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Transport und Entsorgung : Wohin mit gefährlichen Lithium-Akkus?

Eine Lithium-Batterie eines Mittelklasse-Elektroautos Bild: John F. Martin

Der Transport beschädigter Lithium-Batterien ist wegen der Brandgefahr heikel, sie kommen deshalb in spezielle Behälter. Am Ende werden sie meist nicht recycelt, sondern verbrannt.

          5 Min.

          Die Akkutechnik macht auch ohne spektakuläre Neuentwicklungen rasche Fortschritte, für mobile elektrische Geräte und Fahrzeuge sind die Lithium-Batterien schon lange erste Wahl. Die zunehmende Verbreitung bringt aber auch einige Schwierigkeiten mit sich. Dazu zählt die Brandgefahr. Vor allem, wenn sie durch Fremdeinwirkung beschädigt sind, kann ein Kurzschluss entstehen, die Lagerung ist dann nicht sicher. Denn Lithium ist reaktionsfreudig, in Verbindung mit Feuchtigkeit entzündet sich das Metall. In Lithium-Ionen-Batterien liegt das Lithium zwar in gebundener Form und nur in geringer Menge vor, Problem ist aber die Temperaturentwicklung durch die hohe Energiedichte. Wenn also zunehmend Lithium-Stromspeicher mit hoher Kapazität im Straßenverkehr in Elektrofahrzeugen oder auch in Flurförderfahrzeugen verbaut sind, stellt sich die Frage: Wie wird ein bei einem Unfall beschädigter Akku sicher transportiert und entsorgt?

          Lukas Weber
          Redakteur im Ressort „Technik und Motor“.

          Gebrauchte und unbeschädigte Blöcke können unter den gleichen und international gültigen Sicherheitsanforderungen wie neue transportiert werden, sie sind von den Vereinten Nationen (UN3480) und im europäischen Abkommen über Gefahrenguttransporte auf der Straße (ADR) definiert, ähnliche Regeln gibt es für andere Transportmittel. Sie können zum Beispiel inzwischen mit der DHL versendet werden. Kritisch sind aber solche mit mehr als einem halben Kilo Gewicht und einer mechanischen Beschädigung. Deren Transport ist in Deutschland nur unter den von der Bundesanstalt für Materialprüfung (BAM) festgelegten Bedingungen erlaubt, er muss dort angemeldet werden. Dass sie aus Unfallfahrzeugen kommen, ist noch selten, etwa 15 bis 20 Fälle schätzt Frank Krischok vom Fachbereich „Reaktionsfähige Stoffe und Stoffsysteme“ der BAM.

          Ein Transportbehälter
          Ein Transportbehälter : Bild: Hersteller

          Beschädigte Akkus fallen allerdings auch bei den Prüfinstituten an. Die Entsorgung  könne man sich wie ein Ampelsystem vorstellen, erklärt Krischok: Grün für geprüfte neue und verbrauchte Typen; Gelb steht für beschädigte, von denen aber keine gefährliche Reaktion zu erwarten ist, für sie gelten verschärfte Transportbedingungen. Rot steht für beschädigte Exemplare mit der Gefahr der Selbstentzündung. Die dafür zuständige Behörde, in Deutschland die BAM, gestattet den Transport im Einzelfall unter Auflagen. Das könne zum Beispiel vollständige Entladung sein, ein paar Tage Wartezeit oder gar Tiefkühlung, sagt Krischok. In jedem Fall aber muss der Behälter sicher und das Personal im Umgang mit dem Gefahrengut geschult sein.

          Von der BAM geprüftes Transportsystem

          Die Autoindustrie ist an einer Lösung des Transportproblems höchst interessiert, deshalb wurden Lösungen entwickelt. So betreibt die von den führenden Batterieherstellern und dem Zentralverband der deutschen Elektroindustrie ZVEI gegründete Stiftung Gemeinsames Rücknahmesystem (GRS) Batterien über ihr Tochterunternehmen GRS Service GmbH seit einigen Jahren flächendeckende Rücknahme- und Entsorgungssysteme für Lithium-Batterien, darunter auch solche aus Elektrofahrzeugen, und europaweit Branchensysteme für Batterien aus E-Bikes und stationären Speichern. Seit Mitte 2013 steht ein von der BAM geprüftes Transportsystem zur Verfügung, das auch die Entsorgung beschädigter großer Lithium-Batterien sicherstellt.

          Der modulare Aufbau des Behältersystems erlaubt den Transport beschädigter Lithium-Batterien bis zu 200 Kilogramm. Der von der GRS entwickelte Sicherheitsbehälter und der von der BAM genehmigte Logistikprozess seien damals die ersten ihrer Art in ganz Europa gewesen, erklärt Tobias Schulze-Wettendorf, der Vertriebsleiter der GRS. Das Konzept zur Erfassung von beschädigten Batterien sei inzwischen von anderen Dienstleistern übernommen worden.

