Lagerung und Lithiumbatterien: Bleibende Unsicherheit | Storage: Remaining Uncertainty

Dass Lithiumbatterien nicht nur während der Beförderung, sondern auch während der Lagerung in Brand geraten, beweisen Großbrände, die regelmäßig zwei-, dreimal im Jahr in Deutschland geschehen. Häufig lag die Brandursache im Innern einer Batterie. Abhängig von Anzahl, Batteriegröße und Bauart sind Lithiumbatterien schwer zu löschen und vergößern damit einen entstandenen Schaden teilweise erheblich, bis zum Totalverlust einer Anlage.

Von den Schadenversicherern werden die Schäden nur dann reguliert, wenn öffentlich-rechtliche und vertraglich vereinbarte Regelungen seitens des Versicherungsnehmers lückenlos eingehalten wurden. Deshalb sind Versicherungsnehmer naturgemäß sehr daran interessiert, zu erfahren, was versicherungsgeberseitig von ihnen erwartet wird

Lithiumbatterien sind keine Gefahrstoffe

Zum einen fallen Lithiumbatterien nicht in den Anwendungsbereich der Chemikalienverordnung (CLP-Verordnung), und zwar

• weder formal: Lithiumbatterien sind Erzeugnisse, keine Stoffe oder Gemische: Die CLP-Verordnung (und auch die REACH-Verordnung (Stichwort Sicherheitsdatenblatt)) gilt nicht für Erzeugnisse.
• noch materiell: Lithiumbatterien erfüllen nicht die chemisch-physikalischen, toxikologischen und ökotoxikologischen Kriterien der CLP-Verordnung: Man kann ihnen als Ganzes keinen H-Code zuordnen.

Nach Auffassung des Bundesumweltministeriums (BMU) und des Umweltbundesamtes (UBA) unterliegen Lithiumbatterien allerdings der Pflicht zur Ermittlung ihrer Wassergefährdung gemäß der Anlagenverordnung für wassergefährdende Stoffe (AwSV). Aufgrund der Inhaltsstoffe wären sie stark wassergefährdend (WGK 3).

Zum anderen fallen Lithiumbatterien auch nicht unter den Begriff „Gefahrstoffe“ gemäß der Gefahrstoff-Verordnung (GefStoffV). Die Lagerung ist also auch nicht gemäß GefStoffV gefährdungsbeurteilungspflichtig, und auch die Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS), insbesondere die TRGS 510 „Lagerung“, sind nicht anwendbar.

Ob die Lagerung von Lithiumbatterien ein „Verwenden“ von „Arbeitsmitteln“ für die Arbeit darstellt und damit gemäß Betriebssicherheits-Verordnung (BetrSichV) gefährdungsbeurteilungsbedürftig ist, ist umstritten.

Vorschriftenlage

Für die Lagerung von Lithiumbatterien, die unbeschädigt und keine Abfälle sind, gab und gibt es also zurzeit keine verbindlichen öffentlich-rechtlichen Vorschriften. Diese regulatorische Lücke füllen aus nachvollziehbarem Grund die Schadenversicherer aus.

Der Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV) hat erstmals im Juni 2012 das Merkblatt „Lithium-Batterien“ (VdS 3103) vorgelegt. Um dem Grundsatz der Verhältnismäßigkeit zu genügen, wurden die Lithiumbatterien zunächst in drei Leistungskategorien eingeteilt:

VdS 3103, 2012: Unterteilung nach Leistung

In der Anwendung hatte sich aber herausgestellt, dass die beiden Lagerkategorisierungs-Kriterien Gewicht und Batteriespannung nicht mit den gefahrguttransportrechtlichen Einteilungskriterien korrespondierten und damit die Anwendung des Merkblatts VdS 3103 erschwerten. Deshalb wurde mit der Neufassung Mai 2016 des Merkblatts VdS 3103 die Zuordnung zu den drei Leistungsstufen an die im Gefahrgutrecht übliche Einteilung angepasst.

Diese neue Einteilung und die damit verbundenen Anforderungen an die Lagerung können der Tabelle entnommen werden. Die technischen und betrieblichen Anforderungen sind gegenüber der Fassung Juni 2012 unverändert geblieben.

