Fachkonferenz: Batterien mit neuen Nummern

„Der Trend des Batteriemarktes heißt Wachstum.“ Mit diesen Worten leitete Patrick Zank vom Zertifizierungsunternehmen VDE Renewables die 17. Fachkonferenz Lithiumbatterien ein. Rund 250 Teilnehmer hatten sich zur Tagung angemeldet, die die Redaktion fokus GEFAHR/GUT vom 23. bis 25. Januar 2024 in Göttingen veranstaltete. Im Fokus der Konferenz standen einmal mehr die aktuellen Themen Transport, Lagerung und Entsorgung von Lithiumbatterien.

Zank konnte seine Aussage zum Markttrend schnell begründen. „Die meisten Länder planen ein Verbot von Verbrennermotoren“, sagte der Experte und ergänzte: „Nicht nur die Regierungen, auch die Hersteller drängen auf ein Auslaufen der Verbrenner.“ Nach seiner Erwartung wird das Marktvolumen in den nächsten zehn Jahren um 30 Prozent steigen, wobei Elektrofahrzeuge und Energiespeichersysteme (ESS) die Haupttreiber sein werden.

Ein Hauptziel der Entwicklung müsse dabei auf höherer Leistung und geringeren Kosten der Batterien auch für den Schwerverkehr liegen, wie Torsten Leupold vom Berater Schlegel und Partner im anschließenden Vortrag ausführte. „Um wirklich weiterzukommen, müssen wir weg von der klassischen Lithium-Ionen-Batterie“, gab er die Richtung vor. Als Alternativen verwies er auf Natrium-Ionen-Batterien sowie auf All Solid State Batteries (ASSB) mit festem Elektrolyt und Lithium-Schwefel-Batterien. Dafür sei allerdings viel Forschungsarbeit zu leisten. „Und auch im Jahr 2035 werden Lithium-Ionen-Batterien noch ihre Daseinsberechtigung haben“, beendete er seinen Ausblick.

Änderungen bei den Vorschriften

Vor ihrer Verwendung, egal ob in Fahrzeugen, Geräten oder Industrieanwendungen, müssen Lithiumbatterien zum Einsatz- beziehungsweise Einbauort befördert werden. „Es wird im Jahr 2025 einige neue Vorschriften für den Transport von Lithiumbatterien geben“, kündigte Korinna Rakowski aus dem Bundesverkehrsministerium für Digitales und Verkehr in Göttingen an.

Neu eingeführt in ADR und RID wird beispielsweise die Sondervorschrift (SV) 677 für Batterien der UN-Nummern 3080, 3081, 3480 und 3481. Sie legt kurz gefasst fest, dass nach SV 376 beschädigten oder defekten Zellen und Batterien die Beförderungskategorie 0 zugeordnet wird. Rakowskis Begründung: „Nur so lässt sich künftig eindeutig erkennen, welche Verpackungsanweisung relevant und ob Unterabschnitt 1.1.3.6 ADR/RID mit den jeweiligen Erleichterungen anwendbar ist.“

Geändert wird zudem die Verpackungsanweisung LP 903 für Großverpackungen. Künftig gilt sie nur für große Zellen über 500 Gramm Bruttomasse, große Batterien über zwölf Kilogramm Bruttomasse und Ausrüstungen, die solche Zellen oder Batterien enthalten. „Damit soll der Transport kleiner Batterien erleichtert werden“, sagte die Referentin.

Thema ihres Vortrags waren auch die Vorschriften für den Transport von Natrium-Ionen-Batterien. So wird es im ADR/RID 2025 wie auch im Amendment 42-24 des IMDG-Codes für den Seeverkehr zwei neue UN-Nummern geben, für Natrium-Ionen-Batterien (UN 3551) und Natrium-Ionen-Batterien in oder mit Ausrüstung verpackt (UN 3552). Dazu kommen drei neue Nummern für Fahrzeuge mit Lithium-Ionen- (UN 3556), Lithium-Metall- (UN 3557) und Natrium-Ionen-Batterie-Antrieb (UN 3558). Die bisherige UN-Nummer 3171 (batteriebetriebenes Fahrzeug oder Gerät) gilt dann nur noch für Fahrzeuge und Geräte mit Nassbatterie, Batterie mit metallenem Natrium oder Natriumlegierungen in eingebautem Zustand.

