Lithium vs. Blei - Sicherheit vor Batteriebrand

19 August 2020

Ein Batteriebrand im Rechenzentrum ist der größte anzunehmende Unfall (GAU), den man sich vorstellen kann und ein dem entsprechend brandaktuelles Thema für die auf Lithium basierenden modernen Energiespeicher. Die überaus reaktionsfreudigen Lithium-Zellen werden zu Recht als kritisches Element in Rechenzentren gesehen werden und dürfen daher ausschließlich nur in Verbindung mit einem Batterie Management System eingesetzt werden.

Bleibasierende Batterien haben nicht die hohe Energiedichte wie moderne Lithium Akkus, und damit einen extrem wichtigen Sicherheitsvorteil für Anwender in Rechenzentren. Die geringe Energiedichte sorgt dafür, dass es kaum möglich ist das Blei Akkus in Brand geraten!

Für Kenner der Branche ist es nicht ungewöhnlich, das Lithium brandgefährlich ist, allerdings erscheint es politisch gewünscht das die allgemein bekannten Überhitzungsprobleme bei Lithium Akkus nicht verbreitet werden. Probleme mit Lithiumbatterien werden zwar nicht verschwiegen aber auch nicht thematisiert, außer wenn es sich um Lithium Brände in Fahrzeugen handelt – welches in Deutschland den Verdacht auf Einflussnahme der Automobilindustrie nahelegt: Wenn ein TESLA Auto von einem Batteriebrand betroffen ist, dann erscheint das in allen deutschen Medien, weniger in ausländischen Medien. Brennt hingegen ein Battery Storage System – so findet das weltweit in der Presse kaum Beachtung, auch wenn es dabei zu Personenschäden kam ist es in der Presse nur eine Randnotiz wert. Die Folgeschäden bei einem Rechenzentrumsbrand sind erheblich höher als bei einem Fahrzeugbrand – dies lässt man einfach ausbrennen und in der Regel sind keine weiteren Installationen oder Gebäude betroffen. Bei Lithiumbrand innerhalb von kritischen Rechenzentren ist das nicht möglich.

Wie gefährlich das für einen Rechenzentrumsbetreiber werden kann zeigt die folgende Pressemitteilung über einen Brand bei einem sehr fortschrittlichen Energieversorger in Phoenix AZ, dessen nagelneuer Lithium Energiespeicher in Brand geraten ist.

Weblink zu Artikel: Batteries International
Nur weil die Anlage in der Wüste steht ist es zu keinen Folgeschäden an anderen Gebäuden gekommen, allerdings kam es zu Personenschäden bei den Brandbekämpfern die mit dieser Art und Umfang eines Metallbrands überfordert waren. Dieser Brand beim dem Energieversorger in Phoenix AZ hat dazu geführt das nun die dieser Betreiber nun die gesamte Konstruktion seines Energiespeicherkonzepts gefährdet sieht:
Weblink zum Artikel: Lithiumfire
Auch bei den weltweit größten Anwendern von Lithium Batterien in Storage Systemen in Korea kam es zu einer Serie von massiven Brandfällen, ohne dass dies in der einschlägigen Presse beachtet wurde, nur Fachzeitung berichten in Randnotizen darüber:
Weblink zu dem Artikel und weiterführenden Informationen: Korea Times

Mehr als 23 Brandvorfälle mit Lithiumbatterien ereigneten sich 2018 -2019 in Energiespeichersystemen (ESS) in Südkorea. Involviert waren die Marktführer bei Lithium Zellen: LG Chem und Samsung SDI – die Hersteller der am weitest verbreiteten Lithium Zellen weltweit. Die Hersteller der Lithium Zellen und die Brandermittler sind sich uneinig über die Gründe für die Thermal Runaways, aber in allen Fällen konnten unbalancierte Spannungen festgestellt werden und die Vermutung das dies die Ursache für die Brände sein könnte liegt nahe. Daraufhin kamen die Südkoreanischen Brandermittler zu dem Schluss, dass zwar die Ursache nicht ermittelt werden konnte aber man rät von der Verwendung von Lithium in ESS (Energy Storage System) ab!

Nicht nur uns erscheint es das es sich um ein Systembedingtes Lithium Problem handeln könnte und deshalb versucht wird dies zu verschweigen um eventuell Zeit für eine Lösung zu finden.

Auch wenn die deutsche Automobil Industrie nur Fahrzeugbrände von Wettbewerbern bekannt macht und die Lithium Industrie hingegen nichts unversucht lässt die Sicherheit ihrer Systeme anzupreisen, garantieren tut es keiner der Lithium Anbieter. Es stellt sich die Frage, ob die Umstellung von Blei auf Lithium Akkus nicht doch erheblich größere Risiken birgt als bisher angenommen.

Bereits heute fordern Gebäudesachversicherer besondere Brandschutzmaßnahmen, wenn Lithium Batterien eingesetzt werden. Diese besonderen Brandschutzmaßnahmen beruhen auf der Tatsache das eine brennende Lithium Batterie sich nicht mit herkömmlichen Löschsystemen bekämpfen lässt. Gerade in Rechenzentren wäre dies eine erhebliche Umstellung, so dass sich der Einsatz von Lithium alleine aus Brandschutzgründen bereits verbietet.

Blei mag ja nur geringe Kapazität und Lebensdauer haben, aber bei korrekter Behandlung („Equalizing/Balancing“) kann auch Blei in Hochspannungsanwendungen eine doppelt so hohe Lebensdauer aufweisen als heute üblich und die Kapazitätslücke zu Lithium verkleinert sich. Wenn also die Lebensdauer von Bleiakkus verbessert werden und auch noch viel sicherer betrieben werden kann als Lithium, dann fehlt jeglicher der Anwendungsgrund für Lithium in Rechenzentren!