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Während das Land auf Elektromobilität umsteigt, haben Brände neue Technologien überschattet – von den schäbigsten E-Bikes bis hin zu den schicksten Teslas.

Brände stellen eine zusätzliche Herausforderung für die Elektromobilitätsbranche dar, die bereits mit Kostenbedenken und Infrastrukturproblemen konfrontiert ist. Diese aufsehenerregenden Brände fordern nicht nur Menschenleben, sie bergen auch die Gefahr, den elektrischen Fortschritt in Asche zu verwandeln.

Im April 2022 entzündete sich ein Tesla-Fahrzeug, nachdem es in New Hampshire gegen einen Baum prallte, und entzündete sich später auf einem Abschleppplatz erneut. Im August 2022 rief BMW bestimmte BMW i4- und BMW iX-Fahrzeuge wegen Brandgefahr durch Batterien zurück.

Im Juni fingen Lithium-Ionen-Batterien in einer E-Bike-Reparaturwerkstatt in der Nähe von New Yorks Chinatown Feuer, vier Menschen, die über der Werkstatt wohnten, kamen ums Leben. Das ist nur eine Handvoll der 13 Todesfälle durch Brände von Lithium-Ionen-Batterien in der Stadt in diesem Jahr – nach Angaben der Feuerwehr mehr als doppelt so viele wie im letzten Jahr.

Autohersteller wie General Motors, Ford Motor Co. und Hyundai Motor haben Millionen für Rückrufe im Zusammenhang mit Bränden bei Elektrofahrzeugen ausgegeben.

Zwar ist die Wahrscheinlichkeit, dass Elektrofahrzeuge Feuer fangen, geringer als bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, aber in einem Bereich mit aufstrebender Technologie war die schlechte Presse schwer zu überwinden.

Wenn auf Schiffen mit Elektrofahrzeugen Brände ausbrechen, erhalten Lithium-Ionen-Batterien zusätzliche Aufmerksamkeit. Allein diese Woche beförderte ein Schiff fast 3.000 Autosvor der niederländischen Küste Feuer gefangen , und eine niederländische Nachrichtenagentur berichtete, die Quelle könnte eines der 25 Elektrofahrzeuge an Bord gewesen sein. Selbst bei Bränden offiziell unbekannter Ursache, wie dem Feuer in Felicity Ace im vergangenen Jahr, bei dem fast 4.000 Fahrzeuge versenkt wurden, sind Lithium-Ionen-Batterien ein verdächtiges Ziel.

Darüber hinaus unterliegen E-Bikes, die die Ursache vieler Todesfälle sind, weitaus weniger strenger Kontrolle und Regulierung als Autos.

„Leider beschert die mit der Situation in New York verbundene Publicity der gesamten Branche ein blaues Auge“, sagte Mike Fritz, Chief Technology Officer von Human Powered Solutions. Seit Ende der 1990er Jahre beschäftigt er sich mit E-Bikes.

Das Fundament jedes modernen Elektrofahrzeugs ist die Lithium-Ionen-Batterie, die die Bewegung von Lithium-Ionen durch das Batteriesystem zum Laden und Entladen der Batterie nutzt.

Bei diesem Vorgang entsteht naturgemäß eine geringe Wärmemenge, beschädigte oder defekte Batterien können jedoch zu einem unkontrollierten und selbsterhaltenden Temperaturanstieg führen. Dies wird als thermisches Durchgehen bezeichnet.

Durch thermisches Durchgehen kann es zu einer heftigen Zellentlüftung kommen, die giftige Gase oder Splitter aus der Batterie ausstößt – und zu Bränden, die nur sehr schwer zu kontrollieren sind.

