ESS 사고, 배터리 보호시스템·운영환경관리 미흡 등 사고원인 확인

[산업일보]
지난해 5월부터 집중적으로 에너지저장장치(이하 'ESS') 화재가 발생한 이유는 배터리 보호시스템이나 운영환경관리, 설치 부주의 등 다양한 원인이 있는 것으로 확인됐다.

산업통상자원부(이하 '산업부')는 11일 ‘민관합동 ESS 화재사고 원인조사 위원회(이하 '조사위')’가 실시한 ESS 화재사고 원인조사결과를 공개하고, ESS 화재사고 재발 방지를 위한 종합안전강화대책 및 ESS 산업생태계 경쟁력 지원방안을 발표했다.

인명피해 방지를 위한 선제적 조치로 다중이용시설 전면 가동중단과 함께, 과학적이고 객관적인 사고원인 규명을 통한 근본적인 문제해결을 위해 ‘민관합동 ESS 화재사고 원인조사위원회’를 설치하고, 약 5개월 여에 걸쳐 조사활동을 실시했다.

조사위는 ESS 분야의 학계, 연구소, 시험인증기관 등 19명의 전문가로 구성했으며, 총 23개 사고현장에 대한 조사와 자료분석, 76개 항목의 시험실증을 거쳐 조사결과를 발표했다.

분석결과, 전체 23건의 화재사고 중 14건은 충전완료 후 대기중에 발생했으며, 6건은 충방전 과정에서 났고, 설치·시공중에도 3건이 발생한 것을 확인했다.

사고원인은 ▲전기적 충격에 대한 배터리 보호시스템 미흡 ▲운영환경 관리 미흡 ▲설치 부주의 ▲ESS 통합제어·보호체계 미흡 등 4가지 요인 때문이다.

일부 배터리 셀에서 제조상 결함을 발견했으나, 이러한 결함을 모사한 실증에서 화재가 발생하진 않았다. 다만, 조사위는 제조결함이 있는 배터리가 가혹한 조건에서 장기간 사용되면 위험요소가 될 수 있다고 밝혔다.

정부는 화재원인을 토대로 ESS 제조·설치·운영 단계의 안전관리를 강화하고, 소방기준 신설을 통해 화재대응 능력을 제고하는 종합적인 안전강화 대책을 시행키로 했다.

우선, ESS용 대용량 배터리 및 전력변환장치(PCS)를 안전관리 의무대상으로 해 ESS 주요 구성품에 대한 안전관리를 강화하도록 했다. 올해 8월부터 배터리 셀은 안전인증을 통해 생산공정상의 셀 결함발생 등을 예방하고, 배터리 시스템은 안전확인 품목으로 관리할 계획이다.

PCS는 올 연말까지 안전확인 용량범위를 현행 100kW에서 1MW로 높이고, ‘21년까지 2MW로 확대키로 했다.

국제표준화기구(IEC)에서 논의 중인 국제표준(안)을 토대로 세계에서 처음으로 ESS 전체 시스템에 대한 KS 표준을 제정했으며, 실증시험을 통해 확보한 다양한 데이터를 활용해 향후 ESS분야 국제표준 제안 등 국제표준화 논의를 주도해 나갈 계획이다.

ESS 설치기준을 개정해 옥내설치의 경우 용량을 총 600kWh로 제한하고, 옥외에 설치하는 경우에는 별도 전용건물 내 설치토록 규정해 안전성을 제고하고, 누전차단장치, 과전압보호장치, 과전류보호장치 등 전기적 충격에 대한 보호장치 설치를 의무화 하기로 했다.

배터리 만충 후 추가충전을 금지하고, 배터리실 온도·습도 및 분진 관리는 제조자가 권장하는 범위 내에서 관리되도록 기준을 설정할 계획이다.

기존 사업장의 안전조치에 대해서는 ‘ESS 안전관리위원회'가 사업장별 특성을 고려한 조치사항을 권고했으며, 정부는 이러한 권고를 바탕으로 업계와 협업하기로 했다.

ESS 안전관리위원회는 모든 사업장에 대해서는 전기적 보호장치, 비상정지 장치를 설치토록 하고, 각 사업장에서 배터리 만충 후 추가충전 금지, 온도‧습도‧먼지 등 운영환경이 엄격하게 관리되도록 할 생각이다.

가동중단 사업장 중 옥내 설치된 시설에 대해서는 공통 안전조치 외에 방화벽 설치, 이격거리 확보 등 추가 조치를 적용한 이후 재가동토록 조치한다. 가동중단 사업장 중 소방청이 인명피해 우려가 높다고 판단한 ESS시설에 대해서는 국민안전 확보를 위해 소방특별조사를 실시하고 그 결과에 따라 필요할 경우 옥외이설 등 안전조치를 시행키로 했다.

상기 안전조치를 이행하는데 소요되는 비용과 관련해, 공통안전조치는 각 사업장 ESS 설비의 안전강화를 위한 것이므로, 소유자·업계가 비용을 부담하되, 이미 업계가 자체적으로 조치 중이다. 방화벽 설치 등 추가안전조치는 옥내 설치된 ESS설비의 화재발생시 인명피해 방지를 위한 것으로, 정부가 비용의 일부를 지원한다.

산업부는 상기 안전조치의 이행여부 확인을 위해, 전기안전공사 등으로 'ESS 안전조치 이행 점검팀'을 구성하기로 했다. 수요관리용 ESS는 전기요금 할인특례 기간 이월을 한전과 협의해 지원할 예정이며, 재생에너지 연계 ESS에 대해서는 신재생에너지 공급인증서(REC) 가중치를 추가로 부여할 예정이다.

한편, ESS는 신재생에너지의 간헐성 보완, 전력소비 효율화 등을 위한 수요가 급증하면서 세계 각국에서도 미래 신성장 산업으로 적극 육성하는 분야이며, 그간 우리 ESS 산업은 동 분야 성장에 주도적인 역할을 해왔다.

하지만, 화재사태로 인해 양적 성장에 치우쳤던 ESS 산업을 되돌아보는 계기가 됐다. 정부는 이번 ESS의 안전제도 강화 조치를 기반으로 우리 ESS 산업 생태계의 질적 성장을 위해 분야별 경쟁력 강화를 지원한다.

ESS 핵심 구성품인 배터리 분야에는 화재 위험성이 적고 효율이 높은 차세대 배터리 개발 및 조기 상용화를 지원하고, PCS는 신뢰성 및 안전성 강화기능 향상을 위한 기술개발에도 힘쓰기로 했다.