Auf die Frage eines Teilnehmers, wie denn Natrium-Ionen-Batterien vor dem 1. Januar 2025 im Straßenverkehr zu befördern seien, verwies die Vertreterin des Verkehrsministeriums auf die multilaterale Vereinbarung M354. Von Deutschland bereits im Juni 2023 vorgeschlagen, soll das Dokument den Transport dieser Batterien schon vor dem nächsten Vorschriftenwechsel ermöglichen. Allerdings hat bislang kein anderer ADR-Mitgliedstaat die Vereinbarung unterzeichnet, weswegen sie derzeit noch nicht angewendet werden darf.

Zum Abschluss ihres Vortrags gab Korinna Rakowski noch einen Ausblick auf die Arbeit der Informal Working Group Lithium-Ion Batteries bei den Vereinten Nationen. Die IWG LiBs schlägt vor, Lithiumbatterien in den UN-Modellvorschriften in neun „Divisions“ von 9A (gefährlich) bis 9H (sicher) sowie 9X (ungeprüft, soll auch für Prototypen und defekte Batterien gelten) einzustufen. 9X würde den bekannten UN-Nummern 3090, 3091, 3480 und 3481 entsprechen. Aus den anderen acht Divisions würden allerdings, da immer zwischen Zellen, Batterien sowie Zellen und Batterien in oder mit Ausrüstung zu unterscheiden ist, 32 neue UN-Nummern resultieren. Einen Vorschlag zur Nummerierung hat die Arbeitsgruppe auch schon: von UN 4000 bis UN 4031.

Begeistert scheint man von diesen Aussichten im Verkehrsministerium nicht zu sein. Denn die Folgen wären nicht nur Änderungen in allen Abschnitten der Regelwerke, die Lithiumbatterien betreffen, sondern auch neue Prüfungen, neue Verpackungsanweisungen und vermutlich neue Symbole für die Einstufungen 9B bis 9X entsprechend dem Batteriesymbol 9A. „Das ist etwas verwirrend, aber noch nicht in Stein gemeißelt“, formulierte es Referentin Rakowski zurückhaltend. Relevant für die Vorschriften könnte es ohnehin frühestens im Jahr 2027 werden.

Lagerung und Abfall

Bauordnung, Brandschutz, Produktsicherheit und Arbeitsschutz: Bei Bau und Betrieb eines Lagers, in dem Lithiumbatterien gehandhabt werden, sind diverse Rechtsbereiche eingebunden. Nicht zuletzt hat der Gesetzgeber viele Regelungen für Arbeitsstätten getroffen. Und es werden eher mehr als weniger: „Man wird sich bei den Lithiumbatterien über kurz oder lang weiter in Richtung Gefahrstoff bewegen“, erklärte Kristina Göpel vom Energie- und Umweltberater Göpel Ingenieure auf der Fachkonferenz.

Bei der Entsorgung von Batterien spielen weitere Vorschriften mit. So etwa die 4. und die 12. Bundesimmissionsschutzverordnung (BImSchV) im Hinblick auf Genehmigung und Anlagensicherheit, das Immissionsschutzgesetz (BImSchG) und die Verordnung über Anlagen für wassergefährdende Stoffe (AwSV), aber auch das Batterie- und das Elektro- und Elektronikgerätegesetz. „In Ihren Genehmigungen werden Grenzwerte aufgeführt, die Sie hinterher einhalten müssen“, erinnerte Göpel die Betreiber von Entsorgungsanlagen. Und: „In Bundesländern, in denen defekte Batterien als gefährlicher Abfall betrachtet werden, unterliegt Ihre Anlage der Störfallverordnung.“

