Brandschutz bei Batteriespeichern 

Die Relevanz eines belastbaren Brandschutzkonzeptes

als Baustein für die Genehmigungsplanung

Der Brandschutz bei Batteriespeichern ist ein wichtiges Kriterium im Rahmen der Genehmigung eines Batteriespeichers. Während Aspekte wie Wirtschaftlichkeit, Netzintegration und Anlagenauslegung häufig die Projektplanung dominieren, werden brandschutztechnische Anforderungen oftmals erst im weiteren Projektverlauf als eigenständige Planungsaufgabe wahrgenommen. Um hier optimale Lösungen zu finden, agiert PowerWerker im Rahmen von Genehmigungsverfahren proaktiv, um frühestmöglich in den Prozess einzusteigen und bestmögliche Ergebnisse zu erreichen!

Um das Thema Brandschutz von Batteriespeichern optimal zu gestalten, hat PowerWerker ein umfassendes Konzept entwickelt, dass den Anforderungen an den Brandschutz optimal Rechenschaft trägt. Hierbei handelt es sich um einen Argumentationskomplex, der unter anderem aus einer brandschutztechnischen Stellungnahme besteht, die durch weitergehende technische Unterlagen und Dokumentationen ergänzt wird. Im Zusammenhang mit wasserrechtlichen Betrachtungen ergibt sich ein umfassendes Bild für die Genehmigungsbehörden als Grundlage für die Erteilung einer Baugenehmigung für ein Batteriespeicher-Projekt!

Objektspezifische Konzepte als zentraler Baustein für die Genehmigungsplanung

Der Brandschutz bei Batteriespeichern wird von PowerWerker als integraler Bestandteil des gesamten Lebenszyklus eines Batteriespeicherprojekts gesehen. Von der Standortwahl über die technische Auslegung und Genehmigung bis hin zum Betrieb und der Notfallplanung werden von uns brandschutztechnische Anforderungen in allen Projektphasen berücksichtigt. 

Aus vorgenannten Gründen ist bei nahezu allen größeren Batteriespeicherprojekten ein nachvollziehbares und objektspezifisches Brandschutzkonzept fester Bestandteil der Genehmigungsunterlagen. Genehmigungsbehörden erwarten eine fundierte Bewertung der bestehenden Brandrisiken sowie ein schlüssiges Sicherheitskonzept, das den Schutz von Personen, Sachwerten und der Umwelt gleichermaßen berücksichtigt. Dabei geht es nicht nur um die Einhaltung gesetzlicher und baurechtlicher Anforderungen, sondern um den Nachweis, dass die besonderen Gefährdungen moderner Batteriespeichersysteme systematisch analysiert und durch geeignete technische, bauliche und organisatorische Maßnahmen beherrscht werden.

Ein professionell erarbeitetes Brandschutzkonzept erfüllt dabei weit mehr als eine formale Genehmigungsanforderung. Es schafft Transparenz für Genehmigungsbehörden, Feuerwehren, Sachverständige, Versicherer und Investoren und bildet eine wesentliche Grundlage für die sichere Planung, Errichtung und den langfristigen Betrieb der Anlage. Gleichzeitig reduziert eine frühzeitige Auseinandersetzung mit brandschutztechnischen Fragestellungen das Risiko späterer Planungsänderungen, vermeidet kostenintensive Nachbesserungen und kann Genehmigungsprozesse deutlich beschleunigen.

Unser Ziel ist es deshalb, die Wahrscheinlichkeit eines Brandes durch gute Bauplanung, Überwachungssysteme und qualitativ hochwertige BESS-Systeme auf ein Minimum zu reduzieren. Die von PowerWerker verwendete, aktuelle Generation von Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien zeichnet sich – im Gegensatz zu früheren Generationen – insbesondere dadurch aus, dass sie deutlich schwerer entflammbar sind und im unwahrscheinlichen Brandfall ein Ausgasen ohne Austritt von Flüssigkeiten stattfindet. In Kombination mit der technischen Früherkennung, beispielsweise durch Temperaturüberwachung auf Zellebene und durchgehender Erfassung von Spannung und Stromstärke sowie der technischen Überwachung durch Brandmelde- und Rauchgassensoren, entsteht eine umfassende Überwachungskette, die im Wesentlichen auf frühzeitigen, prophylaktischen Brandschutz setzt!

