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원인 불명 ESS 화재, 베일 벗겨지다

정부가 밝힌 ESS 화재사고 원인

ESS 화재사고로 얼어붙었던 시장 분위기는 정부가 그 원인을 밝히면서 점차 녹아내리고 있다. 실제로 7월에는 10건 이상의 ESS 신규발주가 이뤄진 것으로 조사됐다.

정부는 ESS 화재사고의 원인을 밝히기 위해 지난해 12월 27일, ‘민간합동 ESS 화재사고 원인조사위원회’를 설치하고, 약 5개월간 조사에 들어갔다. 조사위는 전기, 배터리, 화재 등 관련 분야를 망라한 학계, 연구소, 시험인증기관, 소방전문기관, 정부 등 19명의 전문가로 구성됐다.

조사위는 ESS 화재원인을 밝히기 위해 총 80회 이상의 회의와 조사를 진행했다. 23개 화재사고를 만충 후 화재, 충·방전 중 화재, 설치 중 화재로 유형화 해 현장조사, 기업면담 등 다각적인 활동을 했다. 

그 결과 정부는 ESS 화재사고의 원인을 ▲전기적 충격에 대한 배터리 보호시스템 미흡 ▲운영환경 관리 미흡 ▲설치 부주의 ▲ESS 통합제어·보호체계 미흡 등 4가지로 꼽았다.

① 전기적 충격에 대한 배터리 보호시스템 미흡

전기적 위해요인 중, 지락·단락에 의한 전기충격이 배터리 시스템에 유입될 때, 배터리 보호체계인 랙 퓨즈가 빠르게 단락전류를 차단하지 못하는 점을 확인했다. 이로 인해 절연 성능이 저하된 직류접촉기가 폭발하여 배터리 보호 장치 내에 버스바와 배터리 보호 장치의 외함에서 2차 단락 사고가 발생하면서 배터리에서 화재가 발생할 수 있음을 확인했다.

② 운영환경관리 미흡

산지 및 해안가에 설치된 ESS의 경우, 큰 일교차로 인한 결로와 다량의 먼지 등에 노출되기 쉬운 열악한 환경에서 운영되는 경우가 많았다. 이 경우 배터리 모듈 내에 결로의 생성과 건조가 반복되면서 먼지가 눌러 붙고, 이로 인해 셀과 모듈 외함 간 접지부분에서 절연이 파괴되어 화재가 발생할 수 있음을 확인했다.

③ 설치 부주의

배터리 보관불량, 오결선 등 ESS 설치 부주의시에 화재가 발생할 수 있음을 확인했다.

④ 통합보호·관리체계 미흡

제작주체가 다른 EMS·PMS·BMS가 SI 업체 주도로 유기적으로 연계·운영되지 못하는 등 ESS가 하나의 통합된 시스템으로 설계·보호되지 못했던 점이 하나의 원인으로 밝혀졌다. 이 문제는 사고예방, 화재 시 전체 시스템으로의 확산 방지 및 원활한 사고 원인 조사 등에 있어서 문제요인임을 확인했다.

이번 화재 조사 결과, 보호시스템이나 관리체계, 운영관리 등이 미흡해 화재가 발생했고, ESS 제품 자체에는 큰 문제가 없는 것으로 밝혀졌다. 산업부 관계자는 “일부 배터리 셀에서 결함이 발견됐고, 이를 모사한 시험을 했으나 배터리 자체 발화로 이어질 수 있는 셀 내부단락은 발견되지 않았다”면서 “다만, 제조결함이 있는 상황에서 배터리 충방전 범위가 넓고, 만충 상태가 지속적으로 유지되는 경우 자체 내부단락으로 인한 발생 가능성은 높아질 수 있다”고 말했다.