충청남도 홍성군 광천읍에 위치한 태양광 발전시설 에너지저장장치 화재사진 2020~2021년에 발생한 #에너지저장장치(#ESS) 화재 원인이 배터리 내부 이상으로 인해 발생한 것으로 조사되었습니다. 이에 LG에너지솔루션은 이번 조사 결과에 대해 동의한다는 입장을 보였지만 삼성SDI는 명확한 원인이 규명되지 않았다고 반박했습니다.
‘제3차 #ESS 화재원인조사단(이하 조사단)’은 전남해남과 충북 음성, 경북 영천, 충남 홍성 등 사업장 4곳에서 발생한 #ESS 화재원인에 대한 조사결과를 5월 2일 발표했습니다.
민관 전문가로 구성된 조사단은 사고사업장의 현장감식과 운영기록 분석, 현장조사, 배터리 해체·분석, 증거물 정밀분석, 인접사업장 ESS 설비조사·실증실험 등으로 조사를 진행했습니다.
조사단은 해남과 음성, 영천, 홍성 ESS 화재를 모두 배터리 내부 이상으로 인한 화재로 추정했습니다. 그러나 배터리 제조업체의 과실 등 명확한 원인을 특정하고 있지 않습니다. 해남 사업장에는 삼성SDI 배터리, 음성·영천·홍천에는 LG에너지솔루션 배터리가 사용됐습니다.
조사단은 해남과 음성, 영천 등 3개 사업장의 폐쇄회로TV(CCTV)와 운영 기록을 분석한 결과 발화 지점을 배터리로 특정했습니다. 홍성도 운영기록에서 셀 전압 미세 변동 이후 전압이 급격히 떨어지면서 온도가 상승한 것으로 조사됐습니다.
조사단에 따르면 해남은 운영기록에서 충전률 권고기준이 준수되지 않았고 배터리 내부 가열 화재실험에서 화재사고와 유사한 운영기록이 확인됐습니다. 하지만 인접 사업장에서 진행한 충방전 실험에서는 불이 나지 않았다고 합니다.
특히 #배터리 소화설비의 경우 해남은 삼성SDI의 #소화설비가 작동한 것으로 추정돼 안전관리자들이 현장에서 소화활동을 진행했지만 화재가 확산됐습니다. 다만 삼성SDI에서 수행했고 조사단이 참관한 2차례 화재실험에서는 소화설비에 의해 불이 꺼졌습니다.
음성은 LG에너지솔루션의 소화설비가 정상 작동했지만 화재발생랙과 인접랙만 손상된 상태에서 자체 소화됐습니다. 영천 역시 소화 설비가 작동했지만 불이 번졌습니다. 홍성의 배터리 소화 설비는 제어 장치의 오결선에 의해 작동하지 않았습니다.
이와 관련해 LG에너지솔루션은 이번 조사 결과에 대해 동의한다고 밝혔습니다. LG에너지솔루션은 지난해 5월 ‘고객 안전 및 품질 최우선 원칙’에 따라 2017년 4월~2018년 9월 ESS 전용라인에서 생산된 제품에 대해 자발적 교환을 진행했습니다. 이번 조사 대상 배터리도 교체 범위에 포함되어 있습니다.
LG에너지솔루션은 “이미 선제적인 자체조사와 분석을 통해 발화요인으로 확인된 전극코팅 공정을 개선했다”며 “조사단은 화재조사 외 별도 실험을 통해 당사의 공정개선(2018년 9월) 이후 생산된 배터리의 안전성을 함께 검증했고, 그 결과 ‘화재를 포함한 배터리 고장이 발생하지 않아 분해분석 결과 전극코팅 이상현상 미발견’이라는 결론을 내렸다”고 설명했습니다.
삼성SDI는 명확한 화재 원인이 입증되지 않았다는 입장을 보였습니다. 삼성SDI는 조사단 결과에 대해 충전률 권고 기준을 준수하지 않았지만 그 차이가 5%에 불과해 직접적인 연관성이 없다고 반박했습니다.
