„Unser Plädoyer ist, dass diese Branche sich selber Regeln gibt“

VonInes Rutschmann

„Unser Plädoyer ist, dass diese Branche sich selber Regeln gibt“

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat Speichersysteme mit Lithium-Ionen-Batterien auf ihre Sicherheit getestet und eklatante Mängel festgestellt. Erledigt ist für die Forscher das Thema damit noch längst nicht: Sie werden die angebotenen Produkte im Auge behalten, erklärte Olaf Wollersheim im Interview mit dem Magazin des Photovoltaikforums. Der promovierte Physiker leitet das Projekt Competence E am KIT, das sich der Erforschung und Produktion von Speicherbatterien in Elektroautos und stationären Systemen widmet.

Olaf Wollersheim ist Experte für Batteriespeicher am Karlsruher Institut für Technologie. Foto: KIT

Olaf Wollersheim ist Experte für Batteriespeicher am Karlsruher Institut für Technologie. Foto: KIT

Magazin: Welche Tests haben Sie mit Lithium-Batterien gemacht?

Olaf Wollersheim: Wir haben uns verschiedene Lithium-Batterien gekauft, über den Einkauf des KIT, die man in Deutschland ganz normal käuflich erwerben kann. Dann haben wir mit diesen Batterien getestet, ob sie auch sicher betrieben werden können, wenn sie in einen privaten Haushalt verbaut sind, mit Photovoltaik versorgt werden und Strom ans Haus liefern.

Magazin: Und was hat sich gezeigt?

Wollersheim: Es hat sich gezeigt, dass einige von den Systemen so defizitär sind, dass schon bei einfachen Fehlern, die da auftreten, die Batterie anfangen kann zu brennen.

Magazin: Welcher Systemspannung wurden die Batterien ausgesetzt?

Wollersheim: Sie wurden mit den Spannungen betrieben, die vom Hersteller zugelassen sind. Wir haben alle Batterien innerhalb der vom Hersteller vorgegebenen Betriebsgrenzen betrieben. Die haben weder mehr Spannung, noch mehr Strom, noch mehr Temperatur gesehen, als sie durften. Das Einzige, was wir manipuliert haben: Wir haben einen einfachen Fehler in der Batterie herbeigeführt. Es kann sein, dass ein Kommunikationskabel irgendwo abgerissen ist. Es kann sein, dass ein Transistor durchgebrannt ist, es kann sein, dass ein Relais irgendwo nicht ordnungsgemäß geöffnet hat – aber wir haben nur einen solchen Fehler herbeigeführt. Und unsere Philosophie ist, dass ein stationäres Speichersystem auch bei einem Fehler nicht anfangen darf zu brennen. 

Magazin: Traten Probleme bei allen Typen von Lithium-Batterien auf, die es gibt oder gibt es Unterschiede im Betrieb der einzelnen Batterie-Typen?

Wollersheim: Es gibt kleine Unterschiede: Also Lithium-Ionen-Batterie – das ist ja ein Sammelbegriff für viele verschiedene Typen von Batterien. Da gibt es Lithium-Eisenphosphat-Batterien, Lithium-Nickel-Mangan-Cobaltoxid-Batterien, Lithium-Mangan-Spinelle und so weiter – all das sind Lithium-Ionen-Batterien und die unterscheiden sich ein bisschen in der Brisanz des Batteriematerials. Man muss sich das so vorstellen: Je mehr Energie in dieser Batterie steckt, desto brisanter ist auch die Zelle, desto sorgfältiger muss die Batterie konstruiert sein, damit sie nicht brennt. Und da gibt es bestimmte Typen, die einfach etwas weniger brisant sind. Lithium-Eisenphosphat hat zum Beispiel eine geringere Energiedichte, es steckt weniger Energie in der Batterie. Außerdem liegt die Temperatur, bei der das unkontrollierte Durchgehen der Batterie, der sogenannte „Thermal Runaway“ beginnt, bei diesem Material etwas höher als bei anderen. Das heißt aber nicht, dass man weniger Aufwand treiben sollte, um diese Batterie sicher zu machen. Wie Sie hier sehen (zeigt auf einen Schaukasten/siehe Foto links): Das war eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie. Wenn da die Sicherheit des Systems nicht gewährleistet ist, dann brennt auch die.

Eine verbrannte Lithium-Eisenphosphat-Zelle am Stand des KIT zur Intersolar. Foto: Rutschmann

Eine verbrannte Lithium-Eisenphosphat-Batterie am Stand des KIT zur Intersolar. Foto: Rutschmann

Magazin: Warum sieht sie so glänzend schwarz aus?

Wollersheim: Das sind die Überreste dieser verbrannten Batterie. Das ist jetzt das, was man vom Graphit auf der Anode noch sieht, das ist eben grau bis schwarz. So sieht es aus, wenn so eine Batterie abgebrannt ist. Das ist jetzt auch nicht ein spezieller Einzelfall, der im Labor des KIT entstanden ist, sondern solche Brände hat es auch schon gegeben in deutschen Einfamilienhäusern. Wir wissen das aus Feuerwehrberichten, die wir studiert haben. Und das hat uns eben dazu geführt, diese Sicherheitstests zu machen, um die Branche und auch die Bevölkerung darauf aufmerksam zu machen, dass es leider auch einige unsichere Systeme auf dem Markt gibt – neben den vielen sicheren, die es auch gibt.