Großbatteriespeicher im Fokus!

Insbesondere bei Großbatteriespeichern erwarten Behörden und Fachgutachter zunehmend, dass bereits in frühen Planungsphasen zentrale sicherheitsrelevante Fragestellungen zum Thema Brandschutz bei Lithium-Ionen Batteriespeichern nachvollziehbar beantwortet werden. Dazu gehören unter anderem:

• Welche Brand- und Explosionsgefahren ergeben sich aus dem eingesetzten Batteriesystem und den örtlichen Randbedingungen?
• Welche technischen und taktischen Löschstrategien sind vorgesehen und wie werden diese mit der zuständigen Feuerwehr abgestimmt?
• Wie erfolgt die frühzeitige Branderkennung und Alarmierung der Feuerwehr sowie gegebenenfalls weiterer Einsatzkräfte?
• Welche baulichen oder technischen Maßnahmen verhindern oder begrenzen eine Brandausbreitung innerhalb des Batteriespeichers und auf angrenzende Anlagenteile?
• Wie wird Löschwasser sicher zurückgehalten und eine Freisetzung wassergefährdender Stoffe verhindert?
• Welche organisatorischen Maßnahmen, Inspektions- und Wartungskonzepte sowie Notfall- und Einsatzpläne sind für den sicheren Anlagenbetrieb vorgesehen?

Die frühzeitige Integration dieser Fragestellungen in die Projektplanung ermöglicht es, Sicherheitsmaßnahmen wirtschaftlich und technisch sinnvoll umzusetzen. Gleichzeitig verbessert sie die Genehmigungsfähigkeit des Vorhabens, schafft Planungssicherheit für alle Projektbeteiligten und trägt wesentlich zu einem sicheren und zuverlässigen Betrieb des Batteriespeichers über dessen gesamte Lebensdauer bei.

Brandschutz aus anlagentechnischer Perspektive

LFP vs. NMC

Großbatteriespeicher besitzen heute umfangreiche technische Sicherheitsmaßnahmen und eine permanente digitale Überwachung, die den Fokus auf Prävention und Schadensbegrenzung legen. Dabei muss grundsätzlich zwischen Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) und anderen Lithium-Ionen-Batterien, beispielsweise Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid-Batterien (NMC), unterschieden werden. LFP-Zellen zeichnen sich durch ihre hohe thermische Stabilität und deutlich geringere Brandneigung im Vergleich zu NMC-Zellen aus. Aufgrund ihrer höheren Eigensicherheit werden sie heute überwiegend in stationären Großbatteriespeichern eingesetzt, während NMC-Zellen aufgrund ihrer höheren Energiedichte vor allem im Bereich der Elektromobilität Verwendung finden, wo Reichweite und Leistungsdichte im Vordergrund stehen. 

Trotz der vergleichsweise hohen Sicherheit von LFP-Zellen ist ein belastbares und umfassendes Brandschutzkonzept für Großbatteriespeicher unerlässlich. Es entscheidet – beispielsweise im Zusammenhang mit wasserrechtlichen Fragen – maßgeblich über die Genehmigungsfähigkeit eines Projekts.

Batteriemanagementsysteme (BMS) als zentrale Schaltstelle

Moderne BESS-Anlagen mit LFP-Zellen verfügen über eine Vielzahl technischer Schutzmaßnahmen. Die Batteriemodule werden kontinuierlich durch ein Batteriemanagementsystem (BMS) überwacht, das unter anderem Zellspannungen, Temperaturen und Ladezustände erfasst und bereits kleinste Abweichungen frühzeitig erkennt. Dadurch können kritische Betriebszustände identifiziert und geeignete Schutzmaßnahmen frühzeitig und prophylaktisch eingeleitet werden.

