Brandschutz beim Umgang mit Lithium-Batterien

Lithium-Batterien sind aus modernen Anwendungen nicht mehr wegzudenken. Sie treiben die Verkehrswende voran, sichern die Energieversorgung und sind fester Bestandteil unseres Alltags. Ob Smartphone, Laptop, Elektrowerkzeug oder stationärer Energiespeicher – überall kommen leistungsfähige Lithium-Batterien mit hoher Energiedichte zum Einsatz.

Mit steigender Leistungsdichte und zunehmenden Stückzahlen wächst jedoch auch das Brand- und Gefährdungspotenzial. Insbesondere beim Umgang mit großen Batteriemengen, hohen Ladeleistungen oder gebrauchten Batterien sind spezielle brandschutztechnische Konzepte erforderlich.

Typische Anwendungsbereiche von Lithium-Batterien mit erhöhtem Risikopotenzial sind unter anderem:

  • Automobilindustrie, Werkstätten und Ladeinfrastruktur
  • Stationäre Batteriespeicheranlagen (z. B. in Verbindung mit erneuerbaren Energien)
  • Logistikzentren und Umschlagplätze
  • Recycling-, Entsorgungs- und Wertstoffaufbereitungsbetriebe

Besonderes Brandverhalten von Lithium-Batterien

Im Brandfall können Lithium-Batterien einen sogenannten Thermal Runaway (thermisches Durchgehen) entwickeln. Dabei wird die in der Batteriezelle gespeicherte elektrische Energie innerhalb kurzer Zeit in Wärme umgesetzt.

Die freigesetzte Wärme kann benachbarte Zellen thermisch aktivieren, sodass diese ebenfalls durchgehen. Diese Kettenreaktion („Propagation“) kann zum Brand ganzer Module oder Batteriesysteme führen – häufig begleitet von:

  • sehr hohen Temperaturen
  • schnellen Brandausbreitungen
  • toxischen und brennbaren Rauch- und Venting-Gasen

Aufgrund dieses charakteristischen Brandverhaltens stellen Lithium-Batterien besondere Anforderungen an Prävention, Detektion, Löschtechnik und Havarie-Management.

Typische Anwendungsbereiche 

Batteriespeicheranlagen

Stationäre Batteriespeicher dienen der Speicherung und bedarfsgerechten Abgabe elektrischer Energie – etwa zur Netzstabilisierung, Spitzenlastabdeckung oder zur Zwischenspeicherung erneuerbarer Energien (Wind, Photovoltaik).

Charakteristisch sind:

  • mehrere Batteriesysteme mit sehr hoher Leistung auf engem Raum,
  • teilweise der Einsatz von Second-Life-Batterien,
  • Aufstellung in Technikräumen ohne dauerhafte Personenanwesenheit.

Das Schutzziel liegt hier in der Regel im Sachwertschutz sowie – je nach Nutzung – in der Sicherstellung der Anlagenverfügbarkeit. Mechanische oder thermische Belastungen treten im Normalbetrieb kaum auf, dafür steht die elektrische Belastung durch Lade- und Entladevorgänge im Fokus der Risikobewertung.

Lager und Logistik

In Logistikzentren und Umschlagplätzen werden Lithium-Batterien in unterschiedlichsten Bauformen und Leistungsklassen gelagert und bewegt.

Unterschieden wird unter anderem nach:

  • Art der Lagerung (Block-, Regal-, manuell oder automatisiert)
  • Art der Lagergüter (Zellen, Module, Batteriesysteme, Batterien in Geräten)
  • Größe, Kapazität und Verpackung der Batterien

Eine Lagerung als Gefahrstoff ist nach TRGS 510 in der Regel ausgeschlossen. Dennoch bestehen erhebliche Brandrisiken, die sowohl bauordnungsrechtlich als auch aus Sicht der Versicherungswirtschaft relevant sind.

Schutzkonzepte werden daher risikobasiert entwickelt und umfassen typischerweise:

  • bauliche Abtrennungen und Lagerabschnittsbildung
  • frühzeitige Detektion kritischer Ereignisse
  • angepasste Löschtechnik
  • Havarie- und Notfallkonzepte für defekte Batterien

Auch Themen wie Rauch- und Gasabführung sowie Explosionsschutz können eine Rolle spielen.

Lithium-Batterien in Entsorgung und Recycling

Im Entsorgungs- und Recyclingbereich ist das Gefährdungspotenzial besonders hoch. Häufig handelt es sich um:

  • Batterien am Ende ihres Lebenszyklus
  • beschädigte oder kritisch defekte Batterien
  • unsachgemäß entsorgte Batterien (Fehlwürfe)

Mechanische Beanspruchungen in Sortier-, Zerkleinerungs- und Aufbereitungsanlagen können zum unkontrollierten Thermal Runaway führen. Gleichzeitig stellen große Abfallmengen eine erhebliche Brandlast dar.

