Entsorgung Elektroaltgeräte: Gefährdung analysiert

Aufgrund der Einstufung von Lithiumbatterien als Gefahrgut werden Elektroaltgeräte (EAG), die Lithiumbatterien enthalten, derzeit von der Sammlung in Schüttgutcontainern ausgeschlossen.

In der Praxis gilt das Sammeln von EAG in Depotcontainern mit Untenentleerung als wichtiger Baustein zur Erfüllung der vorgeschriebenen Erfassungsquoten (derzeit 45 % des Gewichtes der in den drei Vorjahren in Verkehr gebrachten Geräte, ab 2019 sollen es 65 % sein). Es stellt sich für die Beteiligten die Frage, inwieweit das bürgernahe Sammeln von EAG in Depotcontainern im Hinblick auf das Gefährdungspotenzial durch Lithiumbatterien gestaltet werden sollte.

18 Akteure, darunter 14 Abfallwirtschaftsbetriebe, haben sich deshalb 2016 zusammengeschlossen, um die Depotcontainersammlung auf diese Fragestellung hin durch das bifa Umweltinstitut in Augsburg untersuchen zu lassen. Beteiligt waren auch die Universität Augsburg – Lehrstuhl für Ressourcenstrategie und der Brandschutzexperte Roland Goertz, Bergische Universität Wuppertal.

Insgesamt 42,1 Tonnen (entspricht etwa 180 Depotcontainern) Material aus der Depotcontainersammlung wurde im Verlauf von mehreren Monaten untersucht. Das untersuchte Sammelgut enthielt im Mittel 0,19 % Masse an Lithiumbatterien. Neben dem Anteil an Lithiumbatterien und deren Größe wurden die enthaltene elektrische Restladung sowie deren äußerer Zustand beziehungsweise Beschädigungsgrad erfasst. Die Durchführung der Sammlung wurde über die maximale Fallhöhe der Geräte beim Umschlag, die Verteilung der Gerätearten und die Verteilung der Einzelgewichte der gesammelten Elektrogeräte charakterisiert.

Der Rahmen der Gefährdungsanalyse erstreckte sich auf die Bereiche Sammlung im Depotcontainer, Umleeren in Abrollcontainer zum Transport, dem Transport und dem Abladen beim Erstbehandler der EAG. Zur Beurteilung der Eintrittswahrscheinlichkeiten und der Fehlerfolgen wurden im Bereich der Arbeitssicherheit übliche Maßstäbe herangezogen.

Als Ausgangssituation wurde angenommen, dass eine Gefahr von Lithiumbatterien bei der Sammlung, beim Transport und beim Umschlag dann ausgehen kann, wenn die Batterien kurzgeschlossen werden (äußerer Kurzschluss) oder mechanisch so beschädigt werden, dass ein innerer Kurzschluss entsteht. Bei einem  Kurzschluss in Verbindung mit ausreichend hoher Restladung kann eine Batterie so viel Wärme freisetzen, dass ein Brand entsteht. Im Fall einer Öffnung des Batteriegehäuses durch mechanische Beschädigung kann Elektrolyt austreten. Das Gefährdungspotenzial durch auslaufendes Elektrolyt wird dagegen als gering eingeschätzt, weil es nur eine geringe Toxizität aufweist und die Mengen mit wenigen Millilitern je Zelle sehr gering sind.

Die Wahrscheinlichkeit einer mechanischen Beschädigung wurde aus einer Analyse von durch Fall, Quetschung oder Auftreffen eines EAG auftretenden Belastungen im Vergleich zu den Belastungen bei den Tests nach UN-Handbuch verglichen. Dabei wurde davon ausgegangen, dass die im Sammelgut enthaltenen Batterien geprüften Typen entsprechen und somit bei den Grenzbelastungen der UN-Tests nicht relevant beschädigt werden.

Die Gesamtwahrscheinlichkeit eines Brandes leitet sich aus folgender Verkettung ab: der Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses oder einer zu innerem Kurzschluss führenden Beschädigung, der Wahrscheinlichkeit, dass die betroffene Batterie hinreichend hoch geladen ist und der Wahrscheinlichkeit der Entstehung und Ausweitung eines Initialbrandes.

Wie die Untersuchung ergab, waren 90 Prozent der in den Abfallsammlungen lose gefundenen Lithiumbatterien so weit entladen, dass von diesen keine Gefahr einer thermischen Reaktion bei einer Beschädigung oder einem Kurzschluss mehr ausging. Bei Batterien, die in Elektroaltgeräte eingebaut und vom Gerätegehäuse umschlossen waren (Anteil 70 %), wurde davon ausgegangen, dass diese auch bei hoher mechanischer Belastung kaum beschädigt werden können. Damit blieben als Brandauslöser die losen Batterien, die hinreichend hoch geladen waren. Die Untersuchung ergab: Knopfzellen waren nicht beschädigt, beschädigte Batterien unter 100 Gramm kamen auf 0,14 Stück/t, beschädigte Batterien über 100 Gramm auf 0,24 Stück/t. Die Art der Beschädigung bezog sich in der Regel auf Sprünge im äußeren Gehäuse, während die Zellen intakt geblieben waren.

Ergebnis der Untersuchung: Im Betrachtungsraum der Sammlung von Elektroaltgeräten in einem Depotcontainer-Sammelsystem mit 100 Containern (26 Transporte) liegt die Eintrittswahrscheinlichkeit eines Vollbrands als kritischer Fehlerfolge unter 1:1.000.000 pro Jahr.

Es wurden Hinweise zur Optimierung der Sammlung erarbeitet und den Projektpartnern zur Verfügung gestellt. Insbesondere durch Minimierung der Fallhöhen beim Umschlag auf maximal 0,3 Meter und durch Maßnahmen, die zu einer Minimierung der Fehlwurfrate führen, kann das Fehlerrisiko weiter gesenkt werden. Auch bei bundesweiter Einführung von optimierten Depotcontainersystemen (10.000 Transporte pro Jahr) ist zu erwarten, dass das Risiko von Ereignissen mit kritischen oder katastrophalen Folgen im akzeptablen Bereich bleibt.

Damit gibt es aus Sicht des Gefährdungspotenzials keine Bedenken, die grundsätzlich gegen eine Sammlung von Elektroaltgeräten in Depotcontainern mit Unterbodenleerung sprechen.

Markus Hertel, Hermann Nordsieck und Alexander Martin
bifa Umweltinstitut, Augsburg

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