Wie groß ist das Brandrisiko von Elektrofahrzeugen?

In dem Maße, in dem Elektroautos auf den Straßen an Bedeutung gewinnen, wächst auch die Aufmerksamkeit für mögliche Sicherheitsbedenken, die mit dieser neuen Technologie verbunden sind.

Eines der größten Probleme bei der Einführung von Elektroautos ist die Brandgefahr - oder besser gesagt, das vermeintliche Risiko von Bränden bei Elektroautos. 

Benzin- und Dieselfahrzeuge fangen immer noch Feuer (erinnern Sie sich an die Brandserie des Opel/Vauxhall Zafira vor nicht allzu langer Zeit?), aber angesichts der Tatsache, dass Elektrofahrzeuge erst vor kurzem auf den Markt kamen, geraten sie viel häufiger in die Schlagzeilen, und manchmal zu Unrecht.

Da sich die Welt an diese Art von Technologie gewöhnt und Protokolle zum Schutz vor Katastrophen eingeführt werden (zum Beispiel werden Schiffseigner zunehmend aufgefordert, ihre Schiffe gegen Autobrände zu schützen), lohnt es sich, sich mit den Statistiken zu befassen, warum diese Brände so viel Aufmerksamkeit erregen, wie Feuerwehrleute damit umgehen und was das für Sie bedeutet.

Erste Frage: Gibt es häufig Brände in Elektroautos?

Brände von Elektroautos sind keine Seltenheit. Die in den letzten Jahren gesammelten Daten deuten darauf hin, dass Brände von Elektrofahrzeugen viel seltener sind als Brände von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. 

Nach Angaben der schwedischen Behörde für sozialen Schutz und Vorsorge sind von den durchschnittlich 3400 Fahrzeugbränden, die jedes Jahr in Schweden auftreten, nur 0,4 % Elektroautos und 1,5 % Hybridautos.

Nach Angaben der London Assembly und der Greater London Authority wurden im Jahr 2023 493 Benzinautos in Brand gesetzt, verglichen mit 138 Dieselfahrzeugen und nur 7 batteriebetriebenen Elektroautos.

Nach Angaben von Honeywell Safety and Productivity Solutions standen 239 Brände, die zwischen Juli 2022 und Juni 2023 in Großbritannien registriert wurden, im Zusammenhang mit E-Fahrzeugen. Dies ist zwar ein Anstieg von 83 % im Vergleich zum Vorjahr, aber es ist wichtig zu wissen, dass die Zahl mit der zunehmenden Präsenz von E-Fahrzeugen auf unseren Straßen gestiegen ist.

Nach Angaben des Bedfordshire Fire and Rescue Service wurden im Jahr 2019 in der Grafschaft 1898 Brände durch Benzin- und Dieselfahrzeuge verursacht. Nur 54 waren auf Elektrofahrzeuge zurückzuführen.

Eine weitere Studie der schwedischen Katastrophenschutzbehörde ergab, dass E-Fahrzeuge 20-mal seltener in Brand geraten als ICE-Fahrzeuge.

Eine weitere Studie dieser Agentur und eines amerikanischen Versicherers ergab, dass nur 25 von 100.000 Elektrofahrzeugen einen Brandschaden erleiden.

Im Vergleich dazu kommt es bei 1530 von 100.000 Verbrennungsmotoren zu einem Brand, und bei Hybridfahrzeugen ist das Risiko mit 3475 von 100.000​​​ deutlich höher.

Zweite Frage: Warum erregen die Brände in Elektroautos so viel Aufmerksamkeit?

Brände von Elektroautos erregen aus vielen Gründen erhöhte Aufmerksamkeit. Erstens ist die Technologie neu und berichtenswert.

Das eigentliche Problem bei Bränden in Elektroautos ist jedoch, dass sie aufgrund ihrer komplexen Chemie, bei der eine große Lithium-Ionen-Batterie zum Einsatz kommt, bemerkenswert schwer zu löschen sind.

Ein thermisches Durchgehen tritt auf, wenn eine EV-Batterie Feuer fängt, indem eine Batteriezelle kurzgeschlossen wird und sich auf gefährliche Werte erwärmt. Dies kann zu einer Art Dominoeffekt führen, was bedeutet, dass andere Zellen im Akkupack denselben Prozess durchlaufen.

Nach Angaben des Bedfordshire Fire and Rescue Service entstehen bei einem Brand in einem Elektrofahrzeug über 100 organische Chemikalien. Einige der Gase sind sehr giftig, insbesondere Blausäure und Kohlenmonoxid.

