Wenn der Akku zum Brandrisiko wird

Was bei einem Batterieereignis an einer Rücknahmestelle passieren kann – und warum wirksamer Brandschutz bereits lange vorher beginnt

Die allermeisten zurückgegebenen Elektrogeräte und Batterien verursachen während der Sammlung und Zwischenlagerung keinerlei Zwischenfall. Für den vorbeugenden Brandschutz ist jedoch gerade der Fall relevant, der vom normalen Ablauf abweicht.

Was passiert, wenn sich eine einzelne Lithium-Ionen-Batterie innerhalb einer Rücknahmestelle plötzlich stark erwärmt? Was, wenn Rauch, heiße Gase oder Flammen entstehen? Bleibt das Ereignis auf ein einzelnes Gerät begrenzt – oder werden weitere Batterien und Materialien in der Umgebung thermisch beaufschlagt? Die möglichen Verläufe können sehr unterschiedlich sein.

Entscheidend ist deshalb nicht nur die Frage, wie wahrscheinlich ein Batterieereignis ist, sondern auch, welche Auswirkungen es unter den jeweiligen Bedingungen haben kann. Genau hier beginnt vorbeugender Brandschutz.

Wenn aus einer einzelnen Batteriezelle ein Ereignis wird

Lithium-Ionen-Batterien speichern vergleichsweise große Energiemengen auf kleinem Raum. Im normalen Betrieb geschieht dies sicher und kontrolliert. Kommt es jedoch innerhalb einer Batteriezelle zu einem kritischen Defekt, kann sich die Zelle stark erwärmen. Unter bestimmten Bedingungen kann daraus ein sich selbst verstärkender thermischer Prozess entstehen – der sogenannte Thermal Runaway.

Dabei können innerhalb kurzer Zeit hohe Temperaturen entstehen. Abhängig von Zelltyp, Ladezustand und Schadensverlauf können unter anderem heiße Gase, Rauch, Funken, Flammen oder heiße Bestandteile freigesetzt werden. Für die Betrachtung einer Rücknahmestelle ist jedoch noch etwas anderes entscheidend:

Was passiert anschließend mit der freigesetzten Wärme und Energie?

Denn der Defekt einer einzelnen Batterie muss nicht zwangsläufig zu einem größeren Brandereignis führen. Die Umgebung und die vorhandenen Schutzmaßnahmen können erheblichen Einfluss darauf haben, wie sich ein Ereignis weiterentwickelt.

Ein Ausgangspunkt – unterschiedliche Folgen

Betrachten wir eine alltägliche Situation:
In einer Rücknahmestelle befinden sich verschiedene ausgediente elektronische Kleingeräte. Darunter Smartphones, E-Zigaretten, Powerbanks oder andere Geräte mit Lithium-Ionen-Batterien. Eine einzelne Batteriezelle entwickelt einen internen Defekt und geht thermisch durch. Der Ausgangspunkt ist immer derselbe. Der weitere Verlauf kann jedoch sehr unterschiedlich aussehen.

Best Case: Das Ereignis bleibt lokal begrenzt
Im günstigsten Fall bleibt das Ereignis auf die unmittelbar betroffene Batterie beziehungsweise das Gerät beschränkt. Die entstehende Wärme und mögliche Flammen erreichen keine leicht entzündlichen Materialien. Weitere Batterien werden nicht ausreichend thermisch belastet, um ebenfalls kritisch zu reagieren. Die Rücknahmestelle befindet sich an einem geeigneten Standort und das verwendete Sammelsystem ist darauf ausgelegt, die möglichen Auswirkungen eines Batterieereignisses zu begrenzen.

Während der Öffnungszeiten wird die Situation frühzeitig bemerkt. Mitarbeiter kennen die vorgesehenen Abläufe und können entsprechend der betrieblichen Vorgaben reagieren. Aus einem technischen Defekt entsteht damit zwar ein Zwischenfall – aber möglichst kein größerer Brand.

Das Batterieereignis selbst konnte nicht verhindert werden. Seine Auswirkungen konnten jedoch begrenzt bleiben.

Genau darin liegt ein wesentliches Ziel vorbeugender Brandschutzmaßnahmen.

Wenn aus dem Batterieereignis ein größerer Zwischenfall wird

Nun verändern wir lediglich einige Rahmenbedingungen.
Wieder geht eine einzelne Batteriezelle innerhalb der Sammlung thermisch durch. Diesmal können die entstehende Hitze, Flammen oder heiße Bestandteile jedoch Materialien in unmittelbarer Umgebung erreichen. Das können beispielsweise Verpackungsmaterialien, Kartonagen, Kunststoffe oder weitere zurückgegebene Elektrogeräte sein. Damit verändert sich die Situation.

Aus dem ursprünglichen Batterieereignis kann ein Sekundärbrand entstehen. Befinden sich weitere lithium-ionen-betriebene Geräte unmittelbar im thermisch beaufschlagten Bereich, können auch deren Batterien einer erheblichen Wärmebelastung ausgesetzt werden. Das bedeutet nicht automatisch, dass weitere Batterien ebenfalls thermisch durchgehen. Es zeigt jedoch, warum bei der Risikobetrachtung einer Rücknahmestelle nicht ausschließlich die einzelne Batterie betrachtet werden sollte. Auch ihre unmittelbare Umgebung spielt eine entscheidende Rolle.

