[mysteryy]

Wenn sie entflammen, setzen Batterien hochgiftige Metallstäube frei. Gut belüftete Strassentunnel können diese abführen, zeigt eine Studie. Neue Gefahren drohen jedoch in Tiefgaragen.

Ladestationen für Elektroautos werden in Tiefgaragen oft an brandgefährlichen Stellen platziert. Foto: Alamy Stock Photo

Mitte Mai ereignete sich vor dem Nordportal des Monte-Ceneri-Tunnels ein folgenschwerer Unfall. Ein Tesla S kollidierte mit der Leitplanke, die Batterie des Elektroautos fing Feuer, das Fahrzeug brannte aus, der 48-jährige Fahrer aus Deutschland starb. Rund ein Dutzend ähnliche Ereignisse mit brennenden Elektroautos hatte es in den letzten Jahren rund um den Globus gegeben. Noch ereignete sich kein Batteriebrand in einem Tunnel oder in einer Tiefgarage. Aber es ist nur eine Frage der Zeit, bis auch das geschieht.

Ein entsprechendes Ereignis vorweggenommen haben Forscher nun in einem internationalen Forschungsprojekt des Bundesamts für Strassen (Astra). Als Schauplatz diente ein weltweit einzigartiger Tunnel: der Versuchsstollen Hagerbach in Flums SG. «Die Belüftung und die Ausmasse des Stollens lassen realitätsgetreue Experimente zu», sagt der Studienleiter Lars Derek Mellert vom Ingenieurbüro Amstein + Walthert in Zürich. «Wir wollten wissen, ob Elektrofahrzeuge aufgrund ihrer Batterien im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen zu einer *erhöhten Brandgefährdung in Strassentunneln führen.» Die kurze Antwort: Für Tunnelnutzer wird sich die Gefährdungs*situation kaum verändern. In schlecht belüfteten Tiefga*ragen entstehen jedoch neue *Gefahren.

Stärkere chemische Gefährdung für Personen

Beim Tunnelexperiment kamen in der Schweiz für Elektroautos zugelassene Batterien zum Einsatz. Unter normalen Betriebsbedingungen sind Lithium-Ionen-Akkus ausreichend vor einer spontanen Brandentwicklung geschützt. «Daher ist bei Elektroautos generell nicht häufiger mit Bränden zu rechnen als bei herkömmlichen Fahrzeugen», sagt Mellert. Die Batterien fangen in der Regel nur dann Feuer, wenn ein Fabrikationsfehler vorliegt oder die Batterie durch einen Unfall beschädigt wird. Dann kann eine sich selbst verstärkende Reaktion beginnen, das sogenannte thermische Durchgehen. Dabei gerät die Batterie schlagartig in Brand. Auch durch eine falsche Handhabung während des Ladevorgangs kann es zu einem thermischen Durchgehen kommen.

Für das Experiment haben die Forscher die Lithium-Ionen-Batterien im Versuchsstollen platziert und auf vier verschiedene Arten beschädigt: durch Penetration mit einem keilförmigen Gegenstand, durch einen stumpfen Schlag, durch einen zentralen Durchschuss und durch Erhitzung mit einem Feuer. «Die Beschädigung führte in allen Fällen zu einem thermischen Durchgehen», sagt Mellert. In allen vier Fällen war es also möglich, einen augenblicklichen und unkontrollierbaren Totalbrand der Batterie auszulösen.

Was die dabei freigesetzten Stoffe betrifft, konzentrierten sich Studien bislang auf Fluorwasserstoff, ein farbloses, hochgiftiges Gas mit stechendem Geruch. In Kontakt mit Wasser, etwa beim Löschvorgang, reagiert es zu Flusssäure, die ebenfalls äusserst giftig ist. Im aktuellen Experiment haben die Forscher umfassender analysiert und auch Staubemissionen detektiert. «Die Schadstoffanalysen deuten auf kritische Konzentrationen der beiden Schwermetalle Kobalt und Mangan sowie von Lithium in Form von Aerosolen hin», sagt Mellert. Beispielsweise würden bei einem typischen Batteriebrand vier Kilogramm Kobalt frei. «Diese Schadstoffe sind sowohl für Menschen als auch für die Umwelt toxisch.» Das heisst: In unmittelbarer Nähe zu einer brennenden Batterie und bei einer ungünstigen Lüftungssituation führen Elektrofahrzeugbrände zu neuen und potenziell stärkeren chemischen Gefährdungen für Personen, als es bei konventionellen Fahrzeugbränden der Fall ist.

