지난 1년 반 동안 전국에서 23건이나 일어난 에너지저장장치(ESS) 화재 원인이 배터리 시스템 결함, 전기적 충격 보호체계 미흡, 설치 부주의 등으로 밝혀졌다. 특히 특정시기에 만들어진 LG화학 배터리셀의 경우 제조결함으로 내부단락에 따른 화재발생 가능성이 높은 것으로 확인됐다.
정부는 ESS 추가 화재사고를 막기 위해 ESS용 대용량 배터리 및 전력변환장치(PCS)를 안전관리 의무대상으로 지정하고, 누전차단장치 등 전기적 충격에 대한 보호장치 설치를 의무화해 제조·설치·운영 전(全) 단계 안전관리를 강화하기로 했다. 정부 가동중단 권고에 따라 자발적으로 ESS 설비 가동을 멈춘 사업장에 대해서는 신재생에너지공급인증서(REC) 가중치를 추가 부여한다.
◇배터리 보호 미흡 등 4개 화재원인 확인
산업통상자원부는 11일 정부세종청사에서 ‘민관합동 ESS 화재사고 원인조사위원회’ 조사결과를 발표했다. 학계와 연구소, 시험인증기관 등 ESS 분야 전문가 19명으로 구성된 조사위는 5개월간 23개 사고현장에 대한 조사와 함께 한국산업기술시험원 등 9개 기관, 90명의 조사인력을 투입해 76개 항목에 대한 시험실증을 진행했다.
조사결과에 따르면 ESS 화재사고 23건 가운데 14건은 충전완료 후 대기중에, 6건은 충방전 과정에, 나머지 3건은 설치·시공중에 각각 발행했다. 사고원인으로는 △전기적 충격에 대한 배터리 보호시스템 미흡 △운영환경 관리 미흡 △설치 부주의 △ESS 통합제어·보호체계 미흡 등 4개 요인이 확인됐다.
먼저 배터리 보호시스템 미흡은 배터리 시스템에 전기충격(과전압·과전류)이 유입될 때 배터리 보호체계인 랙 퓨즈가 이를 차단하지 못해 2차 단락 사고에 따른 화재 발생이 일어났다.
또 운영환경 관리 미흡은 산지·해안가에 설치된 ESS 모듈에서 큰 일교차로 결로 생성·건조가 반복되는 과정에서 먼지가 눌러 붙어 화재가 발생했다. 배터리 보관불량, 오결선 등 ESS 설치 부주의에도 화재 발생이 확인됐다.
아울러 에너지관리시스템(EMS), 전력관리시스템(PMS), 배터리관리시스템(BMS), 시스템통합(SI) 등 ESS를 구성하는 각 부품의 제작사가 서로 달라 유기적으로 연계·운영되지 못한 점도 화재 원인으로 조사됐다.
조사위는 특히 LG화학이 특정시기에 제작한 베터리셀에서 제조결함을 발견했다. 조사위 관계자는 “제조결함이 있는 상황에서 배터리 충방전 범위가 넓고 만충상태가 계속 유지되는 경우 자체 내부단락으로 화재발생 가능성이 높아질 수 있다”며 “다만 이를 모사한 시험을 했으나 배터리 자체 발화로 이어질 수 있는 셀 내부단락은 발견되지 않았다”고 했다.
◇배터리셀 안전관리 의무대상 지정
정부는 이번 조사결과를 바탕으로 ESS 안전관리를 강화한다. 올해 8월부터 배터리 셀은 안전인증으로 생산공정상의 셀 결함발생 등을 예방하고 배터리 시스템은 안전확인 품목으로 관리한다. PCS의 경우 안전확인 용량범위를 현재 100kW에서 올해 말 1㎿로 높이고 2021년까지 2㎿로 확대할 계획이다.
전기산업진흥회, 스마트그리드협회, 전지산업협회, 관련업계 등 민간 자율 협력으로 배터리시스템 보호장치 성능사항, ESS 통합관리 기준을 올해 안에 단체표준에 추가하는 방안도 추진한다.
또 ESS 설치기준을 개정해 옥내 설치 설비용량을 600kWh로 제한하고 옥외 설치의 경우 별도 전용건물을 구축하도록 해 안전성을 높인다. 누전차단장치와 과전압보호장치, 과전류보호장치 등 전기적 충격에 대한 보호장치 설치도 의무화한다.
이 밖에도 정기점검주기를 현재 4년에서 1∼2년으로 축소하고, 안전 관련 설비를 임의로 개조·교체하고 신고하지 않은 경우 ‘1000만원 이하 벌금 또는 1년 이하 징역’에 처하는 처벌 조항을 신설한다. 소방시설법 시행령을 개정해 ESS를 특정소방대상물로 지정하고 ESS에 특화된 화재안전기준을 올해 9월까지 제정할 계획이다.
기존 사업장에 대해서는 전 사업장을 대상으로 △전기적 보호장치·비상정지 장치를 설치 △배터리 만충 후 추가충전 금지 △온도‧습도‧먼지 등 운영 환경 관리 등을 추진한다. 가동중단 사업장 가운데 옥내 설치된 설비에 대해서는 방화벽 설치, 이격거리 확보 등 추가 조치 이후 재가동할 계획이다. 추가 조치 비용 일부는 정부가 지원한다.
◇ESS REC가중치 6개월 연장
정부는 화재 사고로 위축된 ESS산업 활력 제고를 위해 단기 인센티브 지원과 유망 분야 수요 창출을 지원할 계획이다.
먼저 가동중단 권고에 따라 ESS 설비 가동을 자발적으로 중단한 사업장에 대해서는 가동중단 기간에 대한 인센티브 지원을 추진한다. 수요관리용 ESS는 전기요금 할인특례 기간을 이월하는 방안을 한전과 협의 중이고, 재생에너지 연계 ESS에 대해선 REC 가중치를 추가로 부여할 예정이다.
또 화재사태 이후 ESS 설치 중단기간을 고려, REC가중치 적용을 6개월 연장한다. 태양광 연계형은 2020년 6월까지 5.0, 풍력 연계형은 2020년 6월까지 4.5의 가중치가 적용된다.
오는 8월 말 ESS 설치기준 개정 완료 전까지 신규발주 지연에 대한 업계의 우려에 대해서는 6월 중순 ‘사용전 검사’ 기준에 ESS 설치기준 개정사항을 우선 반영해 ESS 신규발주에 차질이 없도록 지원한다.
산업부 관계자는 “이번 ESS 화재 사태를 계기로 ESS 안전성을 세계 최고수준으로 끌어올려 지속성장할 수 있도록 최선의 지원을 다할 계획”이라고 말했다.
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