Worst Case: Eine Verkettung ungünstiger Umstände Brandschutz beschäftigt sich nicht nur mit dem wahrscheinlichsten Verlauf eines Ereignisses. Er betrachtet auch die Frage, was passieren kann, wenn mehrere ungünstige Faktoren gleichzeitig auftreten.

Ein mögliches Worst-Case-Szenario könnte beispielsweise so aussehen:
Eine Batterie reagiert innerhalb einer größeren Sammlung. Das Ereignis wird nicht unmittelbar wahrgenommen. In der Umgebung befinden sich weitere brennbare Materialien und zusätzliche batteriebetriebene Geräte. Die entstehende Wärme führt zu einem Folgebrand. Weitere Materialien werden erfasst, Rauch breitet sich aus und aus dem ursprünglich lokal begrenzten Batterieereignis entwickelt sich ein größeres Brandgeschehen. Befindet sich die Rücknahmestelle zudem an einem ungünstigen Standort, können weitere Bereiche des Gebäudes betroffen sein.

Ein solches Szenario stellt ausdrücklich nicht den Normalfall einer Batterierücknahme dar.

Für ein professionelles Sicherheits- und Brandschutzkonzept ist es dennoch sinnvoll, auch unwahrscheinliche, aber potenziell folgenschwere Entwicklungen zu berücksichtigen. Denn häufig ist es nicht ein einzelner Faktor, der über das Schadensausmaß entscheidet. Es ist die Verkettung mehrerer ungünstiger Bedingungen.

Nicht nur der Akku entscheidet über das Schadensausmaß

Der technische Defekt einer bereits zurückgegebenen Batterie lässt sich durch den Einzelhandel nicht in jedem Fall beeinflussen. Viele Rahmenbedingungen rund um die Rücknahmestelle dagegen schon.

Dazu gehören beispielsweise:

• der Standort der Rücknahmestelle,
• das verwendete Sammel- beziehungsweise Behältersystem,
• Art und Menge der gemeinsam gesammelten Geräte,
• der Abstand zu brennbaren Materialien,
• die Behandlung auffälliger oder beschädigter Rückgaben,
• die Häufigkeit von Leerung und Abholung,
• interne Kontroll- und Meldewege,
• sowie klare Handlungsanweisungen für Mitarbeiter.

Damit wird aus einer zunächst rein technischen Fragestellung eine organisatorische Aufgabe.

Prävention bedeutet nicht, jedes denkbare Batterieereignis verhindern zu können. Prävention bedeutet auch, die Rahmenbedingungen so zu gestalten, dass aus einem einzelnen Ereignis möglichst kein größerer Schaden entsteht.

Was passiert, wenn gerade niemand hinsieht?

Ein weiterer Aspekt wird bei der Betrachtung von Rücknahmestellen leicht übersehen:
Zurückgegebene Batterien und Elektrogeräte befinden sich nicht nur während der Öffnungszeiten im Markt.

Nach Ladenschluss verbleiben die gesammelten Geräte häufig weiterhin innerhalb der vorgesehenen Sammel- oder Zwischenlagerbereiche. Damit verändert sich eine wichtige Rahmenbedingung.

Während des laufenden Betriebs können Rauchentwicklung, ungewöhnliche Geräusche, Gerüche oder andere Auffälligkeiten möglicherweise durch Mitarbeiter oder technische Einrichtungen wahrgenommen werden. Außerhalb der Öffnungszeiten kann ein Ereignis dagegen längere Zeit unbemerkt bleiben. Gerade deshalb sollte ein Rücknahmekonzept nicht ausschließlich darauf ausgerichtet sein, dass im entscheidenden Moment eine Person eingreifen kann.

Sicherheitsmaßnahmen sollten möglichst auch dann Wirkung entfalten, wenn gerade niemand unmittelbar an der Rücknahmestelle steht. Dies ist ein wesentlicher Grundgedanke des vorbeugenden Brandschutzes.

Brandschutz beginnt lange vor dem ersten Rauch

Bei einem Batterieereignis ist es zu spät, erstmals darüber nachzudenken, wie damit umgegangen werden soll. Ein funktionierendes Sicherheitskonzept beantwortet wesentliche Fragen deshalb bereits vorher.

• Wo sollte die Rücknahmestelle eingerichtet werden?
• Welche Materialien dürfen sich in unmittelbarer Umgebung befinden und welche nicht?
• Wie werden normale und auffällige Rückgaben behandelt?
• Welche technischen Maßnahmen können dazu beitragen, die Auswirkungen eines möglichen Ereignisses zu begrenzen?
• Was müssen Mitarbeiter tun, wenn Rauch, ungewöhnliche Wärmeentwicklung oder andere Auffälligkeiten festgestellt werden?
• Wie erfolgt die Alarmierung?
• Und welche Bedingungen bestehen außerhalb der regulären Öffnungszeiten?

