Kontrafunk aktuell vom 1. August .2023

Es gibt einen Unterschied zwischen Brennbarkeit und Entflammbarkeit. Man denke an die Brandkatastrophe des Grenfell Tower in London 2017. Dort sorgte eine als schwer entflammbar eingestufte Polyurethanschaumdämmung des Hochhauses für ein infernalisches Feuer mit über siebzig Toten. Wie war das möglich? Nun, Polyurethan ist ein funktionalisierter Kohlenwasserstoff, dessen Brennwert nur geringfügig unter dem von Benzin liegt. Durch entsprechende Verarbeitung wurde dafür gesorgt, dass er schwer entflammbar ist, das heißt, dass es hoher Temperaturen über einen längeren Zeitraum bedarf, um ihn zu entzünden. Sind die Zündbedingungen aber einmal großflächig erreicht, brennt auch dieses Material wie der sprichwörtliche Zunder, und die 150 mm starke Dämmschicht setzt genauso viel Energie frei, wie wenn man eine 8 mm dicke Schicht Napalm auf die Gebäudehaut geschmiert hätte. 

Schauen wir uns nun einen repräsentativen Kleinwagen mit Verbrennungsmotor an, und gehen wir davon aus, dass er genau 1000 kg wiegt. Davon sind 600 kg Stahl, der unter irdischen Bedingungen als unbrennbar gilt. Genauso verhält es sich mit weiteren 125 kg anderer Materialien wie Glas, Keramik, Kupfer usw. 

Es bleiben 275 kg Brandstoffe im Auto. Davon sind 25 kg leicht entflammbar, nämlich das Benzin im Tank. Hier reicht ein Funke oder ein Streichholz bei Raumtemperatur. Allerdings ist das Benzin im Tank des Fahrzeugs eingeschlossen, und damit fehlen zwei der für eine Verbrennung nötigen Voraussetzungen – Zutritt von Sauerstoff und Zündquelle. Die weiteren Brennstoffe im Auto sind Kunststoffe aller Art, inklusive der Reifen mit etwa 150 kg, und 100 kg Aluminium. 

Aluminium ist sehr schwer zu entzünden, die im Fahrzeugbau verwendeten Lithium- und Magnesiumlegierungen des Aluminiums schon etwas leichter. Aber wenn sie einmal brennen, das kann ich aus eigener Erfahrung sagen, denkt man, die Sonne geht auf – denn die Reaktionstemperatur überschreitet locker 2000 Grad Celsius, während unser kleines Benzinfeuer kaum über 800 Grad hinauskommen dürfte. Insgesamt beträgt der Vorrat an Verbrennungsenergie unseres Beispielfahrzeuges etwa 2600 Kilowattstunden, davon stecken nur 12 Prozent im Benzin und mehr als die Hälfte in den verschiedenen Kunststoffen. 

Wie sieht das jetzt im Elektroauto aus? Das kommt bekanntlich ohne Benzin aus, braucht daher keinen Tank und spart zusätzlich einiges an Metall im Antriebsstrang. Das sind ungefähr 100 kg und einiges an Brandlast weniger als im Verbrenner. Dafür bekommen wir eine 300 kg schwere Batterie, die nur zu 1 Prozent aus dem legendären Lithium besteht, aber zu drei Vierteln aus brennbaren Stoffen aller Art, zum Beispiel mehr als 50 kg Graphit, außerdem wieder Aluminium, diverse Kunststoffe und das teilweise organische Elektrolyt. Insgesamt ist unser E-Auto vielleicht 20 Prozent schwerer als der Verbrenner und hat mit 3400 Kilowattstunden eine etwa 30 Prozent höhere Brandlast. 

Die Batterie ist natürlich vor allem Speicher elektrischer Energie, in ihr stecken also noch mal bis zu 45 Kilowattstunden, die zwar nichts mit Verbrennung zu tun haben, aber durch äußeren oder inneren Kurzschluss sehr schnell freigesetzt werden können und dabei Temperaturen erzeugen, die die anderen brennbaren Stoffe an Bord in Brand setzen können. Einmal angeworfen, liefert diese Zündquelle weiter Energie, bis sie komplett entladen ist; ein Versuch der Feuerwehr, ihr mittels Schaum oder CO2 den Sauerstoff wegzunehmen, ist wirkungslos. Kühlung mit Wasser hilft, die Temperaturen unterhalb des Zündpunktes der Konstruktionsmaterialien zu halten. Hört man aber auf zu kühlen, steigen die Temperaturen sofort wieder an, und die Kunststoffe entzünden sich erneut. 

Bei normalen Brandursachen verhalten sich Verbrenner und E-Auto durchaus ähnlich. Bei einem Unfall wird der Tank zerstört, ein Funke ist auch zur Stelle, das Benzin zündet, und von hier breitet sich das Feuer auf die Konstruktionsmaterialien aus. Gleichermaßen kann der Unfall zu einem Kurzschluss der Batterie führen und dadurch zur Brandentstehung. 

Kommt der Schwarze Block vorbei, zündet er die Reifen an, und von dort pflanzt sich das Feuer fort. In beiden Fällen brennt ein E-Auto etwas länger und lässt sich schwerer löschen. Beides ist unter freiem Himmel lästig, aber nicht dramatisch. Anderes sieht es in geschlossenen Räumen wie Parkhäusern oder Transportschiffen aus. Hier ist „einfach abrennen lassen“ keine Option, ebenso wenig wie das Eintauchen des brennenden Autos in ein Wasserbecken. Aber hier finden weder Unfälle noch Demonstrationen zum 1. Mai statt, warum also brennt es? 

Das bringt uns zur wirklich spannenden Frage: Gibt es spontane Selbstentzündung von Lithiumbatterien? Ich kann darüber nur spekulieren. Denkbar ist sicher eine Überhitzung oder ein Kurzschluss der Batterie durch einen fehlerhaften Ladevorgang im Parkhaus. Auf dem Schiff müsste die Überhitzung und Entzündung völlig spontan erfolgen. Dass hoher Seegang mal Blechschaden verursacht ist vorstellbar, dass dabei die Batterie massiv beschädigt wird, eher nicht. Plausibler erscheint mir, dass die mit salzwasserhaltigen Aerosolen beladene Seeluft über den einen oder anderen Weg einen Kurzschluss der Batterie verursacht. 

Hier sind Hersteller und technische Aufsichtsbehörden gefordert, diese Möglichkeit zu untersuchen und, falls sie sich bestätigt, technische und organisatorische Maßnahmen einzuführen, um das in Zukunft auszuschließen. Das ist Business „as usual“ in der Technikgeschichte – neue Technologien kommen mit neuen Risiken. Die sind nicht immer schon im Vorfeld klar, aber wenn sie sich manifestieren, müssen sie abgeklärt und ausgeräumt werden.