Experteninterview zur Batterieverordnung

DKE: Herr Timke, stellen Sie sich unseren Leserinnen und Lesern bitte vor. Wer sind Sie und was machen Sie?

Timke: Ich arbeite als Senior Battery Expert für Solarwatt, ein Hersteller von hochwertigen PV-Modulen, Energiemanagementsystemen und Speichersystemen. Ein Aufgabenschwerpunkt ist die Arbeit in Fachgremien, um beispielsweise die normativen Anforderungen rechtzeitig in die Produktentwicklung und in die Produktprüfung einfließen zu lassen.

In die Normung gekommen bin ich sehr früh und auch in ganz kleinen Schritten. Mein Weg hat mich zunächst nach Kamenz bei Dresden zu Li-Tec Battery geführt, ein Hersteller von Lithium-Ionen-Zellen, anschließend zum südkoreanischen Zellhersteller SK Innovation und dann zum Karlsruher Institut für Technologie (KIT), wo ebenfalls eine Zellproduktion und Zellforschung angelagert war. Bei allen Projekten wurde mangels umfassender Normen die gleiche, entscheidende Frage gestellt: Welche Normen und Standards müssen wir anwenden, um die Sicherheit und Lebensdauer großformatiger Lithium-Ionen-Batterien möglichst vollständig nachzuweisen? Auf diese Weise kam ich immer wieder mit Kolleginnen und Kollegen in Kontakt, die bereits aktiv in Gremien tätig waren.

Seit 2015 bin ich aktiv und engagiere mich im nationalen Normungsgremium DKE/K 371, dem neuen DKE/UK 371.1 für Li-Ionen-Batterien und mehreren Arbeitskreisen. Hintergrund war, dass wir vom KIT ein Jahr zuvor mit deutschen Verbänden (BVES, BSW, DGS, ZVEI, ZVEH) einen Sicherheitsleitfaden für Lithium-Ionen-Heimspeicher erarbeitet haben. Der Leitfaden wurde zusammen mit dem Prüfplan so gestaltet, dass Produkte danach in Prüflaboren getestet werden konnten. Das wurde zu dem Zeitpunkt dringend gebraucht, denn zum einen wurde der Markt durch die damalige KfW-Förderung stark „erhitzt“ und zum anderen gab es noch keine passenden Normen. Dringend deshalb, weil hier ein Sicherheitsrisiko vorlag und auch Unsicherheit bei Entscheidern bestand, worauf zu achten ist, denn die qualitativ sehr unterschiedlichen Systeme wurden nicht in Batterieräumen aufgebaut, sondern in Einfamilienhäusern.

So kam es einerseits zur Entstehung des Sicherheitsleitfaden, dessen Inhalte mittlerweile in die VDE Anwendungsregel VDE-AR-E 2510-50 übernommen worden sind, und andererseits zu meinem Einstieg in die Normung. Seitdem habe ich mich auch in der Normung weiterentwickelt und engagiere mich unter anderem in IEC Working Groups TC 21/WG 8, SC 21A/WG 5 und SC 21A/WG 6 sowie in CENELEC TC 21x und den Working Groups darunter.

Normungsgremium DKE/K 371 Akkumulatoren

Aufgabenbereich des DKE/K 371 ist die Erarbeitung von Normen für die Sicherheitsanforderungen von wieder aufladbaren (sekundären) Batterien, Batteriezellen und Batteriesystemen beteiligt.

Zudem ist das Komitee für Produktnormen aller Anwendungsbereiche zuständig, wie beispielsweise stationäre Speicher, Starterbatterien, Traktionsbatterien, Flugzeugbatterien, aber auch für Batterien in Elektrostraßenfahrzeugen, Pedelecs und portablen Anwendungen.

Batteriesicherheit sollte kein Wettbewerb sein – das schadet dem Markt und allen beteiligten Akteuren

DKE: Ihre Arbeit besteht also vorrangig darin, in Normungsgremien aktiv zu sein und sich mit anderen Expertinnen und Experten auszutauschen? Warum ist das für Ihr und für andere Unternehmen so wichtig?

Timke: Genau, das ist zusammen mit dem Einbringen der Normungsthemen in die Produktentwicklung und Prüfungen und gemeinsamen, normungsrelevanten Forschungsprojekten eine meiner Hauptaufgaben. Für uns ist es wichtig, in Gremien aktiv zu sein, um das Wissen über zukünftige Entwicklungen rechtzeitig in unsere eigenen Produktentwicklungen und Produktprüfungen für den europäischen Markt einfließen zu lassen. Vor allem Standards für stationäre Li-Ionen-Speichersysteme befinden sich noch stark in der Wandlungsphase. Insofern tut sich auch einiges in der Normung, gerade im Hinblick auf die kommende Batterieverordnung, für die bisher nur für stationäre Speicher neue Sicherheitsnormen von der EU beauftragt sind. Es gibt aber noch viele weitere Bereiche, zum Beispiel Netzanschlussvorgaben, in denen viel Bewegung drin ist. Und für Solarwatt ist es vorteilhaft, frühzeitig zu wissen, in welche Richtung sich die Normung bewegt, zumal alle Expertinnen und Experten in den Gremien die Chance haben, Normung aktiv mitzugestalten.

