ESS 화재원인…배터리 결함으로 밝혀져
ESS 화재원인…배터리 결함으로 밝혀져
  • 김동수 기자
  • 승인 2020.02.06 17:30
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ESS 화재사고 4곳, 발화지점 배터리로 확인
화재원인 높은 충전율 조건 운영‧배터리 이상 결합
산업부, 충전율 80~90%로 제한 등 ESS 추가 안전대책
에너지저장장치(ESS)(산업통상자원부 제공)/그린포스트코리아
에너지저장장치(ESS)(산업통상자원부 제공)/그린포스트코리아

[그린포스트코리아 김동수 기자] 지난해 8월 이후 발생한 에너지저장장치(이하 ESS) 화재사고 5건 중 4건이 배터리 이상이라는 조사 결과가 나왔다. 높은 충전율 조건으로 운영하는 방식과 배터리 이상 현상이 결합해 화재가 발생한 것으로 분석됐다.

ESS 화재사고 조사단(이하 조사단)이 지난해 8월부터 10월까지 발생한 5곳의 ESS 화재사고 원인을 조사한 결과 4곳 사업장의 화재원인을 배터리 이상으로 추정된다고 밝혔다.

ESS는 태양광·풍력발전으로 생산된 전기나 심야 전기를 배터리에 저장했다가 필요할 때 쓸 수 있도록 하는 장치를 의미한다.

배터리 결함이 화재원인으로 추정되는 사업장은 △충남 예산 △강원 평창 △경북 군위 △경남 김해 등 총 4곳이다. 조사대사 중 나머지 한 곳인 경남 하동은 노출된 가압 충전부에 외부 이물이 접촉해 화재가 발생된 것으로 추정된다.

조사단은 지난 조사위 결과, 사고 사업장의 운영기록 등을 분석하고 현장조사, 배터리 해체‧분석, 유사 ESS현장 검측, 입체 단층 촬영(3D X-ray CT) 검사 및 검증시험 등 광범위한 조사를 실시했다.

그 결과 4곳 사업장의 화재 발화지점이 배터리인 것으로 나타났다. 조사단은 유사한 운영기록을 보인 배터리를 수거해 해체‧분석하는 조사를 벌였다.

구체적으로 충남 예산의 경우 운영기록을 통해 배터리가 발화지점인 것으로 분석됐다. 또한 현장에서 수거한 배터리에서 내부발화 시 나타나는 용융흔적을 발견했다. 이와 함께 사고사업장과 동일모델, 동일시기에 설치된 인접 ESS 사업장에서 유사한 운영기록을 보인 배터리를 수거해 해체‧분석한 결과, 일부 파편이 양극판에 점착됐거나 배터리 분리막에서 리튬-석출물이 형성된 것으로 나타났다.

강원 평창 과거 운영기록에서 충전 시 상한 전압과 방전 시 하한 전압의 범위를 넘는 충‧방전 현상이 발견됐고 이 경우에 배터리 보호기능이 미작동된 것으로 확인됐다. 유사 ESS 사업장에서 유사한 운영기록을 보인 배터리를 수거해 분석한 결과 양극판 내부손상이 확인됐고 분리막에서 구리성분이 검출됐다.
 
경북 군위는 현장조사에서 수거한 배터리에서 내부 발화시 나타나는 용융흔적도 확인됐으며  전소되지 않고 남은 배터리 중 유사한 운영기록을 보인 배터리를 분석한 결과, 음극활 물질 돌기 형성이 확인됐다.

경남 김해의 경우 그동안의 운영기록을 분석한 결과 6개월 동안 화재가 발생한 지점의 배터리들 간에 전압 편차가 커지는 경향이 나타났다. 역시 유사 사업장 배터리를 분석한 결과 양극판 접힘 현상이 발견되고 분리막과 음극판에 갈변‧황색 반점이 확인, 구리와 나트륨 성분 등이 검출됐다.

조사단 측은 “높은 충전율 조건(95% 이상)으로 운영하는 방식과 배터리 이상 현상이 결합되어 화재가 발생한 것으로 추정된다”며 “신규뿐만 아니라 기존 ESS에도 시스템‧배터리 운영기록을 저장하고 보존하는 장치를 설치하는 것이 필요하다”고 밝혔다.

이에 산업통상자원부(이하 산업부)는 이번 화재조사결과 등을 토대로 마련한 ‘ESS 추가 안전대책’을 추진한다고 밝혔다.

우선 이번 달 안에 신규 ESS 설비는 설치장소에 따라 충전율을 80% 또는 90%로 제한할 방침이다. 기존설비는 충전율 하향을 권고할 예정이며 업계의 부담이 완화될 수 있도록 재생에너지 연계용 ESS 운영기준 및 특례요금 개편 방안을 마련할 계획이다.

또한 옥내설비를 옥외이전을 지원하며, 사고원인 규명을 위한 운영데이터 보관 블랙박스 설치도 권고한다.

인명피해 예방을 위한 철거‧이전 등 긴급명령 제도도 신설한다. 이와 함께 긴급명령으로 인해 손실이 발생할 때에는 보상을 지급할 수 있는 근거를 마련하고, 긴급명령의 미이행에 따른 벌칙(2년 이하 징역 또는 2000만원 이하 벌금) 등도 신설할 방침이다.

이와 함께 ESS 운영제도 개편 및 활성화 방안도 마련해 추진한다. 전력 수요대응과 계통안정에 기여토록 ESS 운영제도 개편 추진하고 화재 취약성을 개선한 고성능 이차전지 개발과 ESS 재사용‧재활용 방안 마련할 계획이다.

kds0327@greenpost.kr



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