ESS 화재 멈춰! 정부의 표적 수사 논란과 배터리 제조사의 대응책은?

ESS 화재 멈춰! 정부의 표적 수사 논란과 배터리 제조사의 대응책은?

대학생신재생에너지기자단 19기 이수연

ESS 화재 원인 조사의 '표적 수사', 정말 진실일까?
국내 ESS 화재에 대한 이슈는 여전히 불타는 중이다. 현재는 충전율을 낮추는 방향으로 일단락되었지만, 화재 원인을 두고 정부 민간합동 조사단과 배터리 제조사 간에 서로 다른 해석을 내놓고 있다. 정부 조사단은 1차 조사에서 배터리 결함보단 ESS 설비의 부실한 보호와 운영, 관리가 원인이라고 발표하였다. 하지만 이후 이루어진 2차 조사를 두고 화재 주범을 배터리에만 겨냥한 이른바 '프레임 조사'를 하는 것이 아니냐는 논란이 일었다. 이러한 논란이 제기되자 정부는 당일 언론을 통해 "모든 가능성을 염두에 두고 다각적인 원인분석을 진행하고 있다"며 반박했다.

[자료 1. ESS 화재 조사위 구성 및 조사 결과 비교]

출처 : 문화일보

또한 대한전기학회가 산업통상자원부에 제출한 보고서에 따르면 “과전류와 고전압 등 외부 스트레스"를 화재 원인으로 삼았기에, 관련 업계는 배터리만이 직접적인 원인이 아니라고 지적했다. 하지만 이에 대해 정부는 "전기적 보호장치, 배터리 결함, 시스템 측면 등 화재로 이어질 수 있는 다양한 원인을 이론적으로 분석한 것"이라고 반박하였다.
이외에도 셀의 기본 단위인 '젤리롤' 문제를 두고 조사위가 무리하게 결론을 끼워 맞춘 것이라는 의혹이 제기되었다. 젤리롤은 기본적으로 4개가 장착되어야 하지만, 조사위가 화재 현장에서 수거한 배터리에는 젤리롤이 3개만 있었기에 정부는 이를 두고 제조 공정상 결함이 있다는 결론을 내렸다. 하지만 이는 화재로 소실된 것일 뿐이며, 심지어 3개짜리 젤리롤은 불량으로 처리돼 아예 출시될 수 없기 때문이다.

ESS 화재 원인 해석을 둘러싼 대립 : 정부 vs 기업
정부가 ESS 화재 원인을 '배터리 내부 결함'으로 단정 지은 것에 대해 배터리 제조사는 다른 해석을 내비쳤다. 우선 '배터리 용융(고체가 열을 받아 액체로 변하는 현상) 흔적'을 두고 정부는 내부 발화로 인해 화재가 발생한 것이라고 하였다. 하지만 제조사 측은 "배터리는 ESS 내부 유일한 가연성 물질이라 불이 붙는 것이지 점화원은 아니다"라며 "배터리 외 다른 부분에서 화재가 발생해도 화재가 배터리로 전이됨으로써 배터리 내 용융 흔적이 생길 수 있다"고 했다. 따라서 배터리 용융 흔적을 내부 발화로 인한 것이라고 단정 지을 수 없다는 의견이다.

[자료 2. ESS 화재 원인에 대한 정부 조사 결과와 배터리 제조사의 반박]

출처 : 한국일보

또한 조사단이 지적한 '양극판 접힘 현상'에 대해 제조 공정에서 극히 드물게 발생하는 현상이며 배터리 용량 저하 영향만 있을 뿐 절대 화재 원인이 될 수 없다는 입장을 내비쳤다. 충·방전 시 전압 범위를 넘는 현상에도 정부는 배터리 보호기능이 작동하지 않았기에 화재의 원인이 되었다고 지적하였다. 하지만 업체들은 조사단이 데이터를 잘못 해석했다며 이물질 검출은 화학반응에서 발생하는 자연스러운 현상이라고 설명했다.

국내 배터리 제조사의 ESS 화재 대응책
계속되는 논란에 배터리 제조사인 LG에너지솔루션과 삼성SDI는 각각 대응 시스템을 마련하여 국내 ESS 화재 사고를 미연에 방지하겠다고 나섰다. 각 사는 전반적으로 추가적인 안전장치와 특수 소화 시스템을 도입하여 이미 설치된 ESS와 추후에 설치될 ESS에 적용하겠다고 밝혔다.
1) LG에너지솔루션 : '배터리 전량 회수' 및 '특수 소화 시스템' 도입
LG에너지솔루션은 배터리 결함으로 인한 화재에 대한 책임을 가장 피해 갈 수 없었던 기업이다. 정부의 조사 과정에서 LG 사의 특정 시기 설치된 특정 모델(JH3)에서 화재가 집중적으로 발생했다고 밝혀졌기 때문이다. 공교롭게도 한때 국내에서 ESS 배터리 수급난이 발생했을 때 LG화학의 중국 난징 전기차 배터리 공장은 사실상 개점휴업 상태였고, 전기차 공장을 ESS용으로 서둘러 전환해 공급하는 과정에 품질 하자가 발생한 것이 아니냐는 추측이 있다. 특히 LG의 다른 공장에서 생산한 배터리는 화재가 한 건도 없는데, 유독 난징공장의 생산분만 화재가 반복된다는 점이 이러한 추측을 뒷받침하고 있다.