Die Antworten auf diese Fragen können von Unternehmen zu Unternehmen und von Standort zu Standort unterschiedlich ausfallen. Entscheidend ist, dass sie vor einem möglichen Ereignis definiert wurden.

Vom einzelnen Ereignis zur Präventionskette

Vorbeugender Brandschutz besteht deshalb nicht aus einer einzelnen Maßnahme. Vielmehr entsteht eine Sicherheitskette aus mehreren aufeinander abgestimmten Elementen:

Risiken erkennen → geeigneten Standort wählen → sicher sammeln → Auffälligkeiten berücksichtigen → Brandausbreitung begrenzen → Mitarbeiter informieren → Verhalten im Ereignisfall definieren

Jede dieser Maßnahmen erfüllt dabei eine andere Aufgabe.

Ein geeignetes Sammel- oder Gefahrgutbehältersystem kann beispielsweise einen wichtigen technischen Baustein darstellen. Es ersetzt jedoch weder eine sinnvolle Standortwahl noch organisatorische Prozesse, Mitarbeiterinformationen oder betriebliche Notfallmaßnahmen. Umgekehrt können selbst gut definierte Prozesse an ihre Grenzen stoßen, wenn für die Sammlung keine geeigneten technischen Voraussetzungen geschaffen wurden. Technische und organisatorische Maßnahmen sollten deshalb immer gemeinsam betrachtet werden.

Auf den Ernstfall vorbereitet sein, ohne ihn zum Normalfall zu erklären

Bei der Kommunikation über Lithium-Ionen-Batterien ist eine sachliche Risikobetrachtung besonders wichtig. Nicht jede zurückgegebene Batterie stellt eine akute Brandgefahr dar. Und ein Thermal Runaway innerhalb einer Rücknahmestelle ist nicht der Normalzustand. Vorbeugender Brandschutz basiert jedoch gerade auf dem Grundgedanken, sich auch auf Ereignisse vorzubereiten, deren Eintritt man nicht erwartet oder wünscht. Dabei sollten sowohl die Eintrittswahrscheinlichkeit als auch das mögliche Schadensausmaß berücksichtigt werden.

Ein Ereignis kann vergleichsweise selten auftreten und dennoch relevante Schutzmaßnahmen rechtfertigen, wenn die möglichen Auswirkungen entsprechend groß sind.

Das Ziel besteht deshalb nicht darin, Angst vor Lithium-Ionen-Batterien zu erzeugen. Das Ziel besteht darin, vorhandene Risiken realistisch einzuschätzen und beherrschbare Faktoren frühzeitig zu beeinflussen.

Technik allein ist noch kein Sicherheitskonzept

Besonders bei Handelsunternehmen mit zahlreichen Filialen gewinnt dieser Gedanke zusätzlich an Bedeutung. Ein Sicherheitskonzept muss im täglichen Betrieb funktionieren, verständlich sein und sich möglichst einheitlich auf unterschiedliche Standorte übertragen lassen. Dafür müssen technische und organisatorische Maßnahmen zusammenspielen.

Dazu können geeignete Sammel- und Gefahrgutbehälter, definierte Standorte, Kennzeichnungen, Arbeits- und Verfahrensanweisungen, regelmäßige Abholprozesse sowie klare Vorgaben für den Umgang mit auffälligen Rückgaben gehören. Ebenso wichtig ist, dass Mitarbeiter wissen, wann der normale Rücknahmeprozess endet und ein definierter Sonder- oder Notfallprozess beginnt. Denn auch die beste technische Lösung kann ihre Aufgabe nur innerhalb eines durchdachten Gesamtkonzeptes erfüllen.

Fazit: Brandschutz beginnt mit Vorbereitung

Die meisten zurückgegebenen lithium-ionen-betriebenen Geräte werden gesammelt, zwischengelagert und anschließend verwertet, ohne dass es zu einem kritischen Ereignis kommt. Trotzdem gehört es zu einem verantwortungsvollen Rücknahmekonzept, auch den Ausnahmefall zu berücksichtigen.

Denn ob aus dem Defekt einer einzelnen Batterie ein lokal begrenzter Zwischenfall oder ein größeres Brandereignis entsteht, hängt nicht ausschließlich von der Batterie selbst ab. Standort, Umgebung, Sammelsystem, organisatorische Abläufe und die Vorbereitung der Mitarbeiter können entscheidenden Einfluss darauf haben, wie sich eine Situation entwickelt.

Das Ziel eines durchdachten Rücknahmekonzeptes besteht deshalb nicht darin, jedes denkbare Batterieereignis vollständig ausschließen zu wollen. Es geht darum, Risiken frühzeitig zu berücksichtigen, beeinflussbare Faktoren zu kontrollieren und mögliche Auswirkungen eines Ereignisses möglichst zu begrenzen.

Brandschutz beginnt nicht erst dann, wenn Rauch oder Flammen sichtbar werden. Er beginnt lange vorher – mit der Frage, ob auf diesen Moment bereits vorbereitet wurde.