Insbesondere für schlecht belüftete Tiefgaragen entstehen somit neue Gefahren. Dort sind Batteriebrände am ehesten durch Fehler beim Ladevorgang zu erwarten. Tatsächlich gibt es laut Mellert mehr Brände beim Laden als durch Crashs in eine Leitplanke. «Oft sind die Ladestationen in Tiefgaragen an den ungünstigsten Stellen platziert, etwa bei der Zuluft.» So würden die giftigen Gase und Dämpfe in die Tiefgarage geleitet statt abgeführt, und könnten die für Menschen kritischen Schwellenwerte überschreiten. Die in Tiefgaragen häufig erschwerten Flucht- oder Rettungsmöglichkeiten würden die Situation zusätzlich verschärfen.

Anders ist die Situation im Strassentunnel: Dort wird sich die Gefährdungssituation kaum verändern. Einerseits können sich Personen meist rasch in Sicherheit bringen. Andererseits zeigen die Messungen, dass ein normgemäss ausgerüsteter Tunnel die beim Brand eines Elektroautos austretenden Schadstoffe dank ausreichender Belüftung abführen kann. «Tunnel sind auf den Brand eines Tanklastwagens ausgelegt», sagt Mellert. «Ein einzelnes brennendes Elektroauto stellt daher kein Problem dar. Es deutet somit nichts darauf hin, dass sich die Gefährdungssituation in normgerechten Strassentunneln durch die zunehmende Elektromobilität verschlechtern wird. Wir empfehlen deshalb auch keine technischen Anpassungen.»

Die Feuerwehr weiss laut Mellert bereits sehr gut, wie sie mit dem Brand von Elektroautos umzugehen hat. Im Vergleich mit dem Brand eines konventionellen Fahrzeugs braucht es in der Regel deutlich mehr Wasser, um die Batterie zu kühlen. «Es ist ein Mythos, dass sich Feuerwehrleute wegen eines drohenden Stromschlags vor Elektroautobränden fürchten», sagt Mellert.

Zündfähige Gemische durch Bildung von Wasserstoff

Eine Gefahr müssen die Feuerwehrleute jedoch beachten: Bei der Reaktion von Wasser mit dem in den Batterien eingelagerten Lithium kann Wasserstoff entstehen, der mit der Umgebungsluft zündfähige Gemische bilden kann. Diese Gefahr werde sich für Feuerwehren aber weniger in gut belüfteten Tunneln manifestieren als vielmehr in Parkhäusern und Tiefgaragen.

Laut Batterieexperte Marcel Held von der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt ist die Studie «sehr wichtig und sehr gut gemacht». Die Messungen wurden jedoch ausschliesslich in einer Tunnelsituation durchgeführt. Wie genau sich der Brand eines Elektroautos in Tiefgaragen auswirke, zeige die Studie nicht. Da liessen sich allenfalls qualitative Schlüsse ziehen. Daher bestehe noch Forschungsbedarf. Unklar ist auch, welche Gefährdung der Niederschlag der bei Batteriebränden entstehenden Metallstäube darstellt. Die Infrastruktur in Tunneln und Tiefgaragen sowie das Löschwasser können damit kontaminiert werden. «Wir wollen nochmals in den Versuchsstollen *zurück und prüfen, ob auch *Monate nach dem Experiment Kobalt und andere Schwermetalle nachzuweisen sind», sagt *Mellert. «Zudem wollen wir die Betreiber von unterirdischen Verkehrsinfrastrukturen für die Veränderung der Gefährdungssituation durch die Elektromobilität sensibilisieren.» Denn eines sei klar: Bei Tiefgaragen brauche es Nachbesserungen, sobald sich Elektroautos weiter verbreiten. «Dort ist die Sicherheitstechnik noch nicht für die neuen Gefahren ausgelegt.»