„Binnen Sekunden kommt es zu einem Brand, bei dem es überhaupt nicht brennt“, sagte Daniel Flynn, Cheffeuerwehrmann der New Yorker Feuerwehr. „Das haben wir in der Vergangenheit bei unfallbedingten Bränden nicht wirklich gesehen. Diese verhalten sich bei der Geschwindigkeit, mit der sie sich fortbewegen, fast wie ein Brand, wie Brandstiftung, wie ein Gasstrahl.“

Batterieschäden können bei einem Unfall oder beim Eintauchen in Wasser auftreten, wie es bei Bränden von Lithium-Ionen-Batterien während der Hurrikane Ian und Sandy der Fall war. Bei vielen der New Yorker E-Bike-Brände handelte es sich um billig hergestellte Batterien, wobei einige Hersteller Abstriche bei einem wichtigen Batterieteil machten, das die Kontrolle im System aufrechterhält – dem Separator zwischen Anode und Kathode.

Der Separator ist eine semipermeable Membran, die die Elektroden voneinander trennt, aber die Bewegung von Lithiumionen durch das System ermöglicht. Viele werden aus Polymerfolien hergestellt, die teuer und schwierig herzustellen sind. Während ein Separatormaterial, Polyolefinpolymer, als Rohmaterial nur 1,30 US-Dollar pro Kilogramm kostet, kostet das verarbeitete Produkt zwischen 120 und 240 US-Dollar pro Kilogramm.

Fällt der Separator aus, kann die Energie unkontrolliert verloren gehen, wodurch sich die Elektrolytflüssigkeit in der Batterie erhitzt und schließlich kocht. Durch das Sieden entsteht ein Überdruck in der Batterie, der möglicherweise einen Brand verursacht.

„Diese stellen auch ein enormes Risiko einer Wiederbelebung dar“, sagte Flynn.

In New York haben E-Bikes einen riesigen Kundenstamm an Lieferfahrern mit extrem geringen Gewinnspannen und langen Arbeitstagen. Preiswerte E-Bikes, die in China hergestellt und nach Übersee verschifft werden, und sogar solche, die in New York aus gebrauchten Teilen zusammengenäht werden, pendeln in der drückenden Sommerhitze und bei eisigen Winterstürmen über Brücken, Gehwege und Kopfsteinpflaster.

Edward Benjamin, Mitbegründer der Light Electric Vehicle Association, sagte, der Durchschnittspreis für ein Elektrofahrrad in den USA liege bei 1.800 US-Dollar.

Aber „Elektrofahrräder gibt es für 600, 650 Dollar“, sagte er. „Meiner Meinung nach ist das erstaunlich. Ich würde keins kaufen.“

Importeure, die diese preiswerten Fahrräder einführen, nutzen die De-minimis-Regelung, eine Zollregelung, die es Unternehmen ermöglicht, Zölle auf Einfuhren unter 800 US-Dollar zu vermeiden.

Fahrradfahrer kaufen oft zusätzliche Batterien, manchmal nicht passende oder generalüberholte, damit sie leere Zellen austauschen und weiterfahren können. Sie kommen von langen Tagen auf der Atlantic Avenue nach Hause und stecken ihre kaputten Batterien an Ausgängen und sogar in Schlafzimmern ein.

Fly-by-Night-Unternehmen laden ihre Batterien gegen Gebühr in Sperrholzfächern auf, Verlängerungskabel und Steckdosenleisten tropfen wie Ranken an den Wänden herunter. Wenn ein Feuer ausbricht, sind die Folgen tödlich.

„Gefährlicher geht es nicht“, sagte Fritz. „Du könntest genauso gut eine Handgranate in die verdammte Stelle werfen.“

Mikromobilitätsprodukte wie E-Bikes werden von der Consumer Product Safety Commission reguliert, die auch Standards für Fahrräder regelt. Gesetzlich gesehen kann die Kommission nur die Einhaltung freiwilliger Standards fordern – es sei denn, der aktuelle Standard verringert das Verbraucherrisiko nicht ausreichend oder es ist unwahrscheinlich, dass die Hersteller die Standards einhalten. In diesem Fall kann die Kommission Mandate erteilen.