[자료 3. LG에너지솔루션의 ESS 화재 확산 방지 시스템]

출처 : 핀테크경제신문

결국 LG화학은 약 2천~3천억 원을 들여 대대적으로 문제를 해결하고자 하였다. 우선 문제가 된 난징 공장에서 생산한 배터리 전량을 자발적으로 교체하며 특수 소화 시스템을 적용하였다. 이 시스템은 화재 발생 초기 단계에 물을 직접 수주해 열에너지를 낮추는 냉각방식을 채택해 대형화재로의 전이를 막을 수 있다. 또한 외부의 전기충격으로부터 배터리를 보호하기 위해 모듈퓨즈, 서지 프로텍터, 랙퓨즈, Fireproof-HDD, IMD(자동전원차단장치) 등의 안전장치를 설치하여 안전성을 강화하였다.

2) 삼성SDI : '특수 소화 시스템' 도입 및 '안전장치' 설치
삼성SDI는 배터리 보호를 위한 안전장치 설치에 이어 ESS 시스템 내에 발화 현상이 발생하더라도 화재로 확산하는 것을 근원적으로 차단할 수 있는 '특수 소화 시스템'을 개발해 도입한다고 밝혔다. 이 시스템은 첨단 약품과 신개념 열 확산 차단재로 구성되어있으며, 내부가 일정 온도 이상으로 올라가 발화 상태가 되면 특수 약품이 자동으로 분사돼 초기 불꽃을 1차적으로 끈다. 이로 인해 특정 셀에 불이 붙더라도 바로 소화하여 인근 셀로 화재가 확산되는 것을 조기에 막을 수 있다.

[자료 4. 삼성SDI 안전성 대책 주요 내용]

출처 : MK뉴스

기존에 도입한 안전장치 역시 SPD(과전압 차단), 모듈/랙 퓨즈(과전류 차단), 충격 감지 센서(운송·취급 과정에서 배터리 충격 감지)의 3단계로 구성되어있다. 삼성SDI는 총 약 2천억 원을 투입해 국내 사업장에 관련 조치를 완료하였으며, 배터리 보호장치부터 소화 시스템까지 갖춘 화재 예방 시스템을 구축하였다.

화재 없는 ESS로 나아가기 위한 도약
ESS는 배터리를 중심으로 여러 시스템이 결합되어 복합적으로 운영되는 장치이기 때문에, 화재 원인을 배터리만이 아닌 다양한 곳에서 찾아볼 필요가 있다. 특히 국내 배터리 제조사가 같은 공정으로 만든 ESS용 배터리는 해외에서 화재가 단 한 차례도 일어나지 않았다는 점을 미루어 보았을 때, ESS 국내·외 운영 환경에 대한 면밀한 비교가 반드시 필요하다. 이렇듯 배터리 측면과 아울러 단계적으로 화재 단계를 나누어 근원적인 대책을 세운다면, 계속된 화재로 인해 꽁꽁 얼어붙은 국내 ESS 업계에 다시 활기를 찾을 수 있을 것이다.

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참고문헌
[ESS 화재 원인 조사의 '표적 수사', 정말 진실일까?]
1) 권도경, "ESS 화재 원인 ‘답정너’ 결론 전망… 업계 당혹", 문화일보, 2020.01.31, http://www.munhwa.com/news/view.html?no=2020013101073103000002
2) ESS 화재사고 조사단·산업통상자원부, "ESS 원인조사 관련 언론보도에 대한 조사단 입장", 정책브리핑, 2020.01.31, https://www.korea.kr/news/policyNewsView.do?newsId=148868759

[ESS 화재 원인 해석을 둘러싼 대립 : 정부 vs 기업]
1) 윤태석, "“ESS 화재 원인은 배터리” 정부 발표에 업계 ‘부글부글’", 한국일보, 2020.02.06, https://www.hankookilbo.com/News/Read/202002061744326103
2) 이윤애, "LG화학·삼성SDI "ESS 화재, 배터리 직접적 원인 아니다"", 뉴스핌, 2020.02.06, https://newspim.com/news/view/20200206001276

[국내 배터리 제조사의 ESS 화재 대응책]
1) 박소연 외 1명, "삼성SDI, ESS 화재예방 '2000억 플랜' 가동", 아시아경제, 2019.10.22, https://www.asiae.co.kr/article/2019101411134884687&mobile=Y
2) 이영웅, "ESS 화재發 수주절벽 직면…생태계 복원 나선 배터리업계", 아이뉴스24, 2019.10.14, http://www.inews24.com/view/1214622
3) 이상복, "ESS화재 절반 이상 LG화학 특정 배터리에 집중", 이투뉴스, 2019.01.21, http://www.e2news.m/news/articleView.html?idxno=206634
4) 차성재, "LG화학 "ESS화재, 배터리가 직접적인 원인 아니다"", 핀테크경제신문, 2020.02.06, https://fintechtimes.co.kr/news/article.html?no=13942
5) 최동배, ESS사업 아는 만큼 성공한다, 산경e뉴스신문사, 28쪽, 2020.12.24
6) 황순연, "삼성SDI "ESS 화재 원천차단"…2000억 들여 선제대응", MK뉴스, 2019.10.14, https://www.mk.co.kr/news/business/view/2019/10/829711/