배터리 소화설비의 지적에 대해서는 “소화활동이 오히려 #소화시스템의 적정한 작동을 방해했을 가능성이 높고, 강제 발화실험에서는 소화시스템의 정상동작과 유효성이 확인된 만큼 소화설비의 신뢰성이 있다”는 의견을 냈습니다.
또 저전압 셀이 발생했지만 배터리 사용에 따른 자연스러운 열화 현상으로 황반·갈변이 발생할 수 있어 셀 내부에서 구리 집전체 용융 형상이 확인됐지만 화재의 원인이라기보다 현상이라고 덧붙였습니다.
삼성SDI는 “조사단이 진행한 ESS 화재조사와 실증실험에 적극 참여했다”며 “수개월간 진행된 실증실험에서 화재로 재연되지 않아 명확한 원인규명을 하지 못했다”고 했습니다.
이와 함께 에너지저장장치(ESS) 화재 예방을 위해 안전기준이 한층 강화됩니다. 화재 확산 방지를 위한 #자체 소화 시스템도 추가됩니다.
울산시 남구 SK에너지 울산공장 에너지저장장치(ESS) 화재 산업통상자원부는 5월 3일 이런 내용의 ‘#ESS 안전강화대책’을 발표했습니다.
위 사례와 마찬가지로 조사결과 화재예방을 위한 배터리 안전기준 강화, 제조공정 개선, 자체 소화설비·배기시설 정비, 운영관리가 필요한 것으로 분석되어 안전확보에 대한 제도개선 및 산업성장을 위한 대책도 요구되고 있습니다.
이에 산업부는 조사 결과와 평가를 바탕으로 전문가·업계 의견 수렴을 거쳐 강화된 안전기준을 마련했습니다.
먼저 글로벌 추세를 반영하여 충전율 제한 규정(실내 80, 옥외 90% 이하)을 보증 수명으로 바꿉니다. 이는 보증 수명 기준으로 배터리 용량을 설계하여 사용자가 보증 수명 용량 이내에서 사용할 수 있도록 하기 위한 조치입니다.
또 배터리 셀의 열폭주 방지를 위해 적합성 인증을 의무화하고 지락(전류가 대지로 흐르는 것) 사고 시 절연저항이 제조사 기준 이하일 때 경보가 울리도록 안전기준도 개정합니다.
특히 # 화재 확산 방지를 위해 자체 소화 시스템을 추가하고 정상적인 작동 여부를 확인할 수 있도록 기준을 개정합니다. 안전관리자 점검도 매월 1회로 의무화할 방침입니다.
배터리실 폭발 예방을 위해서는 위험한 내부압력이 발생할 경우 내부압력 감압을 위한 배출기능이 설치되도록 기준 개정을 추진하겠습니다.
이와 함께 배터리 5MWh 이하 단위로 내화구조 격벽 설치를 의무화하고 업계 의견을 반영해 안전성 확보 범위 내 이격거리 규정을 완화하기로 했습니다.
산업부는 ESS 등 전기설비 화재조사 결과의 신뢰성을 담보하기 위한 가칭 ‘전기설비사고조사위원회’를 신설하고 결함이 있는 설비와 부품에 대해서는 제조사에 리콜 명령을 내릴 수 있도록 제도를 신설할 계획입니다.
아울러 ESS 전 사업장에 대한 실시간 안전관리 시스템을 구축해 화재를 예방하고 온라인 점검을 통해 기업 부담을 줄이는 한편 배터리·시스템 단위 시험·실증을 위한 안전관리 기반도 확충할 방침입니다.
이밖에 리튬계·장주기·고신뢰 ESS를 개발하고 전력계통 안정화를 위한 대규모 ESS를 설치할 계획이라고 합니다. 전문인력 양성 프로그램 등도 추진하고 있습니다.