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Giftstaub in der TiefgarageNeue Risiken wegen brennenden Elektroautos

Brennt die Batterie eines Elektroautos, werden toxische Metallstäube frei. In Tiefgaragen können so Grenzwerte um den Faktor 4000 überschritten werden.

Am 12. August brach in einer Garage in Gettnau LU ein Feuer aus. Beim Löschen gab es eine Explosion. In der Garage stand ein Elektroauto. Die Brandursache ist Gegenstand von Ermittlungen.
Am 12. August brach in einer Garage in Gettnau LU ein Feuer aus. Beim Löschen gab es eine Explosion. In der Garage stand ein Elektroauto. Die Brandursache ist Gegenstand von Ermittlungen.
Polizei Luzern

Elektroautos sind deutlich weniger umweltschädlich als Autos mit Verbrennungsmotor. Das haben mehrere Analysen der gesamten Umweltbilanz gezeigt, etwa eine des Paul-Scherrer-Instituts aus dem Jahr 2018. Doch zumindest in einer Hinsicht schaffen Elektroautos neue Probleme: wenn deren Lithium-Ionen-Batterie in Flammen aufgeht.

Die Gefahren entstehen in zwei Etappen. In der «heissen Phase» ist die Bedrohung unmittelbar: Die beim Brand einer Lithium-Ionen-Batterie emittierten Schwermetallstäube aus Kobalt, Nickel und Mangan und dem Leichtmetall Lithium überschreiten in geschlossenen Räumen Konzentrationswerte, bei denen eine exponierte Person nach 30 Minuten schwere oder dauerhafte Schäden erleiden kann. Während die auf Fahrzeuggrossbrände ausgelegte Lüftung eines Strassentunnels mit den Emissionen eines brennenden Elektroautos im Allgemeinen fertig wird, können in schlecht belüfteten Tiefgaragen für Menschen problematische Situationen entstehen. Das hat ein vom Bundesamt für Strassen (Astra) unterstütztes internationales Forschungsprojekt bereits 2018 gezeigt.

Experimente in einem Versuchsstollen

Auch nach dem eigentlichen Brand, in der «kalten Phase», lauern noch Gefahren, und zwar ebenfalls durch die für Mensch und Umwelt toxischen Schwermetallemissionen der Batterie. Diese schlagen sich während und nach dem Brand in der Umgebung nieder. Wie gross die Gefahren dieser «kalten Phase» tatsächlich sind und wie damit umzugehen ist, hat nun ein internationales Forscherteam wiederum mit Unterstützung des Astra untersucht. Die Studienleitung hatte Lars Derek Mellert vom Ingenieurbüro Amstein + Walthert in Zürich. Beteiligt waren auch Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa).

Im Versuchsstollen Hagerbach in Flums SG kreierten die Forscher zwei Testumgebungen: Eine entsprach einem Strassentunnel mit grossem Volumen und Belüftung. Die zweite simulierte ein typisches Parkdeck einer nicht aktiv belüfteten Tiefgarage. Jeweils wurden typische E-Auto-Batterien in Brand gesetzt. Laut Mellert gibt es mehr Brände beim Laden als durch Crashs auf der Strasse. «Oft sind die Ladestationen in Tiefgaragen an ungünstigen Stellen platziert, etwa bei der Zuluft», sagt Mellert. So würden die giftigen Gase und Dämpfe in die Tiefgarage geleitet statt abgeführt.

Drei wesentliche Erkenntnisse haben die Forscher aus der Analyse der sich niederschlagenden Batterieemissionen gewonnen. Erstens: In Parkhäusern, Einstellhallen oder Garagen können E-Auto-Brände die Sicherheits- und Betriebsrisiken bei schlechter Belüftung erhöhen. In toxikologischer Hinsicht werden sie vor allem die Dekontaminations- und Entsorgungsarbeiten beeinflussen. «Es hat sich bestätigt, dass die Schwermetall- und Lithium-Konzentrationen in Tiefgaragen die Grenzwerte massiv überschreiten können, um bis zu einem Faktor 4000», sagt Mellert. «Vergleichsmessungen zeigen, dass sich die Kontamination bei einem verbrannten E-Auto von konventionellen Bränden unterscheidet. Diese giftigen Schwermetalle tauchen bei konventionellen Bränden schlicht nicht auf.» Gerade bei kleineren, weniger professionell betriebenen Einrichtungen wie Tiefgaragen sei das ein Problem. «Hier ist sich das Betriebspersonal der neuartigen Risiken oft nicht bewusst.»

«Die Feuerwehr muss sich dessen bewusst sein, dass es sich beim Löschen eines E-Autos um einen chemischen Einsatz handelt.»

Lars Derek Mellert, Studienleiter Ingenieurbüro Amstein + Walthert

Zweitens kann in gut belüfteten Strassentunneln praktisch ausgeschlossen werden, dass es nach dem Brand eines Elektroautos zu kritischen Kontaminationen und zu technischen Beeinträchtigungen kommt, etwa durch Korrosionsschäden. Bei grossen Strassentunneln spielt es laut Mellert daher nicht so eine grosse Rolle, ob ein Elektroauto oder ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor in Brand gerät. «Hier können wir davon ausgehen, dass fachgerecht gereinigt wird», sagt Mellert.

Problematisch ist vor allem das Kühlwasser

Drittens führen E-Auto-Brände zu Lithium- und Schwermetallkonzentrationen im Lösch- und Kühlwasser, welche die Grenzwerte für die Einleitung in die Kanalisation um ein Vielfaches überschreiten. Problematisch sei vor allem das Kühlwasser. Um ein erneutes Aufflammen der Batterie nach dem Löschen zu verhindern, wird das ausgebrannte E-Auto meist vollständig und über mehrere Tage in einen wassergefüllten Container getaucht. Dabei gelangt das Kühlwasser bis in die innersten Bereiche der Batterie. «Daher ist das Kühlwasser um Faktoren stärker verschmutzt als das Löschwasser», sagt Mellert.

Zwei dringende Forderungen leiten die Forscher aus ihrer Studie ab. «Das Löschwasser muss zwingend zurückgehalten und vor der Einleitung ins Abwasser fachgerecht vorbehandelt werden», sagt Mellert. Die Feuerwehr müsse sich also dessen bewusst sein, dass es sich beim Löschen eines E-Autos um einen chemischen Einsatz handle. Die zweite Forderung betrifft das Kühlwasser. «Beim Kühlwasser muss man aus Risikosicht davon ausgehen, dass der Container irgendwo in einer Kiesgrube steht, im schlimmsten Fall neben einem Naturschutzgebiet», sagt Mellert. «Es besteht die Gefahr, dass das Kühlwasser dort nicht fachgerecht abgelassen wird. Daher braucht es eine klare Definition, wie ein sicherer Umgang mit Kühlwasser aussieht.» Und das müsse dann auch dringend in der Praxis umgesetzt werden.