Außerdem brennen sie extrem heiß und sind schwer zu kühlen. Nach Angaben des australischen Unternehmens EV Firesafe sind bis zu 10.000 Liter Wasser nötig, um ein Feuer in einem Elektrofahrzeug zu löschen.

Brände in Elektroautos sind schwer zu löschen, weil es oft schwierig ist, an die Batterie heranzukommen und kühles Wasser auf die Problemzelle zu bringen. Man denkt, der Brand sei gelöscht, und dann bricht er Stunden, Tage oder sogar Wochen später wieder aus.

Daher ist es kein Wunder, dass sich die Menschen Sorgen über Brände in Elektroautos machen, nicht zuletzt diejenigen, die sie löschen müssen.

Wie gehen die Einsatzkräfte mit EV-Bränden um?

Die Feuerwehren entwickeln neue Strategien für den Umgang mit Bränden in Elektroautos.

Die Feuerwehr und der Rettungsdienst von Bedfordshire haben beispielsweise angekündigt, dass nach einem Unfall, einer Kollision oder einem Brand, in den ein Elektrofahrzeug verwickelt ist, "eines unserer Feuerwehrfahrzeuge dem Abschleppfahrzeug bis zur Entladestelle auf ihrem Hof folgen wird, um bei eventuellen Bränden zu helfen".

Darüber hinaus hat das Unternehmen ein System entwickelt, mit dem die Feuerwehr erkennen kann, welches Modell eines Elektrofahrzeugs in einen Vorfall verwickelt ist und wo sich dessen Batterie und Trennschalter befinden.

Experten sind sich uneinig darüber, wie man einen Brand in einem Elektrofahrzeug am besten bekämpft, aber im Allgemeinen sind große Mengen Wasser zur Kühlung des Akkus (auch wenn dies nicht verhindert, dass das Feuer erneut ausbricht), eine Löschdecke zur Unterdrückung der Flammen und Atemschutzgeräte für die Feuerwehrleute, um sie vor der giftigen Dampfwolke zu schützen, der Standardansatz. Entweder das oder man lässt das Feuer einfach ausbrennen.

Der Versuch, das Feuer mit Inertgasen zu ersticken, ist unwirksam, da es sich um einen chemischen Brand handelt, der keinen Sauerstoff benötigt. In der Zwischenzeit muss die Umgebung auf weggeworfene Batteriezellen überprüft werden, die durch eine Explosion aus dem Akkupack geschleudert worden sein könnten und sich später selbst entzünden könnten.

Nach der Eindämmung muss das ausgebrannte Elektrofahrzeug entfernt und auf einem Gelände abgelegt werden, das von Gebäuden und anderen Fahrzeugen entfernt ist. (Etwa 25 % der Schrottplatzbrände werden durch verbrauchte Lithium-Ionen-Batterien verursacht).

Zu den radikaleren Maßnahmen gehört das Eintauchen des Fahrzeugs in Wasser, allerdings nicht in Meerwasser, weil dabei Chlorgas freigesetzt werden könnte.

Bedeutet das Brandrisiko, dass Elektroautos unsicher sind?

Paul Christensen, Professor für reine und angewandte Elektrochemie an der Universität Newcastle und leitender Berater des National Fire Chiefs Council, ist jedoch bestrebt, die Befürchtungen hinsichtlich der Brandsicherheit von Elektroautos zu zerstreuen, insbesondere angesichts der Vorteile, die diese Technologie bietet.

"Als jemand, der Nissan beim Aufbau seines Batteriewerks unterstützt hat, würde ich, wenn ich es mir leisten könnte, morgen einen Nissan Leaf haben", sagt er. "Wir müssen uns keine Sorgen über die geringe Anzahl von Bränden bei Elektrofahrzeugen machen, aber wir müssen uns dessen bewusst sein.

"Eine Lithium-Ionen-Batterie speichert eine enorme Energiemenge auf kleinstem Raum. Seit 2008 hat die Einführung solcher Batterien unsere Einschätzung ihrer Risiken überholt. Wir haben einen Nachholbedarf, aber wir werden es schaffen.

Im Rahmen seiner Kampagne zur Verbesserung des Risikobewusstseins von Ersthelfern bei Bränden hat Christensen bisher bei 30 der 50 britischen Feuerwehren sowie bei Feuerwehren in Europa, Australien und Neuseeland Vorträge gehalten.

Er beginnt jeden Vortrag mit der Beschreibung des Aufbaus einer Lithium-Ionen-Batteriezelle. Ein Stück Aluminium, die sogenannte Kathode, ist mit einer Mischmetalloxid-Tinte beschichtet.