Bei uns im Unternehmen bin ich allerdings nicht der Einzige, der sich mit Normung und Forschung beschäftigt. Die Kolleginnen und Kollegen, die ebenfalls an den Themen arbeiten, kenne ich schon seit vielen Jahren. Wir haben recht früh festgestellt, dass wir unter anderem unser Wissen zur Batteriesicherheit teilen wollen. Wer neben den anderen Aspekten einer Batterie vor allem Lithium-Ionen-Zelltechnologie gut beherrscht, kann auch sichere Systeme bauen. Auch die Erfahrungen aus der Zeit bei Zellherstellern, die bei uns mehrere Kolleginnen und Kollegen haben, sind sehr wertvoll. Unserer Ansicht nach sollte Sicherheit daher auch kein Wettbewerb sein, getreu dem Motto: „Es kann halt brennen, nur bitte nicht bei uns.“ Das wäre eine Einstellung, die neben den vermeidbaren Personen- und Sachschäden am Ende zusätzlich der gesamten Branche, dem Markt und potenziellen Innovationen schadet.

Aber es gibt auch Bereiche, in denen viel Forschung steckt, und wo niemand gefährdet wird. Dazu zählt beispielsweise die Erhöhung der Batterielebensdauer, was neben dem Kundenvorteil auch ein Nachhaltigkeitsthema ist. Und das ist der durch eigene Forschung und Erfahrung verdiente USP von Herstellern, der nicht mit anderen geteilt wird. Was aber geteilt wird, ist mittlerweile so komplex und soll ja auch möglichst alle Li-Ionen-Batterien abdecken, dass zum Teil gemeinsame Forschung notwendig ist – zum Beispiel das Verbundprojekt ProLIB mit mehreren Industriepartnern, dem KIT und der DKE.

Lithium-Ionen-Akkus: Kompendium und Praxisleitfaden für Hersteller, Entwickler und Anwender

Lithium-Ionen-Akkus verfügen über zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten – von tragbaren Geräten über die Elektromobilität bis hin zu stationären Heimspeichern. Der entscheidende Vorteil gegenüber anderen Akkus: eine deutlich höhere Energiedichte. Li-Ionen-Akkus sind allerdings nicht ganz unproblematisch.

Das VDE Kompendium sowie eine Risikoeinschätzung für Lithium-Ionen Speichermedien bieten allen Interessierten einen guten Einstieg in dieses Thema.

Batterieverordnung stellt die Normungsarbeit vor große Herausforderungen

DKE: Die Veröffentlichung der finalen Version der Batterieverordnung steht praktisch vor der Tür. Geben Sie uns einen Einblick, wie die Normung, speziell das Gremium DKE/K 371, bisher in den Prozess involviert war.

Timke: Dafür müssen wir zeitlich etwas zurückgehen. Angefangen hat alles mit dem Versuch der EU, den „Batteriebereich“ unter die Ökodesign-Richtlinie zu bringen. Das ist allerdings gescheitert, weil Anforderungen und Ergebnisse nicht zusammengepasst haben, um das an dieser Stelle einmal vorsichtig zu formulieren. Trotz früher Kommentierung durch tatsächliche Batterieexpert*innen, ist meines Erachtens etwas spät dann auch irgendwann der EU bewusst geworden, dass Batterien von Natur aus nicht zur Ökodesign-Richtlinie passen. Nachhaltigkeit für Batterien ist natürlich wichtig, es war nur nicht der passende Rahmen.

Problematisch ist allerdings, dass einiges von den erarbeiteten Vorgaben für die Umsetzung in der Praxis nicht bis zum Ende gedacht wurde. Allerdings, und das muss man an dieser Stelle betonen, ist es so, dass ich keine Batterieexpert*innen in keinem Gremium kenne, die sich gegen die Batterieverordnung ausgesprochen haben. Im Gegenteil: Vor allem Hersteller von Produkten für den Bereich der Erneuerbaren Energien, so wie Solarwatt, sind natürlich dafür, dass Batterien nachhaltiger werden und die gleichen Regeln für alle gelten sollen. Dennoch darf das, speziell bei Li-Ionen-Batterien, nicht auf Kosten der Batteriesicherheit geschehen, bei Themen, die sowohl Nachhaltigkeit als auch Sicherheit betreffen – und das müsste es auch nicht, wenn der Lösungsraum offen genug bliebe.