Große Unterschiede gebe es laut der Ingenieurin aufseiten der Behörden bei der Einstufung von Batterien als Abfall. Vertrete etwa eine Behörde die Ansicht, Batterien seien ein festes Gemisch, ist gemäß Paragraf (§) 26 AwSV keine Löschwasserrückhaltung erforderlich, wenn sich die Batterien in dicht geschlossenen Behältern befinden. Verweise die Behörde darauf, dass Batterien auch flüssige Inhaltsstoffe enthalten, ist das Rückhaltevolumen abhängig von der Menge der Akkus und der flüssigkeitsundurchlässigen Fläche der Anlage. Und sage die Behörde, dass die jeweils eingesetzte Elektrolytsubstanz unbekannt ist, wird die Batterie in Wassergefährdungsklasse (WGK) 3 eingestuft. Die Folge: Ab einer Menge von zehn Tonnen fällt das Lager nach § 39 AwSV in Gefährdungsstufe D und die Dichtfläche muss ihre chemische Stabilität gegenüber dem wassergefährdenden Stoff nachweisen.

Noch in diesem Jahr, so Kristina Göpel, will deshalb der Bund-Länder-Arbeitskreis Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (BLAK UmwS) ein Merkblatt zum Umgang mit Lithium-Akkus und vergleichbaren Batterien und Akkus herausgeben, das Hinweise zur Festlegung von Anforderungen aus Sicht der AwSV enthält.

Einen Blick in die Niederlande warf Ed van der Woude von der Adviesgroep Transport & Logistiek. Wichtig für die Lagerung von Gefahrstoffen sind hier die sogenannten PGS-Richtlinien (Publicatie Gevaarlijke Stoffen). Sie listen die wichtigsten Risiken bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen und -gütern für Sicherheit, Gesundheit, Umwelt- und Brandschutz auf. 38 Richtlinien für die verschiedenen Tätigkeiten liegen bislang vor. Das Thema lithiumhaltige Energieträger ist dabei auf zwei Dokumente verteilt: PGS 37-1 für Energiespeichersysteme und 37-2 für die Lagerung. Letztere wurde erst kürzlich im November 2023 veröffentlicht. „Die PGS-Richtlinien können bei der Beantragung einer Genehmigung helfen“, lautete van der Woudes Tipp.

Forschung und Technik

Im Rahmen des Innovationslabors für Batterielogistik in der E-Mobilität (InnoLogBat) forscht das Fraunhofer IML an den Möglichkeiten nachhaltiger Kreislaufwirtschaft von Lithium-Ionen-Batterien für Fahrzeuge. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf dem Brandschutz im Lager. Nach den bisherigen Erfahrungen sollten laut Pia Schreynemackers unter anderem Sprinkleranlagen an der Decke, in jeder Regalebene und an der Vorderseite der Fachlager sowie Wärmebildkameras, eine Gasdetektion, Brandabschnitte und Brandbarrieren unter jeder Regalebene zur Ausstattung des Lagers gehören. „Für weitere Erkenntnisse und zur Bestätigung der Empfehlungen wären Brandversuche erforderlich“, sagte die Fraunhofer-Referentin.

Ihr Kollege Marc Julian Brandt beleuchtete die verschiedenen mechanischen und klimatischen Belastungen während des Transports von Lithiumbatterien. Eine entscheidende Stellung nimmt hier der UN-38.3-Test gemäß Handbuch der Tests und Kriterien ein. Doch dieser ist nicht ohne Kritik. „UN 38.3 und somit auch Teile des ADR sind eine Mischform aus Batterieprüfung und Transportsimulation und spiegeln nur in Teilen logistische Szenarien wider“, gab Brandt zu bedenken. Im Konsortium von InnoLogBat sollen daher nach seinen Worten „bestehende Vorgaben von Normen, Gesetzen und Vorschriften durch Experten aus verschiedenen Fachrichtungen geprüft und Empfehlungen ausgesprochen werden“.