          Sicherheitsbehälter, die die Anforderungen der BAM erfüllen, sind so konstruiert, dass der Akku notfalls kontrolliert abbrennen kann. Nach den Regeln des ADR dürfen die Kisten dabei außen nicht mehr als 100 Grad Celsius heiß werden, in der Praxis bleibt die Temperatur darunter. Die Behälter der Verpackungsgruppe I (hohe Gefahr) bestehen meist aus isoliertem Metall, und sie sind innen so ausgestattet, dass im Fall eines Brandes die thermische Energie aufgenommen wird,  zum Beispiel können sie ein Löschgranulat (Pyro Bubbles) enthalten.  Ob der Behälter für den jeweiligen Zweck ausreichend ist, klärt der Dienstleister mit der BAM.  

          Abgerechnet wird im Einzelfall

          Ein Entsorgungskonzept für kritische Lithium-Akkus aus Elektrofahrzeugen bietet auch die RLG Reverse Lobistics GmbH aus Dornach an. Es sei zusammen mit den Autoherstellern entwickelt worden, mit denen er seit zwei Jahrzehnten zusammenarbeite,  sagt Geschäftsführer Patrick Wiedemann. Die Sicherheitsbehälter würden unter anderem vom TÜV Süd verwendet. Die kritischen Akkus von Unfallfahrzeugen werden im Auftrag der Autohersteller in der Werkstatt mit einem speziell ausgerüsteten Lastwagen abgeholt und entsorgt, abgerechnet wird im Einzelfall.

          Problematisch kann der Ausbau aus dem havarierten Fahrzeug werden, anschließend müsste der defekte Akku am besten in einem Sicherheitsbehälter warten, bis er abgeholt wird – falls die Werkstatt einen hat. Krischok relativiert freilich die Gefahr: Die Akkus seien durch ihre Einbaulage bei Unfällen gut geschützt, und das Management- und Diagnosesystem sei in der Lage, einzelne Zellen außer Betrieb zu nehmen. Im Gegensatz zu Lithium-Akkus, die im täglichen Gebrauch das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben, werden die beschädigten Exemplare nach Aussage Wiedemanns nicht zur Wiederverwertung auseinandergebaut, sondern unter hoher Temperatur verbrannt – derzeit gibt es in Deutschland dazu eine Anlage der Accurec Recycling GmbH in Mühlheim an der Ruhr sowie eine der Nickelhüttte Aue GmbH.

          Menge an großen Batterien ist noch überschaubar

          Einen anderen Weg nehmen ausgediente, aber unbeschädigte Akkus. Sie werden zum Recycling zu Unternehmen wie der Redux Recycling GmbH in Bremerhafen oder in die europäischen Nachbarländer gebracht, etwa zur Snam in Saint Florent oder zur Umicore in Belgien. Dort werden die Materialien getrennt. Die Menge an großen Batterien, die dort landen, ist freilich noch überschaubar; wenn einzelne Module der Lithium-Akkus in der Leistung nachlassen, können sie ausgewechselt werden. Und wenn das gesamte Paket im Auto zu viel Kapazität für den Einsatz im Straßenverkehr verloren hat – die Garantiegrenzen liegen meist zwischen 70 und 80 Prozent – taugt der Stromspeicher immer noch für den Anschluss an die Solarzellen. Der geringe Anteil Lithium in den Akkus von oft nur einem Prozent des Gewichts lohnt übrigens das Recycling nicht, zudem ist Lithium nicht teuer. Wiederverwertet werden aber andere Metalle wie Kobalt und Kupfer.

          Mit kleinen und mittleren Batterien kann es ähnliche Probleme der Selbstentzündung geben. Wer Batterien verkauft, muss sie auch zurücknehmen, dabei landen die kleinen üblicherweise in Sammelboxen. Dort finden sich gelegentlich auch solche mittlerer Größe, wie sie etwa für E-Bikes oder Elektrowerkzeuge verwendet werden.  In der Regel würden sie aber dort zurückgegeben, wo sie verkauft wurden, meint Schulze-Wettendorf.  Wegen der langen Lebensdauer ist die bisher angefallene Menge an Lithium-Akkus allerdings noch gering – von einigen Herstellern ist zu hören, sie suchten defekte Exemplare, um sie untersuchen zu können, es seien aber kaum welche zu finden.

          Problem der üblichen Sammelbehälter, wie sie unter anderem die Kommunen für Kleinbatterien, Akkus und Geräte mit fest eingebautem Energiespeicher anbieten, ist der nicht sortenreine Inhalt. Mit steigendem Lithium-Anteil steige das Gefährdungspotential, sagt Krischok, Fälle, in denen defekte Akkus den ganzen Behälter in Brand gesetzt hätten, habe es schon gegeben. Nach dem ADR gibt es deshalb eine Mengenbegrenzung und man versucht, mit Vorschriften über die Behandlung, etwa die zulässige Fallhöhe, das Risiko in Grenzen zu halten. Man könne nicht für alle Akkus einen Castor vorschreiben, und das Wichtigste sei, dass die Leute die Akkus nicht in den Hausmüll entsorgen. Ein gewisses Risiko bleibt also.

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