ESS 추가화재 원인 '배터리 이상' 지목…"배터리가 발화지점"

5건 중 4건에서 배터리 이상 추정…높은 충전율과 결합돼 화재
충전율 제한 의무화 등 추가 대책…배터리 제조사들, 반발

지난해 8월 이후 에너지저장장치(ESS)에서 발생한 화재 5건의 원인이 배터리에 있다는 결론이 나왔다.

앞서 정부는 지난해 6월 ESS 화재 조사 결과 발표 당시 배터리 자체보다는 외부에 화재 요인이 있다고 밝힌 바 있다.

하지만 이후에도 추가 화재가 발생하면서 결국 배터리 이상을 화재 원인으로 다시 지목했다.

ESS 화재사고 조사단은 6일 정부세종청사 산업통상자원부 기자실에서 열린 브리핑에서 지난해 8월 30일∼10월 27일 발생한 5건의 화재사고를 조사한 결과 개별 사업장마다 다소 차이는 있으나 전반적으로 배터리 이상이 원인이 된 것으로 추정된다고 밝혔다.

ESS는 불이 나면 전소되는 특성상 발화지점 배터리가 소실돼 원인 분석에 어려움이 있었지만, 종합적인 조사와 분석을 근거로 이 같은 결과를 도출했다고 조사단은 설명했다.

개별 사업장별로 보면 충남 예산은 운영 기록을 토대로 배터리가 발화지점인 것으로 분석했고 현장에서 수거한 배터리에서 내부 발화 시 나타나는 용융(물질이 가열돼 액체로 변하는 현상) 흔적을 확인했다.

같은 시기 같은 모델을 설치한 인근 ESS 사업장에서 비슷한 운영기록이 있는 배터리를 수거해 해체·분석해보니 일부 파편이 양극판에 붙어 있고 배터리 분리막에서 리튬-석출물(절연유가 방전 현상 또는 화학 변화로 인해 사용 중에 점차 변질하여 생성되는 것)이 형성된 것을 확인했다.

강원 평창 역시 운영기록을 통해 배터리가 발화지점으로 분석됐고 과거 운영기록에서 충전 시 상한전압과 방전 시 하한전압의 범위를 넘는 충·방전 현상을 발견했다.

이때 배터리 보호 기능도 동작하지 않았다.

유사한 ESS 사업장에서 수거한 배터리에서는 양극판 내부손상이 확인됐고 분리막에서 구리 성분이 검출됐다.

경북 군위는 폐쇄회로(CC)TV와 운영기록에서 배터리가 발화지점임을 확인했고 현장 조사에서 수거한 배터리에서 용융 흔적을 발견했다.

사고 사업장에서 전소되지 않고 남은 배터리 중 유사한 운영기록을 보인 배터리를 해체·분석한 결과 음극활물질에 돌기가 나 있었다.

경남 김해는 CCTV상 배터리에서 연기가 발생한 점과 시스템 운영기록(EMS)을 미뤄봐 배터리가 발화지점이라고 판단했다.

또 그간의 운영기록을 보면 6개월 동안 화재가 발생한 지점의 배터리 간 전압 편차가 커지는 경향이 나타났다.

사고 사업장과 비슷한 ESS 사업장의 배터리에서는 양극판 접힘 현상이 발견됐고 분리막과 음극판에는 갈변 현상과·황색 반점이 있어 정밀 분석해보니 구리와 나트륨 성분 등이 검출됐다.

조사단은 이 같은 분석 결과를 바탕으로 네 군데 사업장의 경우 배터리 이상이 화재에 영향을 미쳤다고 판단했다.

김재철 공동 조사단장(숭실대 전기공학부 교수)은 "배터리 이상이 추정된다고는 것은 배터리를 제조할 때에 일부 배터리에서 조금씩 문제가 있었던 점과 과충전, 과방전, 저전압 등 운영상의 문제가 합해져 앞으로 (해당 배터리를) 계속 쓰면 문제가 생길 수 있다는 의미"라고 설명했다.

다만 경남 하동은 노출된 가압 충전부에 외부 이물질이 닿으면서 화재가 발생했다고 추정했다.

이번 조사 결과는 배터리 자체의 문제보다는 관리 등 외부요인을 지적했던 첫 번째 조사와는 완전히 결이 다르다.

앞서 정부는 2017년 8월부터 1년 9개월간 23건의 ESS 사업장 화재가 발생하자 '민관 합동 ESS 화재사고 원인조사위원회'를 구성하고 조사를 진행했다.

조사위는 지난해 6월 조사 결과 발표 당시 ESS 설비에 대한 부실한 보호·운영·관리 체계가 원인이 됐다고 밝혔고, 이를 토대로 안전기준과 관리체계를 개선한 대책이 나왔다.

하지만 이후에도 5건의 추가 화재가 발생하면서 다시 조사가 이뤄지게 됐고, 이번에는 배터리 자체의 결함에 더 큰 무게를 두는 다른 결론을 내놓은 것이다.

김 조사단장은 "시스템·배터리 운영기록, 절연감시기록 등 보존된 정보를 활용해 지난 조사위보다 배터리 이상과 화재 발생 간의 관련성을 명확하게 규명할 수 있었다"며 "높은 충전율 조건으로 운영하는 방식과 배터리 이상 현상이 결합해 화재가 발생한 것으로 추정한다"고 말했다.

그는 "1차 조사는 설비가 전부 다 타고 기록도 없어서 설치 환경, 외부적 환경 이런 거로만 조사할 수밖에 없었다"며 "우리도 배터리 운영 기록이 없었으면 그렇게 갈 뻔했다"고 덧붙였다.

첫 번째 조사에서 직접적인 책임에서 벗어났던 배터리업계는 이번 조사 결과에 대해 강하게 반발했다.

삼성SDI와 LG화학은 조사단의 발표 직후 해당 조사 결과를 조목조목 반박하는 자료를 냈다.

또 이례적으로 이날 브리핑에 LG화학과 삼성SDI 관계자가 직접 참석해 입장문을 발표하기도 했다.

다만 입장문에서는 조사 내용에 대해 반박하기보다는 회사별 안전대책을 중점적으로 설명했다.

삼성SDI 임영호 부사장은 "조사단 활동 결과가 건강한 ESS 생태계 구축을 위한 중요한 시발점이라고 생각하고 존중한다"며 "배터리 선도업체로서 ESS 안전성 강화에 집중해 ESS에 대한 국민과 고객의 신뢰 회복하고 생태계를 복원하는 데 앞장서겠다"고 밝혔다.

LG화학 신영준 ESS전지 사업부장은 "조사 결과를 존중하고 중국 난징(南京)에서 생산한 ESS 배터리를 전량 회수하기로 했다"면서 "이번 조사가 침체된 ESS 산업을 다시 회복시키는 중요한 계기가 될 것으로 생각하며 정부, 업계가 적극적으로 협력해 신뢰를 회복하기 위해 노력하겠다"고 강조했다.

정부는 조사단의 권고를 반영해 신규설비는 충전율 제한을 옥내 80%, 옥외 90%로 의무화하고, 기존설비는 동일한 충전율로 하향토록 권고하는 추가 안전대책을 내놓았다.

아울러 신규 설치하는 ESS 설비는 물론 기존에 설치한 설비에 대해서도 블랙박스 내 운영 데이터를 별도 보관하도록 권고하기로 했다.

/연합뉴스