Ein weiteres Problem ist die sehr unterschiedliche Detailtiefe der Batterieverordnung im Hinblick auf die Umsetzung – das ist für Verordnungen ungewöhnlich und stellt uns immer noch vor Probleme. Im Gremium DKE/K 371 haben wir sofort eine ad-hoc-Gruppe mit Fachleuten gebildet, die sich damit beschäftigt haben – und glauben Sie mir, das ist nicht wenig Text zu lesen und zu verstehen, speziell auch unter Berücksichtigung aller relevanten Batterie-Anwendungen, Batterie-Chemien und Batterie-Topologien für die Praxis.

Eine wesentliche Erkenntnis war dann, dass wir alle sehr ähnliche Probleme sehen, vor allem, dass die Batterieverordnung auch Vorgaben enthält, die wir aus Sicht der Normung gar nicht umsetzen können, ohne beispielsweise gegen Gefahrgutrecht zu verstoßen oder Typprüfungen als eine der wichtigsten Säulen der Produktsicherheit nicht in allen Fällen nutzen zu können. Für uns war schnell klar, dass die Batterieverordnung von ihrer Idee her gut ist, aber die EU hierbei klar den Fehler gemacht hat, dass sie bei der Art der Umsetzung zu weit ins Detail geht und darüber hinaus auch die Form vorschreibt, wie die Umsetzung zu erfolgen hat. Und dieser Fehler ist bis heute nicht korrigiert worden.

Aus dem Grund haben wir im Gremium DKE/K 371 ein Positionspapier veröffentlicht, in dem wir das Vorhaben der Batterieverordnung positiv hervorgehoben, aber auch darauf hingewiesen haben, welche konkreten Probleme auf uns zukommen werden. Leider hat das nichts geändert. Für mich ist das bis heute unverständlich, denn das Positionspapier wurde von ausgewiesenen Expertinnen und Experten verfasst und über eine nationale Organisation, die DKE, kommuniziert.

Es kam dann, wie es kommen musste – und ich fasse mich jetzt kurz: Die EU hat einen Entwurf für einen Standardization Request gesendet, der zwar ebenfalls von uns und anderen europäischen Gremien kommentiert wurde, aber auch diese Kommentare sind nicht wirklich eingeflossen. Mit wenigen, kaum relevanten Änderungen wurde am Ende ein zweiter Entwurf von CENELEC angenommen, mit dem wir im Gremium natürlich ebenfalls nicht glücklich sind. Da sitzen ausschließlich Fachleute mit jahrelanger Erfahrung, Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln, zu testen und auf den Markt zu bringen. Und wenn diese Expertise nicht berücksichtigt wird, ist das schon etwas frustrierend.

Nach der Annahme des zweiten Entwurfs vom Standardization Request durch CENELEC haben wir dort eine neue ad-hoc-Gruppe gebildet, die sich der Koordinierung angenommen hat, denn für die Umsetzung braucht es einen Arbeitsplan: Anforderungen, Strukturierungen, Unterscheidung nach Sicherheit und Performance etc. Wie bauen wir die neuen Normen auf? Welche Punkte sollen die Normen jeweils enthalten? Wo müssen wir feiner auflösen? Der Input zu allem, was nicht „Automotive“ ist, kam fast ausschließlich aus dem Gremium DKE/K 371. Derzeit sind wir im Arbeitskreis DKE/AK 371.0.100 damit beschäftigt, die entsprechenden Anträge für die Normenprojekte zu schreiben, um rein formell die Arbeiten in den CENELEC Working Groups starten zu können. Die Arbeit in den DKE Arbeitskreisen hat zum Teil schon begonnen, um die Inhalte vorzubereiten.

DKE Innovation Campus 2023 – Speichertechnologien

Speichertechnologien haben für die Elektrifizierung von Gebäuden, Industrie, Verkehr und Gesellschaft eine große Bedeutung. Und genau deshalb standen die verschiedenen Energiespeichertechnologien im Mittelpunkt der Veranstaltung. #Zuhören, #Mitreden, #Mitgestalten und #Respekt – das Credo nicht für diesen einen Tag. Für die Normung. Für uns als Gesellschaft. Für die Vision der All Electric Society.

VDE Anwendungsregel bietet bereits ein sehr hohes Maß an Sicherheit

DKE: Im Vorgespräch hatten Sie gesagt, dass der Inhalt der Batterieverordnung sehr komplex bzw. schwer vereinbar sei mit bereits etablierten Prozessen. Im Hinblick auf das Normungsmandat hat sich die Ad-hoc-Gruppe auf drei wesentliche Aspekte festgelegt. Welche sind das?

