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화학·에너지


정부 “ESS 화재, 배터리가 문제”…배터리업계 “문제없다” 강력 반발

“배터리 문제 아닌데” 업계 ‘볼멘소리’ 와중 대책 마련 분주
LG화학 “ESS용 배터리 전량 교체·특수 소화시스템 적용” 종합 안전대책
삼성SDI도 적극 해명 나서…화재원인 ‘낙인’ 배터리 보강 동분서주

 

[FETV=김창수 기자] 지난해 8월 이후 발생한 5건의 ESS(에너지저장장치) 화재사고 조사 결과를 발표한 정부가 사실상 배터리가 원인이라는 결론을 내놨다. 앞서 정부는 지난해 6월 1차 조사 결과 발표 당시 배터리 자체보다는 외부에 화재 요인이 있다고 밝힌 바 있다.

 

번복된 사고 원인 발표에 LG화학과 삼성SDI등 배터리 제조사들은 해명 자료를 내고 즉각 반발하고 나섰다. 더불어 사고 원인으로 낙인찍힌 배터리 안전에 대한 보강책도 마련했다.

 

ESS 화재사고 조사단은 지난 6일 정부세종청사 산업통상자원부 기자실 브리핑에서 지난해 8월 30일∼10월 27일 발생한 5건의 화재사고를 조사한 결과 전반적으로 배터리 이상이 원인이 된 것으로 추정된다고 밝혔다.

 

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

 

조사단은 충남 예산 화재사고의 경우 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.

 

조사단은 이 외에도 경북 군위의 경우 CC(폐쇄회로)TV와 운영기록에서 배터리가 발화지점임을 확인했고 현장 조사에서 수거한 배터리에서 용융 흔적을 발견했으며 경남 김해는 CCTV상 배터리에서 연기가 발생한 점과 시스템 운영기록(EMS)을 미뤄봐 배터리가 발화지점이라고 판단했다. 또 그간 운영 기록을 보면 6개월간 화재가 발생한 지점의 배터리 간 전압 편차가 커지는 경향이 나타났다.

 

더불어 사고 사업장과 비슷한 ESS 사업장 배터리에서는 양극판 접힘 현상이 발견됐고 분리막과 음극판에는 갈변 현상 및 황색 반점이 있어 정밀 분석해보니 구리와 나트륨 성분 등이 검출됐다는 것이다.

 

 

조사단은 이 같은 분석 결과를 바탕으로 상기 사업장들의 경우 배터리 이상이 화재에 영향을 미쳤다고 판단했다.

 

김재철 공동 조사단장(숭실대 전기공학부 교수)은 “배터리 이상이 추정된다는 건 배터리 제조 시 일부 배터리에서 조금씩 문제가 있었던 점과 과충전, 과방전, 저전압 등 운영상의 문제가 합해져 앞으로 (해당 배터리를) 계속 사용하면 문제가 생길 수 있다는 의미”라고 부연 설명했다.

 

한편 이 같은 정부 조사결과에 대해 배터리 제조사인 LG화학과 삼성SDI는 강력 반발하고 나섰다. LG화학은 같은 날 설명 자료를 내고 “자체 조사 및 분석 결과 배터리가 ESS화재의 직접적인 원인은 아니라 판단한다”고 밝혔다.

 

회사 측은 “지난 4개월간 사이트를 운영하며 가혹 환경에서 실시한 자체 실증실험에서 화재가 재현되지 않았고 조사단에서 발견한 양극 파편, 리튬 석출물, 음극 활물질 돌기, 용융 흔적 등은 일반적인 현상 또는 실험을 통해 화재의 직접적인 원인이 아닌 것으로 확인했다”고 설명했다.

 

일례로 LG화학은 조사단이 충남 예산 사업장에서 발생한 사고에 대해 ‘운영기록을 통해 배터리가 발화지점인 것으로 분석됐고 현장에서 수거한 배터리에서 내부발화 시 나타나는 용융흔적을 확인했다’고 밝힌 데 대해 “용융은 고체가 열을 받아 액체로 녹는 현상으로 배터리 외 다른 부분에서 화재가 발생해도 화재가 배터리로 전이돼 배터리 내 용융 흔적이 생길 수 있다”고 반박했다.

 

또 조사단이 사고사업장과 동일모델, 동일시기에 설치된 인접 ESS 사업장 배터리를 대상으로 분석한 결과 ‘양극판에 파편 점착’ 및 ‘분리막 리튬-석출물 형성’ 등을 확인했다고 밝힌 데 대해서도 LG화학은 “파편이 양극판에 점착되면 저전압을 유발할 수는 있으나 LG화학의 SRS분리막을 관통해 발화로 이어질 위험성은 없다”고 일축했다.

 

리튬 석출물은 리튬이온이 전해질을 통해 음극과 양극 사이를 오가는 사이 자연스럽게 생길 수 밖에 없는 물질이며 이 물질의 형성이 내부발화로 이어지지 않는다는 점을 자체 실험을 통해 확인했다는 점도 밝혔다.

 

그러면서도 LG화학은 산업 신뢰 확보 및 사회적 책무 이행 차원에서 지난 2017년 중국 남경공장 생산분 ESS 배터리 전량 수거, 국내 400여 곳 ESS 사이트에 화재 확산 방지용 특수 소화시스템 순차 적용 등을 안전대책으로 제시하고 나섰다.

 

 

삼성SDI 역시 설명 자료를 내고 조사 과정에 문제가 있었음을 지적했다.

 

삼성SDI는 조사단이 ‘유사 또는 동일사업장에서 발화지점과 유사한 방전 후 저전압, 큰 전압편차를 보인 배터리 등을 종합적으로 분석해 배터리 이상을 화재 원인으로 추정했다’고 밝힌 데 대해 “해당 배터리는 사고 현장이 아닌 다른 현장에 설치됐던 제품”이라고 반박했다.

 

지난해 말 조사단이 사고가 발생한 평창 및 김해 사이트에 설치된 배터리와 유사한 시기에 제조된 배터리가 적용된 다른 지역의 데이터 및 제품을 요청함에 따라 인천 영흥과 경남 합천 제품을 전달했다는 것이다. 삼성 SDI는 “조사단 결과가 맞으면 동일 배터리가 적용된 현장에서도 화재가 발생했어야 하는데 그렇지 않았다”고 지적했다.

 

또 삼성SDI는 “ESS 화재 발화지점은 배터리지만 화재 원인은 다양하다”면서 “화재는 불을 붙일 수 있는 점화원(열)과 불을 지속시키는 산소, 불을 확산시키는 가연물(연료)이 동시에 존재해야 하는데 배터리는 가연물이긴 하지만 점화원은 아니다”고 강조했다. ESS에서 배터리는 유일하게 에너지를 가지고 있기 때문에 가연물로써 화재를 확산시킬 순 있지만 화재 발화의 원인인 점화원은 아니라는 설명이다.

 

조사단이 김해 사업장 ESS에서 분리막 황반점 및 갈변현상을 발견했다고 밝힌 데 대해서도 “황색 반점은 배터리 충·방전과정 중 음극과 분리막 사이에서 활물질과 전해액이 화학 반응하면서 발생하는 가스에 의해 나타나는 자연스러운 현상”이라며 “사람이 늙으면 피부에 기미나 검버섯이 생기지만 건강상 문제가 없는 것과 마찬가지”라고 반박했다.