• 최종편집 : 2019.6.17 월 19:09
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ESS 화재사고 배터리 결함 아냐?...원인은 배터리보호시스템?민관합동조사반 배터리보호 등 4가지 사고원인 확인 발표
제조·설치·운영·소방 각 단계별 종합안전강화대책 마련
이승우 산업통상자원부 국가기술표준원장은 정부세종청사 산업부 기자실에서 김정훈 ESS 화재사고 원인조사 위원장(홍익대 교수), 최윤석 울산과학기술원 교수와 함께 ‘민관합동 ESS 화재사고 원인조사 위원회’가 실시한 에너지저장장치(ESS) 화재사고 원인조사결과를 공개하고 있다.

총 23건의 화재사고로 원인조사에 들어간 ESS 화재 사고에 대해 그동안 논란이 돼온 배러리 결함보다는 배터리보호시스템에 원인이 있다는 결론이 나왔다. 다시말해 배터리 과열에 의한 사고가 아니라 PCS 등 주변기기에 의한 화재였다는 결론이다.

산업통상자원부는 11일 '민관합동 ESS 화재사고 원인조사 위원회’가 실시한 에너지저장장치 화재사고 원인조사결과를 공개하고, ESS 화재사고 재발 방지를 위한 종합안전강화대책 및 ESS 산업생태계 경쟁력 지원방안을 발표했다.

산업부는 지난 해 5월부터 집중적으로 화재가 발생함에 따라, 국민안전을최우선 목표로 현장실태조사, 정밀안전진단, 안전관리자교육 등 다각적인 대응조치를 취해 왔다고 이날 보고했다.

특히 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.

ESS 화재사고 원인 및 안전대책

■화재사고 원인조사 결과

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.

사고원인으로 ▲전기적 충격에 대한 배터리 보호시스템 미흡 ▲운영환경 관리 미흡 ▲설치 부주의 ▲ESS 통합제어·보호체계 미흡 등 4가지 요인을 확인했고 ▲일부 배터리 셀에서 제조상 결함을 발견하였으나, 이러한 결함을 모사한 실증에서 화재가 발생하진 않았다.

다만, 조사위는 제조결함이 있는 배터리가 가혹한 조건에서 장기간 사용되면 위험요소가 될 수 있다고 밝혔다.

■ESS 안전강화 대책

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

우선 제품 및 시스템 차원의 안전관리 강화를 통해 제조 기준을 마련하기로 했다.

ESS용 대용량 배터리 및 전력변환장치(PCS)를 안전관리 의무대상으로 ESS 주요 구성품에 대한 'KC인증 강화'을 추진하기로 했다.

올해 8월부터 배터리 셀은 안전인증을 통해 생산공정상의 셀 결함발생 등을 예방하고, 배터리 시스템은 안전확인 품목으로 관리할 계획이다.

또한 PCS는 올해말까지 안전확인 용량범위를 현행 100kW에서 1MW로 높이고, 2021년까지 2MW로 확대키로 했다.

제품의 안전인증을 강화하기 위해 제품시험과 공장심사, 제품시험 등을 직접 확인하는 절차를 밟도록 했다.

국제표준화기구(IEC)에서 논의 중인 국제표준(안)을 토대로 세계에서 처음으로 ESS 전체 시스템*에 대한 KS 표준을 지난 5월31일 제정했으며 5.31일에 제정했으며 실증시험을 통해 확보한 다양한 데이터를 활용해 향후 ESS분야 국제표준 제안 등 국제표준화 논의를 주도해 나갈 계획이다.

그리고 한국전기산업진흥회, 한국스마트그리드협회, 전지산업협회, 관련업계 등 민간이 자율적으로 협력해 배터리시스템 보호장치 성능사항, ESS 통합관리 기준 등을 올해 중 단체표준에 추가하고, 고효율 인증, 보험 등과 연계해 실효성을 확보토록 했다.

ESS 설치기준을 개정해 옥내설치의 경우 용량을 총 600kWh로 제한하고, 옥외에 설치하는 경우에는 별도 전용건물 내 설치토록 규정하여 안전성을 제고한다.

누전차단장치, 과전압보호장치, 과전류보호장치 등 전기적 충격에 대한 보호장치 설치를 의무화하는 한편, 배터리 만충 후 추가충전을 금지하고, 배터리실 온도·습도 및 분진 관리는 제조자가 권장하는 범위 내에서 관리되도록 기준을 설정할 계획이다.

이상징후(과전압·과전류, 누전, 온도상승 등)가 탐지될 경우 관리자에게 통보하고, 비상정지되는 시스템을 갖추도록 하며, 사고시 원활한 원인규명을 위해 배터리 상태(전압, 전류, 온도 등) 등 ESS 운전기록을 안전한 곳에 별도 보관토록 의무화된다.