Zur Spalte (11) Sprinkleranlage wurden Anfang 2014 Brandversuche mit Lithiumionenbatterien „mittlerer“ Leistung durchgeführt. Es wurden

• vier Paletten (0,80 x 1,20 m) mit je zwölf Kisten aus Pappe mit je acht Akkus (30–50 ICR18650-Zellen je Batterie), also 4 x 12 x 8 = 384 Akkus im Block, gelagert; das Versuchslager verfügte über eine konventionelle Deckensprinkleranlage.
• 24 solcher Paletten im Regal gelagert; das Versuchslager verfügte über eine konventionelle Regalsprinkleranlage.

Erkenntnis: Die Sprinkleranlage kontrolliert den Brand; sie ist ein geeignetes Mittel, den Brand einzudämmen. Auf keinen Fall verschlimmert eine Sprinkleranlage die Situation; damit sind Angaben in Sicherheitsdatenblättern, Produktdatenblättern und so weiter wie „Wasser ist als Löschmittel nicht geeignet“ unzutreffend. Der GDV möchte das Ergebnis allerdings nicht verallgemeinern, da andere Konstellationen (andere Batteriearten wie Lithiummetallbatterien, -typen, Verpackungsmaterialien) nicht Gegenstand des Versuchs waren. Seit Juni 2019 ergänzt das Merkblatt „Sprinklerschutz von Lithium-(Ionen-)Batterien“ (VdS 3856) das Merkblatt VdS 3103 (siehe dazu die Tabelle im Kasten "Arbeitshilfen" rechts).

Wofür VdS 3103 und VdS 3856 nicht gelten

Das Merkblatt VdS 3103 gilt allerdings ausdrücklich nicht für die Lagerung

• von Batterien in Geräten (UN 3091 bzw. UN 3481) und Fahrzeugen (UN 3171); hier gilt VdS CEA 4001 Richtlinien für Sprinkleranlagen, Planung und Einbau
• ungeprüfter Prototypen
• beschädigter oder defekter Lithiumbatterien bzw. von Geräten mit beschädigten oder defekten Lithiumbatterien; diese sind in einem brandschutztechnisch abgetrennten Bereich, der nicht weiter spezifiziert ist, zu separieren und so schnell wie möglich zu entsorgen.

Das Merkblatt VdS 3856 gilt

• nicht für Lithiummetallbatterien (allein oder in Geräten = UN 3090 und 3091)
• auch für Lithiumionenbatterien in Geräten (UN 3481)

Die amerikanische Sicht

Der US-amerikanische Schadenversicherer FM Global hat 2016 eigene Versuche mit Lithiumbatterien durchgeführt und empfiehlt abweichend von den Vorgaben des deutschen Merkblatts generell Folgendes: Für die Lagerung von

• Zellen (gemäß FM Global Datasheet 7-29 (für brennbare Flüssigkeiten), Schema A) in einer Regalanlage - Deckensprinkler - Regalsprinkler (in jeder zweiten Ebene, jeder Palettenstellplatz)
• Elektrowerkzeug-Batteriesätzen: gemäß den Empfehlungen für in Kartons verpackte ungeschäumte Kunststoffe.

Sonderfälle: Lithiumbatterien zur Entsorgung

Auch zu entsorgende Lithiumbatterien werden häufig in größeren Mengen zwischengelagert. Laut der TRGS 520 zur Errichtung und zum Betrieb von Sammelstellen sind sie im Lagerabschnitt²⁾ II des Lagerbereichs³⁾ von Zwischenlagern⁴⁾ zu lagern.⁵⁾ Der Lagerabschnitt II soll nicht an den Lagerabschnitt III (für brennbare Abfälle wie Lösemittel) angrenzen.⁶⁾

EAG im Handel

Das Thema „Lagerung von Elektroaltgeräten (EAG) mit Lithiumbatterien beziehungsweise von Abfall-Lithiumbatterien“ gewann durch die Neufassung des Elektrogesetzes (ElektroG) 2015 an Bedeutung. Seit dem 24. Juli 2016⁷⁾ müssen

