ESS 사고원인 4가지 압축…설치 부주의·배터리보호 미흡 등
등록 2019.06.11 10:00:00
산업부, 11일 ESS 화재사고 원인조사 결과 발표
산업통상자원부는 '민관합동 ESS 화재사고 원인조사위원회(조사위)'가 실시한 ESS 화재 사고 원인 조사 결과를 11일 공개했다.
ESS 화재 사고는 2017년 8월 전북 고창군에서 처음 발생한 후 지금껏 경북, 전남, 경남, 충북, 충남, 경기, 강원 등 전국 각지에서 총 23건 발생했다.
첫 발생 이후 지난해 5월부터 사고가 빈발하자 정부는 같은해 12월27일 조사위를 꾸려 약 5개월간 사고 원인 규명을 위한 조사를 실시했다. 조사위는 전기·배터리·화재 등 ESS 분야 학계, 연구소, 시험인증기관, 소방전문기관, 정부 등 19명의 전문가로 구성됐다.
총 23개 사고 현장에 대한 조사와 자료 분석을 거쳤다. 매주 1회 정기 회의와 수시 회의를 비롯해 현장조사·기업면담·제보청취 등 총 80회 이상의 회의와 조사가 이뤄졌다. 화재 사고와 직접 관련된 기업 전체를 대상으로 원인 추정 내용과 시험 실증 계획을 설명하고 의견을 청취하기도 했다.
분석 결과 전체 23건의 사고 중 14건이 충전 완료 후 대기(휴지) 중에 발생한 것으로 나타났다. 6건은 충·방전 과정에서, 3건은 설치·시공 중에 났다.
용도별로는 태양광·풍력 연계용 17건, 수요관리용 4건, 주파수 조정용 2건 등이었다. 설치 위치 별로는 산지 14건, 해안가 4건, 기타 공장 등 5건이었고 건물 형태 별로는 조립식 패널 15건, 컨테이너 4건, 콘크리트 4건이었다. 운영 기간 별로는 1년 이하 16건, 1～2년 3건, 2년 이상 4건으로 조사됐다.
조사위는 사고 원인으로 ▲전기적 충격에 대한 배터리 보호시스템 미흡 ▲운영환경 관리 미흡 ▲설치 부주의 ▲ESS 통합제어·보호체계 미흡 등 크게 4가지를 꼽았다.
원인으로 추정되는 내용을 과학적·객관적으로 입증하기 위한 시험 실증을 거쳤다. 전기안전공사, 한국전력공사 등 9개 기관에서 약 90명의 인원이 참여해 ESS 구성품(배터리, PCS) 및 시스템 단위로 총 76개 항목에 대한 시험 실증을 실시했다.
【세종=뉴시스】에너지저장장치(ESS) 화재사고 원인별 안전 대책. (자료= 산업통상자원부 제공)
산지나 해안가에 설치된 ESS 시설의 경우 큰 일교차로 인한 결로와 다량의 먼지 등에 노출되기 쉬운 열악한 환경에 놓여 있어 화재 발생 가능성이 크다는 분석이다. 이 같은 환경에선 배터리 모듈 내 결로의 생성과 건조가 반복(Dry Band)되면서 먼지가 눌어붙고 이로 인해 셀과 모듈 외함 간 접지 부분에서 절연이 파괴될 수 있다.
조사위는 배터리 보관 불량, 오결선 등 설치 과정에서의 부주의가 있었을 경우에도 화재가 발생할 수 있음을 확인했다.
ESS 시설이 하나의 통합된 시스템으로 설계·관리·보호되지 못하고 있어 사고 원인을 원활히 조사하고 사고가 전체 시스템으로 확산되는 것을 방지하지 못했던 점도 주요 요인으로 꼽혔다. 제작 주체가 다른 에너지관리시스템(EMS)·전력관리시스템(PMS)·배터리관리시스템(BMS)이 시스템통합(SI)업체 주도로 유기적으로 연계·운영되지 못하고 있다는 지적이다.
이밖에 전력변환장치(PCS)와 배터리 간 보호 체계 작동 순서가 부재하고 PCS 고장 수리 후 배터리 이상 유무 확인 없이 시스템을 재가동하는 등 통합 관리 미흡 사례는 다수 확인됐다.
한편 다수의 사고가 동일 공장에서 비슷한 시기에 생산된 배터리를 사용한 것이 확인됨에 따라 조사위는 배터리 생산 과정에서의 결함을 확인하기 위해 셀 해체 분석을 시행했다. 조사 결과 1개사(社) 일부 배터리 셀에서 극판접힘, 절단불량, 활물질 코팅 불량 등 제조상 결함이 발견됐으나 이러한 결함을 모사한 실증에서 화재가 발생하진 않았다. 다만 조사위는 제조 결함이 있는 배터리가 충·방전 범위가 넓고 만충 상태가 지속해서 유지될 경우엔 위험 요소가 될 수 있다고 전했다.
산업부는 이날 이 같은 조사 결과를 바탕으로 한 종합 안전 강화 대책을 마련해 발표했다.
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