정기점검주기를 단축(4년 → 1∼2년)하고, 전기안전공사와 관련업체가 공동점검을 실시하여 실효성을 높이며, 안전과 관련된 설비의 임의 개조·교체에 대한 특별 점검을 수시 실시하고, 미신고 공사에 대해 처벌하는 규정도 마련한다.

ESS를 특정소방대상물로 지정(「소방시설법」시행령 개정)하여 소방시설 설치를 의무화하고, ESS에 특화된 화재안전기준을 올해 9월까지 제정하며, 소화약제의 최적 활용방안 마련, ESS 화재에 특화된 표준작전절차(SOP) 제정(2019년 하반기)을 통해 화재시 조기 진압이 가능하도록 소방대응능력도 강화한다.

■기존 사업장 안전조치 및 재가동

기존 사업장의 안전조치에 대해서는 ‘ESS 안전관리위원회’(5.17 구성)가 사업장별 특성을 고려한 조치사항을 권고했으며, 정부는 이러한 권고를 바탕으로 업계와 협업을 통해 아래와 같이 추진한다.

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

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 시행할 예정이다.

다만 이에 따른 비용과 관련해 공통안전조치는 각 사업장 ESS 설비의 안전강화를 위한 것이므로, 소유자·업계가 비용을 부담하되, 이미 업계가 자체적으로 조치 중이고, 방화벽 설치 등 추가안전조치는 옥내 설치된 ESS설비의 화재발생시 인명피해 방지를 위한 것으로, 정부가 비용의 일부를 지원할 계획이다.

또한 소방특별조사에 따른 후속 비용은 조사 결과에 따라 결정되므로, 향후 업계와 비용분담 방안을 협의해 나갈 예정이다.

■ESS 재활용 방안도 마련할 계획

산업부는 상기 안전조치의 이행여부 확인을 위해, 전기안전공사 등으로 'ESS 안전조치 이행 점검팀'을 구성해 사업장별 이행사항을 안내하고 확인·점검할 계획이다.

또한, 정부의 가동중단 권고에 따라 ESS 설비 가동을 자발적으로 중단한 사업장에 대해서는 가동중단 기간에 대해 수요관리용 ESS는 전기요금 할인특례 기간 이월을 한전과 협의하여 지원할 예정이며, 재생에너지 연계 ESS에 대해서는 신재생에너지 공급인증서(REC) 가중치를 추가로 부여할 예정이다.

■철저한 안전관리에 기반한 ESS 산업 생태계 경쟁력 강화

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 이번 화재사태로 양적 성장에 치우쳤던 우리 ESS 산업을 되돌아보게 된 계기가 된 만큼, 정부는 금번 ESS의 안전제도 강화 조치를 기반으로 우리 ESS 산업 생태계의 질적 성장을 위해 분야별 경쟁력 강화를 지원할 계획이다.

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

또한 ESS 생태계 전분야 구성원들이 참여하는 (가칭)ESS 협회 설립을 추진해 업계 소통과 협업 수준을 대폭 제고할 계획이다.

한편 미래 신산업으로서 우리 ESS 산업이 지속 성장하기 위해서는 이번 화재사태로 위축된 성장활력 회복이 필요한 만큼, 단기 인센티브를 제공하고, 향후 유망분야에서 새로운 수요 창출을 지원할 예정이다.

화재사태 이후 ESS 설치 중단기간을 고려, 신재생에너지 공급인증서(REC) 가중치 적용을 6개월 연장하기로 했다.

태양광 연계 : (현행) `19년까지 5.0, `20년부터 4.0 → (연장) `20.6월까지 5.0, `20.7월부터 4.0
풍력 연계 : (현행) `19년까지 4.5, `20년부터 4.0 → (연장) `20.6월까지 4.5, `20.7월부터 4.0

안전조치에 따른 설치비용 증가 부담을 완화하기 위해 기존 보험료를 낮출 수 있는 단체보험 신규 도입을 추진하고, ESS에 대한 ‘고효율 에너지기기 인증제’ 활용 확대를 지원한다.

강화되는 ESS 설치기준 개정완료 전(8월말 예정)까지 신규발주 지연에 대한 업계의 우려에 대해서는 6월 중순에 ‘사용전 검사’ 기준에 ESS 설치기준 개정사항을 우선 반영해, ESS 신규발주에 차질이 없도록 할 것이다.

중장기적으로는 해외에서도 수요가 확대되고 있는 가정용 ESS 등 신규 비즈니스 모델 개발·적용을 지원할 계획이다.

정부는 이번 화재사태를 계기로, ESS의 안전성을 세계 최고수준으로 끌어올려 지속성장할 수 있도록 최선의 지원을 다할 계획이라고 설명했다.

남형권기자는...
한양대 신문방송과에서 언론학을 전공하고 에너지경제신문, 한국에너지신문, 전기신문, 산경에너지 등에서 25년의 기자생활을 했다.
2017년 6월부터 에너지타임뉴스 발행인 겸 편집국장을 맡고있다.

남형권 기자  cabinnam@enertopianews.co.kr

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