Bezüglich des Systemaufbaus der Batteriespeicher-Container ist im Hinblick auf wasserschutzrechtliche Belange festzuhalten, dass es sich um ein zweifach geschlossenes System im Barriere-Prinzip handelt. Primär ist jede Batteriezelle in einem geschlossenen, gekapselten Gehäuse verbaut. Darüber hinaus werden die Batteriezellen in einem dichten, beständigen Stahlgehäuse, welches als Wanne ausgeführt ist, zu einem Battery Pack zusammengefasst. Mit anderen Worten: Hier besteht durch systeminterne Kapselung bereits eine doppelte Sicherheit für den unwahrscheinlichen Austritt von Inhaltsstoffen der Batteriezellen.

Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Sicherheitskonzepts zum Brandschutz bei Lithium-Ionen Batteriespeichern sind objektspezifische Brandschutz- und Löschpläne. Diese sehen im Ereignisfall in der Regel keine Öffnung des Containers während der kritischen Brandphase vor, sondern eine gezielte Kühlung des Containers von außen mittels Löschwasser. Durch diese Vorgehensweise wird verhindert, dass sich die Temperaturen auf benachbarte Container oder Module übertragen. Gleichzeitig ermöglicht die modulare Bauweise der Großbatteriespeicher eine physische Trennung einzelner Batteriemodule beziehungsweise Container, sodass diese im Schadensfall isoliert betrachtet werden können. Eine mögliche Schadensausbreitung wird dadurch räumlich begrenzt und die Auswirkungen eines Ereignisses auf die Gesamtanlage deutlich reduziert. 

An dieser Stelle möchten wir insbesondere auf unser Angebot für Preventive Maintenance (PM) aufmerksam machen. Preventive Maintenance ermöglicht es, BESS-Anlagen durchgehend in einem optimalen, technischen Zustand zu halten und potenzielle Probleme – die ggf. zu einem Brandfall führen können – frühzeitig zu erkennen und zu beheben. So können sich Wartungsfragen gar nicht erst zu Brandrisiken entwickeln!

Anforderungen an ein modernes Brandschutzkonzept 

Bauliche Schutzmaßnahmen von Batteriespeichern

Ein ganzheitliches Brandschutzkonzept berücksichtigt sämtliche Projektphasen und kombiniert bauliche, anlagentechnische sowie organisatorische Maßnahmen. Bereits bei der Standortwahl sollten Mindestabstände zu Gebäuden, Trafostationen und weiteren Brandlasten berücksichtigt werden. Je nach Risikobewertung können bei sensiblen Standorten weitergehende Maßnahmen in Betracht kommen: 

• feuerbeständige Trennwände 

• brandschutztechnische Einhausungen 

• erweitere Sicherheitsabstände 

• Löschwasserrückhaltung 

• besondere Feuerwehrzufahrten 

Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass insbesondere standardisierte Containerlösungen durch ausgereifte, vorkonfektionierte Maßnahmen in der Regel einen sehr guten Brandschutz bieten!

Anlagentechnischer Brandschutz bei Batteriespeichern 

Die technische Branderkennung spielt eine entscheidende Rolle, da frühe Anzeichen eines Zellversagens oftmals bereits vor einer offenen Flammenbildung erkannt werden können. Zum Einsatz kommen hier unter anderem: 

• Rauchmelder 

• Wärmemelder 

• Gasdetektionssysteme 

• Batteriemonitoring 

• automatische Brandmeldeanlagen 

• Fernalarmierung an Leitstellen 

• Automatische Löschanlagen (z.B. durch Einsprühen inerter Gase)

Organisatorischer Brandschutz 

Neben der technischen Ausstattung gewinnt auch der organisatorische Brandschutz bei Batteriespeichern zunehmend an Bedeutung. Dazu gehören unter anderem: 

• Wartungs- und Inspektionskonzepte 

• regelmäßige Prüfungen 

• Betriebsanweisungen 

• Alarm- und Gefahrenabwehrpläne 

• Abstimmungen mit der örtlichen Feuerwehr 

• Schulungen des Betriebspersonals 

Ein abgestimmtes Notfallmanagement reduziert Reaktionszeiten erheblich und erhöht die Sicherheit im Ereignisfall. Deshalb ist es wichtig, dass Batteriespeichereigentümer erfahrene Partner im Bereich Planung und Wartung von Großbatteriespeichern haben. Unser TEAM steht Ihnen bei diesen Fragen mit langjähriger Erfahrung zur Seite!