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[Caplan]

Irgendwo im Web gibt es dazu mittlerweile die kuriosesten Loeschaktionen.
So wurde ein E-Fahrzeug am Ende, als es sich partout nicht loeschen liess, weil es immer wieder selbstentflammte, kurzerhand in einen Container voller Wasser gestopft, damit nach ~ 1ner Woche endlich Ruhe ist.


Beispiele dazu auch bei youtube zu finden
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Man sollte eine Verordnung erlassen, dass alle Tiefgargagen flutfaehig werden.

Ergo, der E-Antrieb wird nicht das Problem sein, sondern weiterhin die fragile Energieerzeugung oder Speicherung

[dieterthehaack]

Fahrende BrandBomben, mit staatlichen Mitteln bezahlt. Toll. Und im Flieger beim bloßen internationalen Transport wird um Miniausführungen ein Riesenzirkus veranstaltet?

Zitat von Caplan

Irgendwo im Web gibt es dazu mittlerweile die kuriosesten Loeschaktionen.

So was machen Leute gerne, die auch ihren Hamster in der Mikrowelle trocknen. Wo einfachstes Basiswissen fehlt, passieren traurige Sachen.

[parlheinz]

Seit vielen Jahren ist bekannt, dass durch den Einsatz von Lithium-Zellen bzw. Batterien eine neue Gefärdungssituation entstanden ist. Lithium und seine Verbindungen sind heftig reagierend, mit den weitern Inhaltsstoffen eines solchen Energiespeichers stark brennbar bis explosiv. Diese Gefahren können schlimme Folgen bei Unfällen haben (bei mechan. Zerstörung) und bestehen natürlich auch in der Tiefgarage oder einem Tunnel oder beim Ladevorgang oder thermischer Einwirkung oder sonst wo. In Fachkreisen war das immer bekannt und nun beschäftigen sich also die Forscher mit dem Thema.

Warum ändert man nicht einfach die Verkehrspolitik, lädt Waren oder ganze LKWs einfach auf die Schiene und nutzt die elektrische Traktion, an der alle angeblich so sehr interessiert sind. Das Schienennetz ist samt Oberleitungen und Fahrzeugen vorhanden, Ökostrom angeblich auch. Also was hindert uns daran, es einfach zu tun?? Die Forscher könnten sich dann darum kümmern, wie man das logistisch in den Griff bekommt und für die Umwelt wäre es ein Segen.

[Caplan]

Das ist ein sehnlicher wunsch, jedoch funktioniert dieser mit den heutigen auch angeblich aus der Gesellschaft geforderten Lieferfristen nicht mehr ueberein.
Zum einen wurden viele Strecken massiv geschrumpft und ein laster ist unabhaengig unterwegs.Touren , Ruecktouren , etc, lassen sich individuell planen , aendern und zu Unzeiten auch Nachlieferungen bestellen.
Wenn man das eine will, weil es auch Gewohnheit ist, dann muss man das andere
moegen. Wozu vbraucht man z.B prime Mitgliedschaft, nur damit es NOCH schneller geht..?!

Ich kenn noch Zeiten, da kam lediglich ein 7-12 to. LKW vorgefahren, Man zahlte ein sogeannntes Rollgeld an den Spediteur, der lediglich vom Bahnhof aus, die Waren in den naeheren Umkreis fuhr. Ein undenkbares Szenario, wo heute auf jede Millisekunde gepocht wird.

[dieterthehaack]

Zitat von parlheinz

lädt Waren oder ganze LKWs einfach auf die Schiene

In welchem Paralleluniversum ist das Schienennetz denn so gut ausgebaut, oder eine Erweiterung in weniger als zwanzig Jahren fertig? Bei uns wurde jahrelang ein Terminal für den Güterverkehr Schiene LKW geplant, und dann haben sie gemerkt dass die Trassen schon den jetzigen Verkehr (Personen + Waren) kaum noch schaffen. Gecancelt. Straße ist viel flexibler.