Wirksame Schutzkonzepte zielen darauf ab:

  • falsch entsorgte Batterien frühzeitig zu erkennen und auszusortieren
  • durchgehende Batterien schnell zu detektieren und abzulöschen
  • Brandereignisse lokal zu begrenzen und betroffene Abfälle sicher abzutrennen

Weitere relevante Einsatzbereiche

  • Verkehrsanlagen und Ladeinfrastruktur
  • Lager für akkubetriebene Kleingeräte
  • Verkaufs-, Werkstatt- und Lagerräume für E-Bikes und E-Scooter
  • Autohäuser und Kfz-Werkstätten

 

In diesem Zusammenhang erbringen wir für Sie über verschiedene Leistungsphasen (LP) der Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (HOAI) hinweg und darüber hinaus u. a. folgende Dienstleistungen:

Brandschutztechnische Beratung in der Vor- und Entwurfsplanung (LP 2 und 3)

Bereits in der Vor- und Entwurfsplanung kann eine brandschutztechnische Beratung erfolgen, um die Belange des Brandschutzes möglichst frühzeitig in der Planung berücksichtigen zu können. Es erfolgt eine erste Einschätzung der bauordnungsrechtlich und gefahrstoffrechtlich erforderlichen brandschutztechnischen Maßnahmen.

Erstellung von Brandschutzkonzeptionen in der Genehmigungsplanung (LP 4)

Unter Berücksichtigung bauordnungsrechtlich und gefahrstoffrechtlich brandschutztechnischer Anforderungen erstellen wir Brandschutznachweise, Brandschutzkonzepte, brandschutztechnische Stellungnahmen, brandschutztechnische Grobkonzepte etc.

Brandschutztechnische Beratung in der Ausführungsplanung (LP 5)

Wir unterstützen bei dem Abgleich der Anforderungen aus dem Brandschutznachweis (i. d. R. Brandschutzkonzept) sowie der Genehmigung mit den Ergebnissen der Ausführungsplanung zur Vermeidung unnötiger iterativer Planungsschritte.

Fachbauleitung Brandschutz in der Objektüberwachung (Bauüberwachung und Dokumentation, LP 8)

Wir überprüfen die fachgerechte Installation erforderlicher Brandschutzeinrichtungen bzw. die Einhaltung maßgeblicher Vorschriften, um kostenintensive Nachrüstungen bereits im Vorfeld zu vermeiden.

Gestellung von Brandschutzbeauftragten

Unsere Brandschutzbeauftragten führen regelmäßige Begehungen vor Ort durch, um die Umsetzung der Brandschutzanforderungen im laufenden Betrieb zu überprüfen und den Betreiber bei der Umsetzung zu beraten.

Erstellung von Gefahrenabwehrplänen
  • Flucht- und Rettungspläne gemäß ASR A2.3 und DIN ISO 23601
  • Feuerwehrpläne gemäß DIN 14095
  • Brandschutzordnungen nach DIN 14096
Brandschutztechnische Überprüfung von Havarie-Konzepten

Zur Evakuierung havarierender Batterien aus Ihrem Lager unterstützen wir bei der Erstellung von Havarie-Konzepten

Durchführung von Brandversuchen

In enger Zusammenarbeit mit unserer Konzern-Schwester TÜV NORD Systems können Brandschutzmaßnahmen in Sonderbrandversuchen praktisch getestet werden. In einem unterirdischen Brandstollen mit Rauchgasreinigungsanlage können Brandversuche von bis zu 30 MW durchgeführt werden. Neben standardisierten Versuchen (Nail Penetrations Test, Abuse Tests) werden auch individuelle Prüfleistungen durchgeführt. Ihr individuelles brandschutztechnisches Sicherheitskonzept kann somit in Real-Scale Brandversuchen validiert werden. 

Konformitätsvorprüfung nach AwSV zu den Anforderungen für die Errichtung von Batteriegroßspeichern

Neben der reinen Brandschutztechnischen Betrachtung überprüfen wir Ihr Bauvorhaben auf Konformität zum WHG und zur AwSV

Prüfungen von technischen Anlagen und Einrichtungen

Prüfungen von technischen Anlagen und Einrichtungen

In enger Zusammenarbeit mit unserer Konzern-Schwester TÜV NORD System erhalten Sie Prüfungen von technischen Anlagen und Einrichtungen (z.B. Löschanlagen, Brandmeldeanlagen, Lüftungsanlagen, Rauchabzugsanlagen, elektrische Anlagen).