Automobile und Teile, einschließlich Ersatzteile für den Ersatzteilmarkt, werden von zwei Behörden reguliert. NHTSA legt Standards für die Fahrzeugsicherheit fest und die EPA legt Standards für Fahrzeugemissionen fest. Vorschriften regeln die Lautstärke der Hupe, die Tönung der Scheiben, die Bodenfreiheit der Scheinwerfer und andere Merkmale.

NHTSA hat Rückrufe im Zusammenhang mit Problemen mit Fahrzeugbatterien überwacht. Es leitet eine Initiative zur Batteriesicherheit, die darauf abzielt, den Batteriezustand und die Cybersicherheit zu analysieren und Testverfahren zu entwickeln

Mittlerweile unterliegen Mikromobilitätshersteller nur noch freiwilligen Standards für eine ihrer zentralen Komponenten, Lithium-Ionen-Batterien. Im Dezember schrieb die Kommission einen Brief an mehr als 2.000 Hersteller und Importeure, in dem sie ihnen die Einhaltung der UL-Sicherheitsstandards empfahl, einem angesehenen Gütesiegel für Verbraucherprodukte.

Die Kommission veranstaltet am Donnerstag eine Anhörung zur Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien. Fritz, der aussagt, sagte, er erwarte, dass es irgendwann eine bundesstaatliche Regulierung geben werde.

Mittlerweile hat die aktuelle Brandwelle Menschenleben, Eigentum und Geld gekostet. In einer Januar-Präsentation der Abteilung für Energiespeicherung und Elektrotransport am Idaho National Laboratory wird darauf hingewiesen, dass Autohersteller und Versicherungsunternehmen finanzielle Verluste im Zusammenhang mit Garantien und Haftung sowie Verluste aufgrund der negativen öffentlichen Wahrnehmung von Elektrofahrzeugen erleiden könnten.

Der Bürgermeister von New York City, Eric Adams, hat kürzlich ein Gesetz unterzeichnet, das vorschreibt, dass in der Stadt verkaufte Mikromobilitätsgeräte den UL-Standards entsprechen müssen. Diese Regelung tritt im September in Kraft, allerdings können nicht konforme Mikromobilitätsgeräte weiterhin außerhalb der Stadt gekauft und mitgebracht werden.

Dennoch zeigen die Änderungen Wirkung, sagte Robert Slone, Senior Vice President bei UL Solutions.

„Marken, die Sie kennen, bringen ihre E-Bikes aufgrund des Gesetzes mit Sicherheit viel schneller zur Prüfung und Zertifizierung als zuvor“, sagte er. „Deshalb bin ich ermutigt, dass wir an einen besseren Ort gelangen werden.“

Slone sagte, er habe keinen Fall gesehen, in dem UL-zertifizierte Batterien Feuer gefangen hätten, er und andere warnen jedoch, dass, wie im Fall von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, wahrscheinlich auch Qualitätsprodukte Probleme haben werden. Laut einer Studie von AutoinsuranceEZ, die Daten des National Transportation Safety Board und des Bureau of Transportation Statistics verwendet, fangen etwas mehr als 25 Elektrofahrzeuge pro 100.000 Verkäufe Feuer, verglichen mit fast 1.530 Benzinautos pro 100.000 Verkäufe.

Batterien verschlechtern sich mit der Zeit auf natürliche Weise. Es kommt zu Unfällen. Aber bessere Standards und öffentliche Aufklärung sind der Schlüssel für die Langlebigkeit dieser noch neuen Technologie.

„Alle Informationen, die wir über Benzin und den Umgang mit Benzin und die Lagerung von Benzin gelernt haben, sind in Bezug auf Lithium-Ionen-Batterien am ersten Tag“, sagte Fritz. „Ich meine, ich habe zwei Autos in einer Garage unter meinem Schlafzimmer und schlafe jede Nacht wie ein Baby.“

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