[parlheinz]

Ich kenne das Speditionsgeschäft mit seinen speziellen Anforderungen nicht, trotzdem halte ich es für einen Wahnsinn, was da fast täglich auf den Autobahnen abgeht. Es mag sein, dass kurze Lieferzeiten so wichtig sind, aber warum sollte man das nicht schaffen, wenn die großen Strecken einer solchen Tour auf der Schiene zurückgelegt werden? Man muss es aber ersteinmal wollen und organisatorisch hinbekommen.
Wenn man über Elektro-LKWs nachdenkt und Autobahn-Versuchstrecken mit Oberleitungen ausbauen will, dann möchte man offenbar die vorhandene Infrastruktur nicht so nutzen, wie es möglich wäre. Bei den geplanten Strecken auf der A1 und A5 handelt es sich um eine Gesamtentfernung von 13 km, wie viele und welche Elektro-LKW werden dort fahren? Über den Versuch hinaus hat es für die Umwelt auf absehbare Zeit keine Relevanz.

Dagegen dürfte das vorhandene elektrifizierte Streckennetz der Bahn in Deutschland so knappe 21.000 km betragen. Daher kommt mein Gedanke, es zu einfach nutzen, den Schadstoffausstoß des Transportgewerbes sofort und wirksam senken. Dann hat man im Sinne unserer Umwelt vielleicht die Zeit gewonnen, ein solches System mit Elektro-LKWs zu entwickeln.

Um es nochmal deutlich zu sagen: Ich bestreite nicht, dass die Straße flexibler ist, aber ich glaube auch nicht, dass es auf Dauer so weitergehen kann, wie bisher. Etwas zu verändern bedeutet eben auch, an gewissen Stellen Abstriche zu machen.

[dieterthehaack]

@parlheinz
Auch, nochmal deutlich: es gibt nicht genug Kapazität auf der Schiene, und die Bauvorschriften, der deutsche Klagehansel, Lärmschutz, und Flächenschutz macht weiteren Ausbau kurzfristig so gut wie unmöglich. Oder wie baust du die Rendburger Hochbrücke mal eben auf vierspurig um?

Wenn ich schon sehe, was bei der A7 ab Hamburg Richtung Dänemark so alles umgestrickt werden muss, Brücken, Unterführungen, alles wird breiter. Bahntrassen sind da noch deutlich schwieriger, gerade in so dicht bebautem Gebiet wie DE.

Klar wird sich was ändern müssen, aber sicher nicht so wie es uns gefallen würde. Der Elektroschwachsinn ist nur noch mehr Ressourcenverbrauch, mit dem Dreck an Stellen wo es die reichen Länder nicht mitbekommen. Bisher sind ja noch nicht mal die Fernleitungen im Bau.

[Caplan]

Unabhaengig der Bauten, ist DE auch Transitland, was den Verkehr nominal noch einmal erhoeht.
Beispiel, wenn ein franz. Autokonzern seine Teile aus dem ausgelagerten Werk in Polen bezieht, reist die ganze Fracht durch vermutl. DE.
Da der polnische Sattelzug schon billgst fahren wird, wird man zusaetzliche Kosten fuer die Schiene in die Rechnung nicht mit aufnehmen wollen.Und so gibt es ein munteres von Ost nach West von Sued nach Nord auf individuellen Routen.
Wird ansonsten vom Konsumenten auch nicht viel Bohei gemacht, wenn er mittlerweile seine Waren ueber Alibaba einfliegen laesst; denn auch er will sparen sparen sparen.

[parlheinz]

Ich zweifle kein einziges eurer Argumente an. Offensichtlich sind bei all den Schwierigkeiten auch die Möglichkeiten der Politik begrenzt. Da dürfte das Wohlergehen der Automobilindustrie eine Rolle spielen, die Arbeitslosigkeit soll nicht wegen Problemen im Speditionsgewerbe steigen - und man möchte wiedergewählt werden. Der Wettbewerb zwischen Transportunternehmen muss auch berücksichtigt werden. Und dann gibt es da noch Umweltaspekte und alles erfordert riesige Investitionen, die wiederum nicht zur schwarzen Null passen, usw. usf..

Trotzdem habe ich darauf hingewiesen, dass es ziemlich unrealistische Lösungsansätze gibt und ebenso ziemlich reale Möglichkeiten. Die Kapazität auf der Schiene hängt übrigens von vielen Faktoren ab, dass man nicht gleich eine Strecke durch weitere Gleise erweitern muss, um Verbesserungen zu erzielen.

Hier habe ich noch einen interessanten Link zur Umweltbelastung:

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