Millionenschäden in ­E-Busdepots vermeiden

Früherkennung von Batteriebränden

Düsseldorf, Hannover, Stuttgart: Bereits drei Großbrände in Busdepots mit Sachschäden in Millionenhöhe sind Elektrobussen zuzuschreiben. Trotz dieser akuten Thematik und dem vermehrten Einsatz von elektrisch betriebenen Bussen, beruht die Installation von Brandmeldeanlagen in E-Busdepots häufig auf freiwilligen Maßnahmen der Betreiber, da die Muster-Garagenverordnung (M-GarVO) für offene Parkgaragen keine Notwendigkeit sieht.

Für das Laden von Elektrobussen gibt es unterschiedliche Konzepte. Neben der Aufladung im E-Busdepot mit Ladekabel sind auch kurze Gelegenheitsladungen über dachmontierte Stromabnehmer üblich. Ebenso werden induktive Ladestationen in letzter Zeit immer häufiger genutzt. Betreiber sollten neben dem geeigneten Ladekonzept auch ein Brandschutzkonzept erstellen, denn die Brandursachen bei der Ladeinfrastruktur können vielseitig sein: Fehlerhafte Handhabung von Verlängerungskabeln, Kabeltrommeln, Mehrfachsteckdosen sowie die Quetschung oder Abscherung von Ladekabeln. In der Ladestation können Brände durch Alterung der elektronischen Komponenten sowie bei schwierigen Umgebungsbedingungen (Feuchtigkeit, extreme Temperaturen etc.) durch einen Kurzschluss hervorgerufen werden. Ein weiteres Risiko ist Sachbeschädigung. Beispielsweise kann durch einen Zigarettenstummel in der Ladesäule ein Brand hervorgerufen werden.

Die Bordbatterie des Elektrobusses verfügt üblicherweise über eine Kapazität von 200 bis 500 kWh, was einem Gewicht von bis zu 4 t entspricht. Die Batterieblöcke mit Lithium-Ionen-Akkus sind im Dach des E-Busses verbaut. Des Weiteren ist eine große Batteriekühlanlage Bestandteil der Fahrzeuge. Überlastungen, erhöhte Temperaturen und vor allem Beschädigungen von Akkus können schnell zu Akkubränden führen. Dabei steigt mit zunehmender Speichergröße und Anzahl der Akkus die potenzielle Brandgefahr.

Überhitzung und Schäden in einer Batteriezelle führen oft zu einer Überdruckbildung durch chemische Prozesse, der Verdampfung der Elektro­lyt­flüssigkeit und zur Ausgasung. Im weiteren zeitlichen Verlauf kommt es zur Entzündung, was wiederum Reaktionen in benachbarten Batteriezellen auslöst. Dieser Vorgang wird als Thermal Runaway bezeichnet. Dabei treten giftige Rauchwolken mit hoher Schwermetallkonzentration aus und gefährden nicht nur Menschen in der Umgebung, sondern sie erschweren auch die Lösch­arbeiten der Feuerwehr. Der Flammenübersprung von einem E-Bus zum nächsten stellt dabei in Busdepots ein hohes Risiko dar. Sind die Busse dicht nebeneinander geparkt, so breitet sich der Brand durch die Hitzeentwicklung in kürzester Zeit aus. Enorme Sachschäden sind dann die Folge.

Detektion in der Frühphase des Brands

Das Ziel eines Brandschutzkonzeptes muss zunächst die möglichst frühe Detektion von Bränden sein. Abgase sowie sehr hohe oder sehr niedrige Temperaturen erschweren dabei eine zuverlässige Branddetektion im Busdepot mit konventionellen punktförmigen Brandmeldern. Der Sicherheitsspezialist Securiton Deutschland empfiehlt für solche Fälle den Einsatz spezieller Sonderbrandmeldetechnik für die Überwachung von Ladesäulen und Parkflächen. Für die Überwachung der Ladestationen empfiehlt sich die Platzierung eines Ansaugrauchmelders wie den „SecuriRAS ASD“ direkt neben der Ladesäule. Im Vergleich zu konventionellen Rauchmeldern detektieren Ansaugrauchmelder schon eine geringe Rauchkonzentration sowie die Bildung von Aerosolen in der Luft. „­SecuriRAS ASD“ kann bis um das 70-fache sensibler konfiguriert werden als ein Punktmelder und detektiert dank der Ansaugfunktion die Rauchentwicklung deutlich schneller.

Der Brand wird so bereits in der frühen Entstehungsphase detektiert und ein sofortiges Abschalten der Stromzufuhr veranlasst. Zeitgleich wird der Alarm an die Leitstelle des Kunden oder an die Feuerwehr übertragen. Um den Brand genau zu detektieren und somit einen zielgerichteten Einsatz der Rettungskräfte zu ermöglichen, sollten die Parkdepots mit weiteren Ansaugrauchmeldern und Temperatursensorkabeln versehen werden. Linienförmige Wärmemelder sind zu empfehlen, sobald schmutzige und feuchte Rahmenbedingungen mit wechselnden Temperaturen vorliegen und großflächige Bereiche überwacht werden sollen. Hier kann der „SecuriHeat ADW 535“ oder „SecuriHeat LIST“ eingesetzt werden. Der Vorteil des „LIST“-Systems liegt in der Lokalisierung. Mit den Temperatursensoren im Sensorkabel wird punktgenau angegeben, wo sich der Brandherd befindet.

Brandschutzkonzepte anpassen

Es ist zu empfehlen, dass Depots, welche noch nicht überwacht werden, dringend mit Sonderbrandmeldetechnik ausgestattet werden, um ein flächendeckendes Brandschutzkonzept sowie eine frühestmögliche Branderkennung zu ermöglichen. Auch bereits verbaute normenkonforme Brandmeldeanlagen sollten überprüft werden, ob sie in der technischen Lage sind, die neuen Gefahren durch E-Mobilität abzuwenden.

Neben der Branddetektion ist auch die Brandbekämpfung ein relevanter Bestandteil im Sicherheitskonzept von E-Busdepots. Mit einer frühzeitigen Detektion kann eine Sprinkleranlage, im Idealfall eine Hochdruck-Wassernebel-Anlage (HDWN), ausgelöst werden. Der Vorteil der HDWN-Anlage liegt in dem effizienten Wasserverbrauch und der guten Raumkühlung. Akkus müssen dauerhaft gekühlt werden, sonst wird durch die chemische Reaktion in der Batterie eine erneute Brandentwicklung angestoßen. Eine professionelle und schnelle Bergung kann für den Sach- und Personenschutz entscheidend sein. Des Weiteren sollten organisatorische Maßnahmen getroffen werden, um die Brandbekämpfung zu unterstützen. So sollten keine leichtentzündlichen Materialien in der Nähe der Ladeinfra­struktur gelagert werden. Auch der Parkabstand der Busse kann dazu beitragen, dass sich das Feuer langsamer ausbreitet. Neben den Gefahren beim Ladevorgang, stellen auch verunfallte E-Busse ein latentes Risiko dar. Oft entstehen die Brände auch erst Stunden nach kleineren Unfällen, bei denen die Ummantelung des Akkus beschädigt wurde. Die Folge ist dann oft ein zeitverzögerter Thermal Runway, der wiederum zu einem Großbrand führen kann.

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