Li-Ion-Batteriespeicher mit Brandschutz

Im Jahr 2021 betrug der Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen am gesamten deutschen Bruttostromverbrauch rund 41,1 %. Das geplante Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) 2023 sieht bis 2030 einen Mindestanteil von 80 % des Bruttostroms aus erneuerbaren Energien vor. Bis dahin soll sich der Anteil der erneuerbaren Energien somit verdoppeln. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen einige Faktoren noch aus dem Weg geräumt werden, die den Ausbau bremsen. Dazu zählen unter anderem fehlende Kapazitäten und lange Genehmigungsverfahren. Eine weitere Entwicklung nimmt Einfluss auf den Ausbau erneuerbarer Energien. Mit dem drastischen Anstieg der fossilen Energiepreise sind insbesondere kleine und mittlere Unternehmen mit einer hohen Kostenbelastung konfrontiert. Der Anreiz, auf erneuerbare Energien umzusteigen, wird damit noch erhöht.

Die deutsche Chemie- und Pharmaindustrie ist stark abhängig von den Entwicklungen am Strommarkt. Sie gehört zu den Industriesektoren mit einem hohen Verbrauch – im Jahr 2020 waren es rund 51 TWh Strom. Mit einem Verbrauchsanteil von 24,8 % nahm Strom bei den Chemie- und Pharma-Unternehmen Platz 2 der wichtigsten Energieträger nach Erdgas ein. Die Sicherstellung der Stromversorgung ist somit elementar wichtig. Jedoch zwingen die rasant steigenden Preise für fossile Energieträger bereits einige Unternehmen zum Drosseln oder Abschalten von Anlagen. Andere sehen die Krise als Chance: „[…] solange für alle der Energiepreis steigt, ist es für alle interessant, in Alternativen zu gehen“, so der Sprecher der Chem-Delta Bavaria, Bernhard Langhammer.

Eine zukunftssichere Stromversorgung setzt somit einen massiven Ausbau der Ökostrom-Erzeugung voraus. Doch die zumeist wetterabhängige Energieerzeugung, insbesondere bei Windkraft und Photovoltaik, steht dem bedarfsabhängigen Verbrauch gegenüber. Um die schwankenden Differenzen zwischen Erzeugung und Verbrauch ökonomisch sinnvoll kompensieren zu können, braucht es unter anderem eine an die Spitzen der Ökostrom-Erzeugung angepasste Speicherkapazität.

Stationäre Batteriespeicher mit effizienter Lithium-Ionen-Technik können einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten. Die Technik erfordert jedoch auch einen bewussten Umgang mit der Gefahr, zum Beispiel eines „Thermal Runaway“. Das zeigen etliche Batterie­brände auch im Bereich der Großspeicher. Besonders kritisch wird das Brandrisiko in eng bebauten Infrastrukturen gesehen, wo durch einen Brand der Technik verheerende Folgen entstehen können. In solchen Szenarien können Personen, die Umwelt, Sachwerte und die Aufrechterhaltung des Betriebs bzw. der Produktion gefährdet sein. Betreiber von Batteriespeichern müssen daher eine umfassende Risikobewertung durchführen und geeignete Schutzmaßnahmen zum sicheren und nachhaltigen Technologieeinsatz festlegen. Dazu gehört zwingend ein Sicherheits- bzw. Brandschutzkonzept.

Der Leitfaden „Vorbeugender und abwehrender Brandschutz bei Lithium-Ionen Großspeichersystemen“ des Bundesverbands Energiespeicher Systeme e. V. (BVES) beschreibt die sicherheitsrelevanten Genehmigungsanforderungen für Batteriespeicher und rückt den Brandschutz in den Fokus. Bei einem mittleren bis hohen Risiko empfiehlt er unter anderem eine bauliche Trennung mit klassifiziertem Feuerwiderstand vorzusehen sowie eine automatische Brandmelde- und Löschanlage. Der Brandschutz sollte nicht nur von innen nach außen greifen, sondern auch umgekehrt. Das ist wichtig, um auch den Batteriespeicher und seine Anwendung zu schützen und das Brand-/Explosionsrisiko nicht zu verstärken. Betreiber sind gut beraten, sich an dem Leitfaden zu orientieren, um einen möglichst reibungslosen und schnellen Genehmigungsprozess zu durchlaufen und den schnellen Ausbau der Speichersysteme voranzutreiben.

Da es sich um bauliche Anlagen handelt, gehen die Vorgaben zum Teil aus den jeweiligen Landesbauordnungen und landesbaurechtlich eingeführten Regelungen hervor. Alle baulichen Anlagen sind im Einzelfall zu betrachten. Der Bauherr bzw. der Betreiber ist dafür verantwortlich, dass die Auflagen der jeweiligen Baugenehmigung eingehalten werden. Neben den Belangen des Bauordnungsrechtes sind die Anforderungen des Arbeitsschutzrechtes, Umweltschutzes, versicherungstechnische Belange und Betreiberinteressen festzulegen und können die bauordnungsrechtlichen Mindestanforderungen übersteigen. Alle Stakeholder bzw. betreffenden Stellen sollten daher frühzeitig identifiziert und in die Planungen einbezogen werden.

Seit Kurzem gibt es eine Lösung am Markt, die den schnelleren Ausbau von Energiespeichern mit vorantreiben könnte. Der Power Safe von Denios vereint moderne Technik aus den Kategorien Stromspeicher und Brandschutz – er bringt also Nachhaltigkeit und Sicherheit zusammen. Die langlebige Lithium-Ionen-Speichertechnik ist in eine Raumhülle mit beidseitigem klassifiziertem Feuerwiderstand (F 90) integriert, die eine Aufstellung ohne Mindestabstand von Gebäuden erlaubt. Mit einer Grundfläche von 2,4 bis 22 m² findet sich auch bei engen Platzverhältnissen ein passender Aufstellort. Zudem verfügt das Raumsystem über eine Europäische Technische Zulassung (ETA) und die zugehörige CE-Kennzeichnung. Damit bietet der Stromspeicher eine erhöhte Planungs- und Rechtssicherheit für länderspezifische Zulassungsverfahren. Wer auf Nummer sicher gehen möchte, nutzt als Add-On die Alarmierung in Echtzeit. Das bereits in der Gefahrstofflagerung bewährte Fernwartungssystem Denios Connect erhöht die Sicherheit, wenn der Betreiber nicht vor Ort ist.

Der brandgeschützte Batteriespeicher ist in verschiedenen Leistungsgrößen von 72 kWh bis über 1 MWh verfügbar. Neben der Lastspitzenkappung können weitere Betriebsführungsstrategien (Time of Use, Eigenverbrauchsoptimierung) genutzt oder miteinander kombiniert werden (Multi-Use). Dies ermöglicht eine bedarfsgerechte Energieversorgung bei gleichzeitiger Ausschöpfung vielfältiger Einsparungsmöglichkeiten durch die Zwischenspeicherung. Der Power Safe ist somit nicht nur ein wichtiger Baustein zum Erreichen der Nachhaltigkeitsziele, sondern er sorgt auch für eine schnelle Amortisierung. Obendrein schließt er das von der Lithium-Ionen-Technik ausgehende Risiko sicher ein und schützt Mensch, Umwelt und Vermögenswerte.