Magazin: Wie viele Lithium-Eisenphosphat-Batterien haben Sie untersucht?

Wollersheim: Wir haben Batterien von ungefähr fünf Herstellern gekauft und davon waren vier mit Lithium-Eisenphosphat-Zellen ausgestattet. Der Grund dafür ist, dass die Lithium-Eisenphosphat-Zellen normalerweise relativ günstig aus Fernost bezogen werden können und im Moment versuchen alle Hersteller, so preisgünstig wie möglich anzubieten, was dann leider in einigen Fällen zu Lasten der Sicherheit geht.

Magazin: Vom Bundesverband Solarwirtschaft und dem Zentralverband der Deutschen Elektro- und Informationstechnischen Handwerke heißt es, es liege am Hersteller, dass dieser sein System so baut, dass die Batterie sicher betrieben wird und mehrfache Absicherungen aufweist, dass es eben nicht zu einem Unfall kommen kann.

Wollersheim: Das sehen wir grundsätzlich genauso. Das liegt am Hersteller: Das ist die Rechtslage in Deutschland. Jeder Hersteller ist selber verpflichtet, seine Systeme sicher zu bauen. Es gibt keine unabhängige Prüf- oder Zertifizierungsinstanz, die das noch mal überprüft. Daher ist ein großes Maß an Verantwortung beim Hersteller. Und das Einzige, was wir jetzt öffentlich gemacht haben, ist, dass es ein paar Hersteller gibt, die in Deutschland diese Verantwortung nicht ernst nehmen. Und das ist in diesem Fall besonders gravierend, weil eben leicht Menschen zu Schaden kommen können. Ich verstehe die Position vom BSW – es gibt schließlich sehr viele Hersteller, die das sehr ernst nehmen und sehr sichere Systeme bauen. Unser Plädoyer ist, dass diese Branche jetzt hergeht und sich selber Regeln gibt und für die Umsetzung und Durchsetzung dieser Regeln sorgt, um zu verhindern, dass sicherheitsdefizitäre Systeme auf den Markt kommen.

Magazin: Wie waren denn die Reaktionen auf Ihren Bericht?

Wollersheim: Erstmal hat er relativ große Aufmerksamkeit erregt. Das kann man, glaube ich, sicher sagen. Es gab eine sehr große Bandbreite von Reaktionen. Die reichte von unerfreulichen Briefen der Hersteller, die betroffen sind, was auch verständlich ist, bis hin zu großer Unterstützung zu den Herstellern hochwertiger Speichersysteme, die alle unisono gesagt haben: „Gott sei Dank, dass endlich mal jemand öffentlich macht, dass es hier ein Problem gibt in Deutschland. Wir hätten das gern schon selber gemacht, aber wir haben ja immer das Problem, wenn wir damit selber an die Öffentlichkeit gehen, dass man uns sofort ein Eigeninteresse unterstellt.“ Deswegen finden die hochwertigen Hersteller das eigentlich gut, dass das Thema jetzt aufgebracht wird und ich glaube, dass es da auch eine Allianz der hochwertigen Hersteller geben könnte, die vielleicht auch eine Art Gütesiegel einführen, das man haben muss, damit so ein Gerät überhaupt noch verkauft werden kann.

Magazin: Ich kann mich nicht dran erinnern, dass Sie die Namen der Hersteller, die durchgefallen sind, öffentlich gemacht haben. Diese haben sich aber sehr wohl angesprochen gefühlt?

Wollersheim: Die betroffenen Hersteller wissen, dass ihre Geräte im Test waren und wissen auch, dass da Defizite vorhanden sind. Wir erwarten jetzt, dass aufgrund dieser Ergebnisse die Hersteller a) hingehen und die betroffenen Geräte aus dem Markt holen und b) die Defizite in ihren Produkten beseitigen oder aufhören, diese Produkte zu verkaufen. Dafür werden wir ihnen jetzt eine gewisse Zeit einräumen. Wenn wir beobachten, dass das passiert, ist es für uns erst einmal in Ordnung. Wenn es nicht passieren sollte, dann werden wir uns überlegen, auch die Namen der Hersteller zu veröffentlichen. Wir wollen ja niemanden an den Pranger stellen, wir wollen einfach auf ein Problem aufmerksam machen und wollen, dass dieses Problem gelöst wird und dann ist aus unserer Sicht alles gut. Wir sind nicht die Stiftung Warentest, die dann irgendwelche Noten für einzelne Produkte vergibt. Das ist nicht unsere Aufgabe als öffentlich geförderte Forschungseinrichtung.

Magazin: Vielen Dank für das Gespräch.

Das Interview führte Ines Rutschmann auf der Intersolar Europe in München.

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Ines Rutschmann editor