Vom Stand der Normung von Lithium-Ionen-Batterien im Hinblick auf stationäre Speicher berichtete Kerstin Sann-Ferro. „Stationäre Speicher fallen in die Kategorie Industrieanwendungen“, sagte die Expertin der nationalen Normungsorganisation DKE im Verband der Elektrotechnik VDE und verwies auf die DIN EN IEC 62619: „Ist ein Batteriespeicher nach dieser Norm zertifiziert, können Sie sicher sein, dass er alle Kriterien erfüllt.“ Derzeit sei das Gremium mit der Umsetzung des Normungsauftrags M/579 der EU-Kommission zu den Anforderungen der Batterieverordnung für stationäre Speicher befasst. Bis zum 18. August 2024 sollen die Normen zu Leistung und Haltbarkeit, Sicherheit sowie Gesundheitszustand und Lebensdauer vorliegen, was laut Sann-Ferro allerdings nicht zu schaffen sein werde.

Die Zahl der großen Car-Carrier, der Autotransporter im Seeverkehr mit einer Kapazität von über 6000 Pkw-Einheiten (CEU), nimmt von Jahr zu Jahr zu. „Es fahren immer mehr Autos über die Meere“, formulierte es Dana Meißner vom Institut für Sicherheitstechnik/Schiffssicherheit augenzwinkernd. Die Brandereignisse auf Car-Carriern in den letzten Jahren, die zunehmend Anlass für Forderungen nach mehr Sicherheit sind, ließen sich jedoch entgegen der landläufigen Meinung nicht primär auf Elektrofahrzeuge zurückführen. Laut Meißner bestehe auf diesen Schiffen generell ein erhöhtes Brandrisiko, da sie vor allem neue, eventuell noch nicht ausreichend getestete oder aber ältere gebrauchte Fahrzeuge transportierten. Zudem sei durch die großen durchgehenden Decks und den minimalen Abstand zwischen den Fahrzeugen die Gefahr der Brandausbreitung sehr hoch. Die schlechte Zugänglichkeit und eine eingeschränkte Effektivität von Gaslöschanlagen erhöhten das Risiko auf See ebenso wie Probleme der Stabilität eines Schiffs beim Einsatz wasserbasierter Löschanlagen.

Als allgemeine Maßnahmen gegen die genannten Risiken empfahl die Expertin kleinere Brandabschnitte auf den Decks sowie Löschsysteme, die eine schnellere Flutung mit CO2 ermöglichen. Für den sicheren Transport speziell von E-Fahrzeugen müssten die Hersteller nach ihren Worten die Fehlerquote bei Neufahrzeugen weiter verringern. Zugleich sollte auf den Schiffen die Konzentration des Gases in den Löschsystemen erhöht und der Ladezustand der Batterien auf maximal 50 Prozent begrenzt werden.

Rudolf Gebhardt

Lithium und Natrium

Zwei Leitfäden sind zu Jahresbeginn neu im Verlag Heinrich Vogel erschienen, beide in englischer Sprache. Zum einen die zweite aktualisierte Auflage von „Transport and Storage of Lithium Batteries: A Multi Modal Guide“, zum anderen neu „Transport of Sodium Ion Batteries: A Multi Modal Guide“. Beide Booklets können online bestellt werden unter www.heinrich-vogel-shop.de.

Fortsetzung folgt

LiBatt-Booklet  Den zweiten Teil des Berichts über die 17. Fachkonferenz Lithiumbatterien mit den Schwerpunkten Rücknahme und Brandschutz lesen Sie in der Aprilausgabe der GEFAHR/GUT. Im gleichen Heft finden Sie auch die neue Ausgabe des zweisprachigen Booklets „Lithium Batteries Special 2024“ mit allen wichtigen Informationen über Vorschriften, Logistik, Lagerung, Rücknahme und Entsorgung.

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