Brandschutz als Erfolgsfaktor im Genehmigungsverfahren 

In der Praxis zeigt sich hinsichtlich des Brandschutzes von Batteriespeichern zunehmend, dass ein belastbares Brandschutzkonzept das Genehmigungsverfahren deutlich beschleunigen kann. Die frühzeitige und systematische Berücksichtigung brandschutztechnischer Anforderungen schafft eine verlässliche Entscheidungsgrundlage für alle am Genehmigungsprozess beteiligten Stellen und trägt dazu bei, Abstimmungsprozesse effizienter zu gestalten. Heute erwarten insbesondere Bauaufsichtsbehörden eine nachvollziehbare und fundierte Risikobetrachtung, die potenzielle Brandgefahren transparent bewertet und geeignete Schutzmaßnahmen schlüssig begründet. Ein sorgfältig ausgearbeitetes Brandschutzkonzept erleichtert nicht nur die behördliche Prüfung, sondern erhöht zugleich die Planungs– und Investitionssicherheit. Je früher brandschutztechnische Fragestellungen in die Projektplanung integriert werden, desto geringer ist das Risiko kostenintensiver Umplanungen, zeitaufwendiger Nachbesserungen oder zusätzlicher behördlicher Nachforderungen im weiteren Verlauf des Genehmigungsverfahrens.

Ganzheitliche Sicherheitskonzepte

Da sich Batteriespeicher hinsichtlich ihrer Größe, der verwendeten Zellchemie, des Containerkonzepts, des Aufstellorts sowie der jeweiligen Nutzung erheblich unterscheiden, existiert keine pauschale Standardlösung für den Brandschutz bei Batteriespeichern. Stattdessen ist es erforderlich, jedes Projekt individuell zu bewerten und die brandschutztechnischen Anforderungen an die jeweiligen Rahmenbedingungen anzupassen. Die Grundlage hierfür bildet eine objektspezifische Risikoanalyse, in deren Rahmen die wesentlichen Schutzziele systematisch betrachtet werden. Hierzu zählen insbesondere der Schutz von Personen, der Erhalt von Sachwerten, der Schutz der Umwelt sowie die Sicherstellung einer hohen Betriebs- und Anlagenverfügbarkeit. Durch diese ganzheitliche Bewertung können geeignete Brandschutzmaßnahmen zielgerichtet, wirtschaftlich und gleichzeitig unter Berücksichtigung der geltenden normativen und rechtlichen Anforderungen festgelegt werden. Dies ermöglicht ein ausgewogenes Sicherheitskonzept, das sowohl den technischen als auch den wirtschaftlichen Anforderungen des jeweiligen Projekts gerecht wird.

Fazit

Brandschutz ganzheitlich gedacht

Der Brandschutz bei Batteriespeichern entwickelt sich zunehmend zu einem entscheidenden Erfolgsfaktor für Planung, Genehmigung und sicheren Anlagenbetrieb. Ein frühzeitig entwickeltes, proaktives Brandschutzkonzept schafft Planungssicherheit, erleichtert die Kommunikation mit Behörden und Feuerwehren und bildet die Grundlage für einen wirtschaftlichen sowie langfristig sicheren Betrieb. Gerade im Zuge des dynamischen Ausbaus stationärer Energiespeicher wird der vorbeugende Brandschutz künftig nicht nur regulatorisch, sondern auch wirtschaftlich zu einem wesentlichen Qualitätsmerkmal erfolgreicher Batteriespeicherprojekte.