Timke: Ja, stimmt. Wir haben einen Rahmen festgelegt, in dem wir uns bei der Betrachtung und Bewertung bewegen.

Ein wichtiger Punkt für uns war dabei, dass die Produktsicherheit nicht geschwächt werden darf. Das ist auch definitiv nicht die Absicht der EU, aber es gibt dennoch Themen, speziell die Weiterverwendung gebrauchter Batterien, die es nahezu unmöglich machen, die normativen Anforderungen zu erfüllen. Ein typisches Beispiel hierfür wäre das Zerlegen einer Batterie bis auf Zellebene, um daraus eine neue Batterie herzustellen, wofür aber sinnvolle, hinreichende Typprüfungen kaum möglich sind.

Hier müssen wir betonen, dass wir dies vor allem auch aus deutscher Sicht betrachten, da wir mit den seit Jahren bewährten VDE Anwendungsregeln zur Sicherheit von stationären Lithium-Ionen-Batterien im weltweiten Vergleich bereits sehr gut aufgestellt sind. Exemplarisch dafür steht VDE-AR-E 2510-50, die in ihren Grundzügen auch in anderen Ländern angewendet und nur noch stellenweise ergänzt wird. Auf internationaler Ebene gibt es noch kein Äquivalent. Das heißt, wir haben in Deutschland mit dieser VDE Anwendungsregel bereits ein sehr hohes Maß an Sicherheit erarbeitet und festgelegt, das für den europäischen Rahmen zur Produktsicherheit maßgeschneidert ist.

Der zweite Punkt war ein überschaubarer Prüfaufwand. Wenn Normen falsch geschrieben und dann auch noch anders ausgelegt werden als ursprünglich gedacht, bedeutet das einen unnötig hohen Prüfaufwand. Für Hersteller, die große Stückzahlen produzieren, wäre das ärgerlich, aber noch realisierbar, weil sie das entsprechend auf die Menge umlegen können. Für KMUs hingegen würden sich deutlich größere Herausforderungen ergeben, die jedoch mit angepassten Lösungen vermeidbar oder zumindest reduzierbar wären.

Ergänzend zum Prüfaufwand betrachten wir den Bereich für Anwender. Zukünftig ist davon auszugehen, dass es zu mehr Eigentumsübergängen kommen wird. Das heißt, jemand verkauft die Batterie aus seinem Elektroauto an jemanden, der sie als Second-Life-Batterie für einen stationären Speicher nutzen möchte. In dem Fall geht es um die Wertbestimmung der Batterien – und auch da sollen die Normen so geschrieben werden, dass diese Wertbestimmung nicht zu kostenintensiv ist oder wochenlange Tests erfordert, sondern einfach umzusetzen sind.

Und der dritte Punkt betrifft ganz einfach die rechtzeitige Fertigstellung der Normen trotz der hohen Komplexität, die in der Batterieverordnung steckt. Das ist für Inverkehrbringer vor allem deshalb wichtig, weil Primärbatterien oder Starterbatterien aus Blei zukünftig eine CE-Kennzeichnung tragen müssen. Und bei der CE-Kennzeichnung ist es in der Regel so, dass auf produktspezifische Normen verwiesen wird, wodurch dann bei Umsetzung die Konformitätsvermutung ausgelöst wird. Bei der Niederspannungsrichtline oder Maschinenrichtlinie ist es nicht anders. Entsprechend müssen die Normen rechtzeitig fertig sein. Bei der Batterieverordnung ist jedoch noch nicht sicher, ob aus den Normen am Ende auch harmonisierte Normen werden, aber dennoch sind sie bereits frühzeitig sehr wichtig.

Mit der Radio Equipment Directive (RED), also der Richtlinie für Funkprodukte, hatten wir 2017 ein Beispiel, was passiert, wenn die Normen mit Ablauf der Übergangsfrist nicht rechtzeitig fertig sind: Es wäre fast zu einem Verkaufsstopp für Mobiltelefone und WLAN-Router gekommen. Einen ähnlichen Fall wollen wir im Hinblick auf die Batterieverordnung vermeiden.

Components & Technologies konzentriert sich auf Bauteile, Komponenten und Materialien, die in unterschiedlichsten Endprodukten verbaut werden und dort zur Anwendung kommen. Qualität und Eigenschaften der fertigen Produkte werden durch die eingesetzten Komponenten und Materialien entscheidend beeinflusst. Weitere Inhalte zu diesem Fachgebiet finden Sie im