• stationäre Einzelhändler mit Verkaufsflächen
• Onlinehändler mit Lager- und Versandflächen von jeweils mehr als 400 m² für Elektro- und Elektronikgeräte Altgeräte, auch solche mit Lithiumbatterien, zurücknehmen⁸⁾. Sie haben der zuständigen Behörde die eingerichteten Rücknahmestellen vor Aufnahme der Rücknahmetätigkeit anzuzeigen⁹⁾. Die Nichtrücknahme ist eine Ordnungswidrigkeit¹⁰⁾, die mit einem Bußgeld von bis zu 100.000 Euro geahndet werden kann.¹¹⁾ Mit dem 2. ElektroG-ÄndG 2021 müssen ab 01.07.2022 auch Vertreiber von Lebensmitteln mit ­einer Gesamtverkaufsfläche von mindestens 800 Quadratmetern, die mehrmals im Kalenderjahr oder dauerhaft Elektro- und Elektronikgeräte anbieten und auf dem Markt bereitstellen, Altgeräte, auch solche mit Batterien, zurücknehmen (Fundstellen auf Seite 47).

Verkaufsstätten mit Verkaufsräumen mit einer Fläche von mehr als 2000 m² müssen für Abfälle besondere Räume haben, die mindestens den Abfall von zwei Tagen aufnehmen können. Die Räume müssen feuerbeständige Wände und Decken („F90“) sowie mindestens feuerhemmende Türen („T30“) haben¹²⁾. Hier gehen die Anforderungen der Verkaufsstättenverordnung über die Anforderungen aus VdS 3103 weit hinaus.

Prof. Dr. Norbert Müller
ö.b.u.v. Sachverständiger für Gefahrguttransport und -lagerung, Duisburg.

The fact that lithium batteries catch fire not only during transport but also during storage is proven by major ­fires that regularly occur two or three times a year in Germany. Often, the cause of the fire was inside the battery. Depending on the number, size and type of battery, lithium batteries are difficult to extinguish and can significantly increase the damage caused, even leading to the total loss of a building.

German indemnity insurers will only settle claims if public law and contractually agreed regulations have been fully complied with by the policyholder. Therefore, policyholders are naturally very interested in knowing what is expected of them by the insurer.

Lithium batteries are not „hazardous materials“

Lithium batteries do not fall within the scope of the Chemicals Regulation (CLP Regulation), either

• neither formally: lithium batteries are articles, not substances or mixtures: the CLP Regulation (and also the REACH Regulation (keyword safety data sheet)) does not apply to articles.
• nor materially: lithium batteries do not meet the chemical-physical, toxicological and ecotoxicological criteria of the CLP Regulation: one cannot assign an H-code to them as a whole.

However, according to the Federal Ministry for the Environment (BMU) and the Federal Environment Agency (UBA), lithium batteries are subject to the obliga­tion to determine their water hazard in accordance with the Plant Ordinance for Substances Hazardous to Water (AwSV). Due to their contents, they would be highly hazardous to water (WGK 3).

On the other hand, lithium batteries also do not fall under the term „hazardous substances“ according to the Ordinance on Hazardous Substances (GefStoffV). Storage is therefore also not subject to hazard assessment according to GefStoffV, and the Technical Rules for Hazardous Substances (TRGS), in particular TRGS 510 „Storage“, are also not applicable. Whether the storage of lithium batteries constitutes the ‚use‘ of ‚work equipment‘ for work and thus requires risk assessment in accordance with the Ordinance on Industrial Safety and Health (BetrSichV) is disputed.

Regulatory situation

Thus, for the storage of lithium batteries, which are undamaged and not waste, there were and are currently no binding regulations under public law. For understandable reasons, this regulatory gap is filled by the damage insurers.

The German Insurance Association (GDV) first issued the fact sheet „Lithium Batteries“ (VdS 3103) in June 2012. In order to comply with the principle of proportionality, li­thium batteries were initially divided into three performance categories:

VdS 3103, 2012: subdivision according to power

In application, however, it had become apparent that the two storage categorization criteria of weight and battery voltage did not correspond with the classification criteria under dangerous goods transport law and thus made it more difficult to apply leaflet VdS 3103. There­fore, with the new version May 2016 of the leaflet VdS 3103, the allocation to the three performance levels was adapted to the classification usual in dangerous goods law.

This new classification and the associated requirements for storage can be taken from the table. The technical and operational requirements have remained unchanged from the June 2012 version.

Regarding column (11) sprinkler system, fire tests with lithium ion batteries of „medium“ capacity were carried out at the beginning of 2014. There were

• Four pallets (0.80 x 1.20 m) of 12 cardboard boxes each containing eight batteries (30–50 ICR18650 cells per battery), i.e., 4 x 12 x 8 = 384 batteries stored in the block; the test warehouse had a conventional ceiling sprinkler system.
• 24 such pallets stored in the rack; the experimental warehouse had a conventional rack sprinkler system.

