ein Job für Profis im Schutzanzug.
Quelle: ecomento.de
„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 von der Firma Amstein + Walthert Progress AG. „All diese bereits bestehenden unterirdischen Bauten werden immer häufiger auch von Elektroautos benutzt. Und die Betreiber stellen sich die Frage: Was tun, wenn solch ein Auto Feuer fängt? Welche gesundheitlichen Gefahren entstehen für meine Beschäftigten? Welche Effekte hat solch ein Brand auf den Betrieb meiner Anlage?“
Mellert entwickelte mit Unterstützung der Empa drei Versuchsszenarien. „Wir haben Test-Oberflächen im Brandraum montiert, auf denen sich der Ruß absetzte“, erklärt Martin Tuchschmid, Korrosions- und Brandschadenspezialist an der Empa. „Die Oberflächen wurden nach dem Versuch chemisch analysiert und auch mehrere Monate lang in speziellen Räumen gelagert, um möglichen Korrosionsschäden auf die Spur zu kommen.“
Szenario 1: Brand in einem geschlossenen Raum
Im ersten Szenario geht es um einen Brand in einer abgeschlossenen Parkgarage ohne mechanische Lüftung. Angenommen wurde eine Stellfläche von 28 x 28 Metern Fläche und 2,5 Metern Geschosshöhe. Ein solches Parkgeschoss hätte 2000 Kubikmeter Luftvolumen. Angenommen wird der Brand eines Kleinwagens mit einer vollgeladenen Batterie von 32 kWh Leistung. Aus Gründen der Versuchsökonomie wurde alles auf 1/8 verkleinert, in Brand gesetzt wurde also ein vollgeladenes Batteriemodul mit 4 kWh Kapazität in einem Raum mit 250 Kubikmeter Luftvolumen. Untersucht wurde, wie sich der Ruß auf Tunnelwände, Oberflächen und auf Schutzanzüge anwesender Feuerwehrleute absetzt, wie giftig die Rückstände sind und auf welche Weise sich der Brandort nach dem Ereignis reinigen lässt.
Szenario 2: Brand in einem Raum mit Sprinkleranlage
Im Szenario 2 geht es um chemische Rückstände im verwendeten Löschwasser. Der Versuchsaufbau war identisch wie in Szenario 1, der Rauch wurde aber aus der Batterie mithilfe eines Blechs unter eine Wasserdusche gelenkt, die einer Sprinkleranlage ähnelte. Das herunterregnende Rußwasser wurde in einem Auffangbecken gesammelt. Die Batterie wurde dabei nicht gelöscht, sondern brannte vollständig aus.
Szenario 3: Brand in einem Tunnel mit Ventilation
Im dritten Szenario geht es um den Effekt eines E-Auto-Brandes auf eine Lüftungsanlage: Wie weit verteilt sich der Ruß in den Abluftkanälen? Setzen sich dort Substanzen ab, die zu Korrosionsschäden führen? In dem Versuch wurde wiederum ein 4-kWh-Batteriemodul in Brand gesetzt, dieses Mal blies jedoch ein Ventilator den Rauch mit konstanter Geschwindigkeit (ca. 1,5 m/s) in einen 160 Meter langen Entlüftungstunnel. Im Abstand von 50, 100 und 150 Metern vom Brandort hatten die Forscher Bleche in den Tunnel montiert, auf dem sich der Ruß absetzte. Die chemische Zusammensetzung des Rußes und mögliche Korrosionseffekte wurden in den Labors der Empa analysiert.
Die Ergebnisse des Versuchs hat die Empa in einem Abschlussbericht (PDF) publiziert. Ein brennendes Elektroauto sei in thermischer Hinsicht nicht gefährlicher als ein brennendes Auto mit konventionellem Antrieb, sagt Mellert. „Die Schadstoffemissionen eines Fahrzeugbrands waren schon immer gefährlich und unter Umständen tödlich“, heißt es dazu im Abschlussbericht. Völlig unabhängig von der Antriebsform oder dem Energiespeicher müsse es oberstes Ziel sein, dass sich alle Personen möglichst schnell aus der Gefahrenzone begeben. Speziell die stark ätzende, toxische Flusssäure werde oft als besondere Gefahr bei brennenden Batterien diskutiert. In den drei Versuchen im Tunnel seien die Konzentrationen aber unter dem kritischen Bereich geblieben.
Das Fazit der Empa
Eine Tunnellüftung, die auf aktuellem Stand der Technik ist, komme nicht nur mit brennenden Benzinautos, sondern auch mit Elektroautos zurecht, lautet das Fazit der Empa. Erhöhte Korrosionsschäden an der Lüftungsanlage oder der Tunneleinrichtung seien aufgrund der nun vorliegenden Resultate ebenfalls nicht zu erwarten. Auch die Feuerwehren müssten aufgrund der Versuche nichts neu lernen: Sie wüßten, dass die Batterie eines Elektroautos nicht zu löschen ist und nur mit großen Mengen Wasser gekühlt werden kann. So könne das Feuer möglicherweise auf einige Batteriezellen beschränkt bleiben, ein Teil der Batterie brenne dann nicht aus. „Freilich muss ein solches, teilweise ausgebranntes Wrack in einem Wasserbecken oder einem Spezialcontainer aufbewahrt werden, damit es sich nicht neu entzünden kann. Doch das ist den Spezialisten bereits bekannt und wird auch schon geübt“, so die Forscher.
Ein Problem stelle das Lösch- und Kühlwasser dar, das beim Bekämpfen eines Elektroauto-Brandes und beim Lagern einer ausgebrannten Batterie im Wasserbad anfällt. Die Analysen hätten ergeben, dass die chemische Belastung des Löschwassers die Schweizer Grenzwerte für Industrieabwässer um das 70-fache überstieg, das Kühlwasser lag sogar bis zu 100-fach über dem Grenzwert. Es sei wichtig, dass dieses hochbelastete Wasser nicht ohne fachgerechte Vorbehandlung in die Kanalisation läuft.
Nach den Versuchen wurde der Raum von Brandsanierern dekontaminiert, so die Empa abschließend. Entnommene Proben hätten bestätigt, dass die Methoden und der Zeitaufwand auch für die Sanierung nach dem Brand eines Elektroautos ausreichen. Doch Mellert warnt vor allem 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 lösen auf ungeschützter Haut starke allergische Reaktionen aus.“ Brandsanierung nach einem Elektroauto-Feuer sei auf jeden Fall ein Job für Profis im Schutzanzug.
Quelle: ecomento.de
Gruß
Uwe
Uwe