Tunnelanlagen werden immer häufiger auch von Elektroautos benutzt. Was passiert aber, wenn die Batterie eines E-Fahrzeugs Feuer fängt? Wie heiß wird es, welche Gase entstehen, und welchen Risiken sind Personen, die sich im Tunnel aufhalten, und die Einsatzkräfte ausgesetzt? Im Tunnelforschungszentrum „Zentrum am Berg“ der Montanuniversität Leoben untersuchten Experten unter Federführung der TU Graz mithilfe von Brandexperimenten im Großversuch die Auswirkungen von Bränden von E-Fahrzeugen auf die Sicherheit von Tunnelbenutzern und die Tunnelinfrastruktur.
Tunnel halten der Hitze bei Brand von E-Autos stand
Das Ergebnis der Untersuchungen zeigt, dass österreichische Tunnels die Brandlast von batterieelektrisch betriebenen Pkw aushalten. Die Forschenden setzten dazu Batteriemodule wie auch drei mit Lithium-Ionen-Batterietechnologie betriebene und zwei dieselbetriebene Pkws und Kleintransporter im Testtunnel in Brand. In dem von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG unterstützten Projekt BRAFA wurden auch die Methoden zur Bekämpfung von Bränden von E-Fahrzeugen bewertet, heißt es von der TU Graz – nach einer Brandzeit von zehn Minuten wurden die Löschversuche gestartet.
„Gefahrenpotential ähnlich wie bei herkömmlichen Pkw“
Die gute Nachricht nach den experimentellen und numerischen Untersuchungen, an denen Experten der TU Graz, die Montanuni Leoben, des Bundesfeuerwehrverbands und von ILF Consulting Engineers Austria beteiligt waren: Das Gefahrenpotenzial ist nicht wesentlich kritischer zu bewerten als bei Bränden von Pkw mit herkömmlichen Verbrennungskraftmotoren. „Österreichische Tunnelanlagen sind fit genug für die Herausforderungen, die mit brennenden E-Fahrzeugen einhergehen“, hielt Peter Sturm vom Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik der TU Graz fest.
„Hitzeentwicklung zwar größer, aber nicht mehr Gefahr“
Die von mehr als 30 Sensoren gemessene Wärmefreisetzung der brennenden E-Fahrzeuge im Tunnel war mit 6 bis 7 MW etwas höher als bei dieselbetriebenen Vergleichsfahrzeugen (5 MW) – das bringt laut den Experten jedoch keine neuen Risiken oder Gefahren mit sich. Die Brandlast eines konventionellen Lkws liege zum Vergleich bei etwa 30 MW. „Es wird beim Brand der E-Fahrzeuge zwar etwas heißer, aber dadurch nicht grundlegend gefährlicher im Tunnel. Die gemessenen Temperaturen im Fluchtbereich liegen für alle Brandversuche unterhalb der 60 Grad-Grenze. Das ist zwar keine angenehme Temperatur, aber Flucht und Brandbekämpfung sind noch möglich“, fasste Sturm zusammen.
Fluchtwege nicht von Brandgasen betroffen
Die während der Brände entstandenen Gase und Schwermetalle wurden gesammelt und gemessen: Hier werden vor allem die höheren Mengen an Fluorwasserstoff und Kohlenmonoxid kritisch gesehen. „Allerdings führt die thermisch bedingte Rauchgasschichtung im Tunnel dazu, dass sich diese hoch konzentrierten Brandgase überwiegend in oberen Bereichen des Tunnels sammeln und damit außerhalb des für Menschen relevanten Bereichs. Das heißt, die Fluchtwege sind nicht davon betroffen“, erklärte der Techniker, der sich seit mehr als 30 Jahren mit der Luftqualität in Tunnelanlagen beschäftigt.
Brände in Tiefgaragen anders zu bewerten
Die Belüftungssysteme haben laut Sturm einen großen Anteil am vergleichsweisen geringen Risiko in den Straßentunnelanlagen: „Die gibt es zum Beispiel in Parkgaragen nicht oder zumindest nicht im vergleichbaren Ausmaß. Das bedeutet, Brände von E-Fahrzeugen in Garagen stehen gefahrentechnisch auf einem anderen Blatt Papier. Unsere Messergebnisse deuten jedenfalls auf ein ernst zu nehmendes Gefahrenpotenzial hin“, warnte der Grazer Forscher. Um zu wissen, wie das Risiko in Parkgaragen bzw. bei E-Bussen und -Lkw ist, brauche es laut den Experten dringend umfassende Realbrandversuche.
Ob E-Auto oder herkömmlicher Motor: Kaum Unterschied
Die Antriebsart des brennenden Fahrzeugs mache im Bezug auf Schäden an Struktur und Materialien des Tunnels laut den Experten keinen relevanten Unterschied: Betonschäden durch Abplatzungen seien bei Bränden von Nutzfahrzeugen bei beiden Fahrzeugkategorien zu erwarten. Das Schadensbild falle in etwa gleich aus.
Unter den Löschmethoden funktionierte die Brandbekämpfung mit Wasser am besten. „Allerdings zeigen die Erfahrungen, dass sich bei Lithium-Ionen-Akkus ein Löscherfolg erst dann einsetzt, wenn das Wasser das Innere der Batterie erreichen kann“, so Stefan Krausbar vom Österreichischen Bundesfeuerwehrverband. Das Löschwasser war nach der Verwendung höher mit Schwermetallen belastet – vor allem mit Nickel. Damit steigen die Kosten in der Entsorgung, wie Günter Rattei von der ASFINAG ausführte.