최근 빈번하게 발생한 에너지저장장치(ESS) 화재가 렉(Rack)에 장착된 배터리 모듈의 전기적 발열과 배터리제어시스템(BMS) 오류로 발생한 것으로 나타났다. 또 이에 따른 ESS 충전잔량을 70%로 제한하라는 권고가 막대한 전력손실로 이어질 것이라는 문제가 제기됐다.

지금까지 총 7개소(고창, 경산, 영암, 군산, 해남, 거창, 세종 아세아제지)의 ESS 설비에서 화재사고가 발생해 200억 원의 재산피해가 발생했다.

5일 자유한국당 김규환 의원(산업통상자원중소벤처기업위원회)이 한국전력공사로부터 제출받은 국립과학수사연구원의 안전감정서에 따르면, 작년 8월 발생한 고창실증시험장 화재는 렉(Rack)에 장착된 배터리 모듈의 전기적 발열에 의해 발화가 시작됐으며 배터리 제어시스템(BMS)은 전원이 꺼져 있어 작동자체가 안됐던 것으로 확인됐다.

국과수는 수사 자료상, 화재당시 컨테이너에는 분전반(AC) 주차단기가 꺼짐으로 돼 있었다고 밝혔다.

이는 분전반(DC)에는 전원이 인가되지 않았다는 것을 의미한다. 배터리 모듈은 신제품으로 30%정도만 충전돼 있었던 점을 감안하면, 고밀도 에너지원인 리튬배터리의 '전기적 발열'이 화재발생의 주된 원인이라는 분석이다.

실제로 국과수가 화재 설비를 검사한 결과, 분전반(AC)의 주 차단기는 '꺼짐'이고 현장자료 등을 고려할 때, 렉(Rack)의 배터리 모듈 외에는 전원이 인가된 설비는 없다고 밝혔다. 이어 장착된 배터리 모듈은 버스바(Bus bar)와 모듈 측면에서 불특정 다수의 전기적 발열 현상이 식별되고, 동 부위를 중심으로 연소가 확대된 특이점이 있는 것으로 나타났다.

김 의원은 "배터리 모듈에서 전기적 발열이 발생했다는 것은 배터리 취급상의 문제, 자체결함 등의 다양한 요인일 수 있다"며 "리튬배터리 안전성에 대한 철저한 실태조사가 필요하다"고 강조했다.

한편, 김 의원에 따르면 삼성SDI는 ESS 화재로 인한 SOC(충전잔량) 운영조건을 70%이내로 감축하라는 공문을 7월 발송했다. 이로 인해 현재 충전잔량 감축과 전력손실(30%↓)이 발생하고 있다.

김 의원은 "만약 앞으로 5년간 ESS를 70%까지만 사용할 경우, 3조 1000억원 이상의 손실비용이 발생할 수 있다"고 말했다.

실제로 당분간 이상고온의 계연성, 배터리 자체결함, BMS오류 등의 사고원인이 명확하게 밝혀지지 않으면 충전잔량 70%의 운영조건을 바꾸기는 쉽지 않을 것으로 보인다.

산업통상자원부가 밝힌 ESS보급 현황을 보면, 전국 1008개소에 2928MW 규모의 ESS 설비가 구축된 것으로 확인된다. 이중 삼성SDI 580개소, LG화학 400개소 기타 등이다.

김 의원은 "배터리 모듈 내부에서 단일 셀이 열 폭주가 발생하면 인접 셀에 열이 전달돼 주위의 셀 또한 열 폭주가 발생하는 연쇄반응이 일어나게 된다"며 "산업부는 ESS보급에만 몰두할 것이 아니라 리튬배터리 안전성, BMS오류 등의 문제를 철저히 검증해 화재사고를 사전에 막아야 한다"고 강조했다.