Finding: the sprinkler system controls the fire; it is an appropriate means of containing the fire. In no case does a sprinkler system make the situation worse; thus, statements in safety data sheets, product data sheets and so on such as „water is not suitable as an extinguishing agent“ are inaccurate. However, GDV does not want to generalize the result, as other constellations (other battery types such as lithium metal batteries, types, packag­ing materials) were not subject of the test. Since June 2019, the leaflet „Sprinkler protection of lithium (ion) batteries“ (VdS 3856) supplements the leaflet VdS 3103 (see the table in 'Arbeitshilfen').

For which VdS 3103 and VdS 3856 do not apply

However, the information sheet VdS 3103 does explicitly not apply to the storage of

• batteries in appliances (UN 3091 or UN 3481) and vehicles (UN 3171); here, VdS CEA 4001 – Guidelines for Sprinkler Systems, Planning and Installation
• untested prototypes
• damaged or defective lithium batteries or equipment with damaged or defective lithium batteries; these are to be separated in a fire protection separated area, which is not further specified, and disposed of as soon as possible.

The information sheet VdS 3856 is not valid

• not to lithium metal batteries (alone or in equipment = UN 3090 and 3091)
• also to lithium ion batteries in equipment (= UN 3481).

The American point of view

The US damage insurer FM Global conducted its own tests with lithium batteries in 2016 and, deviating from the requirements of the German leaflet, generally recommends the following:

For the storage of

• Cells (according to FM Global Datasheet 7-29 (for flammable liquids), Scheme A) in a racking system. - ceiling sprinklers - shelf-mounted sprinklers: at every other level, every pallet space
• Power tool battery packs: as recommended for carton-packed unfoamed plastics.

Special cases

Lithium batteries that need to be disposed of are also often temporarily stored in large quantities. According to TRGS 520 for the establishment and operation of collection points, they are to be stored in storage section²⁾ II of the storage area³⁾ of interim storage⁴⁾.⁵⁾ Storage section II should not be adjacent to storage section III (for flammable waste such as solvents).⁶⁾

The topic of „storage of waste electrical equipment with lithium batteries or waste lithium batteries“ gained importance due to the new version of the Electrical and Electronic Equipment Act (ElektroG) in 2015. Since July 24, 2016⁷⁾, the following are required:

• stationary retailers with sales areas
• Online retailers with storage and shipping areas of more than 400 m² each for electrical and electronic equipment have to take back waste equipment, including those with lithium batteries⁸⁾. They must notify the competent authority of the take-back points set up before commencing take-back activities⁹⁾. Failure to take back is an administrative offense¹⁰⁾ that can be punished with a fine of up to 100,000 euros.¹¹⁾ With the 2nd ElektroG-ÄndG 2021, as of 01.07.2022, distributors of foodstuffs with a total sales area of at least 800 square meters who offer electrical and electronic equipment several times in a calendar year or permanently and make it available on the market must also take back old equipment, including that with batteries.

Sales premises with a sales area of more than 2,000 square meters must have special rooms for waste that can accommodate at least two days‘ worth of waste. The rooms must have fire-resistant walls and ceilings („F90“) and at least fire-retardant doors („T30“)¹²⁾. Here, the requirements of the Sales Premises Ordinance go far beyond the requirements from VdS 3103.

Prof. Dr. Norbert Müller
publicly appointed and sworn Expert on Dangerous Goods Transport and Storage, Duisburg

Fundstellen | References

1) vds.de/fileadmin/vds_publikationen/vds_3103_web.pdf.
2) Nr. 2.9 TRGS 520
3) Nr. 2.7 (2) Ziffer 3 TRGS 520
4) Nr. 2.7 TRGS 520
5) Nr. 6.3.4 (6) Satz 1 Ziffer 2 TRGS 520
6) Nr. 6.3.4 (9) TRGS 520
7) § 46 (7) Satz 2 ElektroG
8) § 17 (1) und (2) ElektroG
9) § 25 (3) Satz 1 ElektroG
10) § 45 (1) Nr. 13a ElektroG
11) § 45 (2) ElektroG
12) § 23 VkVO

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