Daneben befindet sich ein mit Graphit beschichtetes Kupferstück, die Anode. Dazwischen befindet sich ein zerbrechlicher, perforierter Kunststoffseparator, der mit einem organischen Lösungsmittel getränkt ist, das eine geringe Menge an Zusatzstoffen enthält, deren Identität leider nur dem Zellenhersteller bekannt ist.

Je nachdem, ob die Batterie geladen oder entladen wird, bewegen sich die Lithium-Ionen entweder von der Kathode oder der Anode weg oder dorthin.

Dann verpasst der Professor seinen Feuerwehrleuten den ersten Schock. Voll ist eine Zelle mit 4,2 V geladen, aber selbst wenn sie leer ist, hat sie noch 2,5 V. Ein Nissan Leaf hat etwa 192 Zellen in 24 Modulen und ein Tesla Model S mehr als 7000 in 16 Modulen. Das ist eine Menge Energie, wenn die Stromanzeige des Autos anzeigt, dass es keine hat.

Voll oder "leer" - die Gefahr, dass diese Energie unkontrolliert entweicht, führt nach Ansicht einiger Wissenschaftler zu einem "thermischen Durchgehen", bei dem Hitze und Gase noch höhere Temperaturen und noch mehr Gase, einschließlich Wasserstoff und Sauerstoff, in einer sich selbst erfüllenden Schleife anheizen, bis die Zellen anfangen zu brennen und platzen.

Es entsteht eine giftige Dampfwolke, die die Gefahr einer Verpuffung mit sich bringt. Wenn der thermische Durchschlag erst einmal begonnen hat, kann ihn kein Batteriemanagementsystem oder Schutzschalter mehr aufhalten.

"Ein Batteriebrand kann kontrolliert, aber nicht gelöscht werden", sagt Christensen.

In Tests hat er gezeigt, wie ein durchlöchertes oder anderweitig beschädigtes Akkupaket, etwa bei einem Unfall, Feuer fangen kann. "Wenn das Batteriegehäuse eines Elektroautos verbeult ist, muss man davon ausgehen, dass es gefährlich ist", sagt er.

Es ist bekannt, dass Akkus durch Überhitzung und während des Ladens Feuer fangen. Noch besorgniserregender ist, dass ein Batteriebrand spontan ausbrechen kann, wobei die Verunreinigung auch nur einer einzigen Zelle während der Herstellung eine mögliche Erklärung ist.

"Selbst bei den erfahrensten und sorgfältigsten Herstellern gibt es fehlerhafte elektrische Zellen, die ihre sehr sorgfältigen Qualitätskontrollsysteme durchlaufen", sagt Christensen.

Eine Batterieflamme ist wie eine Lötlampe, die alles, was sich ihr in den Weg stellt, schnell entzündet. Deshalb fordert Christensen, dass Stadtverwaltungen und andere Organisationen die Sicherheitsrisiken von Elektrofahrzeugen in Tiefgaragen und Busdepots, in denen Fahrzeuge nebeneinander geparkt sind, berücksichtigen.

"In Deutschland sind in den letzten etwa sechs Monaten drei Busdepots in Flammen aufgegangen", sagt er. "Tunnel, Fähren, Parkplätze, Frachtschiffe, auf denen E-Fahrzeuge transportiert werden - alle Orte, an denen Elektrofahrzeuge anzutreffen sind, sollten als Sicherheitsrisiko betrachtet und die entsprechenden Maßnahmen ergriffen werden.

Er ist auch besorgt darüber, dass Oldtimer für den Betrieb mit gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien umgebaut werden. "Niemand weiß wirklich, wie sicher gebrauchte Lithium-Ionen-Batterien sind, und es wurde noch kein Standardtest entwickelt, der es uns sagen könnte", sagt er.

"Einige Batterien kommen wieder auf den Markt, nachdem sie in illegalen Chop Shops entnommen wurden. Wie sicher sind sie? Es wird viel über die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien geforscht, aber alle müssen sich vernetzen, denn im Moment befinden wir uns am Ende einer sehr steilen Lernkurve."

Für brennende oder brenngefährdete Elektroautos hat die Feuerwehr im dänischen Kopenhagen eine auf einem Lkw montierte Fahrzeugrückhaltelösung entwickelt (siehe Bild).

Der schwelende EV wird in den Container gesenkt, der dann wie ein Kübel auf einen Pritschenwagen gehoben wird. Über Düsen im Boden und an den Seiten des Containers kann Wasser hineingepumpt werden. Wenn er voll ist, werden der Container und das Auto zu einem sicheren Lagerplatz gebracht und dort unter Umständen wochenlang abgestellt, bis das Fahrzeug keine Gefahr mehr darstellt. Wenn alles in Ordnung ist, wird das Wasser gefiltert und für die sichere Entsorgung aufbereitet.