끝나지 않은 ESS 화재 악몽.. 신뢰성 확보 '관건'

[머니S리포트 - 위기의 K-배터리]② 전문가 "전화위복 삼아 안전성 문제 해결해야"

[편집자주]'K-배터리' 위상이 위태롭다. 중국의 일방적인 보조금 지급과 일감 몰아주기 덕분에 성장한 중국 배터리 제조사들이 글로벌 시장으로 보폭을 확대하면서 한층 치열한 경쟁을 예고하고 있다. 에너지저장장치(ESS) 화재로 인한 배터리 안전성 논란, 글로벌 원자재 가격 상승에 따른 공급망 쇼크도 부담을 가중시키고 있다. 기로에 놓인 K-배터리의 현 상황을 짚어봤다.

2020~2021년 발생한 4건의 에너지저장장치(ESS) 화재가 LG에너지솔루션과 삼성SDI의 배터리 문제로 발생한 것으로 추정됐다. 사진은 삼성SDI ESS. /사진=삼성SDI 제공

▶기사 게재 순서
①배터리 힘주는 中… 한국 위상 흔들리나
②끝나지 않은 ESS 화재 악몽… 신뢰성 확보 '빨간불'
③원자재 쇼크에 공급망 벼랑 끝… K-배터리 원료 확보 묘수는

2020년과 2021년 국내에서 발생한 4건의 에너지저장장치(ESS) 화재 원인이 모두 배터리 문제로 지목되면서 국내 주요 배터리 기업들의 제품 안전성 문제가 화두에 올랐다. 국내 배터리 기업들이 전 세계적으로 경쟁이 치열해지는 ESS 시장에서 살아남기 위해서는 안전성 문제를 해결해야 한다는 지적이 나온다.

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ESS 화재, 배터리 이상이 원인… LG엔솔 "조치 완료" 삼성SDI "원인 규명 안 돼"

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한국전기안전공사가 지난 2일 발표한 '제3차 ESS 화재 원인 조사단(이하 조사단)의 ESS 화재사고 조사 결과'에 따르면 2020년부터 2021년까지 발생한 ESS 화재사고 4건의 화재는 모두 배터리 문제가 원인으로 추정됐다. 화재가 발생한 ESS는 ▲충북 음성 ▲경북 영천 ▲충남 홍성 ▲전남 해남 등에 위치하며 LG에너지솔루션 또는 삼성SDI의 배터리가 사용됐다.

조사단이 운영기록과 폐쇄회로(CC)TV를 분석한 결과 충북 음성, 경북 영천, 충남 홍성 등에서 발생한 ESS 화재는 LG에너지솔루션의 배터리에서 시작됐다. 셀 전압이 미세하게 변동한 후 온도 상승이 발생하거나 배터리에서 연기가 분출되는 모습이 확인됐다. 충북 음성과 경북 영천 화재에서는 배터리 소화설비가 동작했으나 충남 홍성 화재에서는 제어장치 오결선으로 소화설비가 작동하지 않았다.

전남 해남 ESS 화재는 삼성SDI의 배터리가 발화지점으로 조사됐다. 충전율 권고기준이 준수되지 않았고 급격한 배터리 전압변동과 온도 상승이 나타났던 것으로 전해진다. 조사단의 배터리 내부가열 화재실험에서도 실제 화재사고와 유사한 급격한 전압강하 및 온도 상승 현상이 확인됐다. 삼성SDI의 배터리 소화설비는 작동했으나 화재를 막기에는 부족했던 것으로 추정됐다.

한국전기안전공사의 발표 후 LG에너지솔루션은 배터리 결함을 인정했으나 삼성SDI는 결과를 받아들일 수 없다고 했다.

LG에너지솔루션 관계자는 "고객 안전 및 품질 최우선 원칙에 따라 2017년 4월부터 2018년 9월까지 ESS 전용라인에서 생산된 제품에 대해 자발적 교체를 실시했다"며 "화재가 발생한 배터리는 모두 이 교체 범위에 포함된다"고 밝혔다. 그러면서 "선제적인 자체 조사 및 분석을 통해 발화요인으로 확인된 전극코팅 공정에 대한 개선을 완료했다"며 "앞으로도 제품의 품질 경쟁력을 지속 강화하고 ESS 산업 생태계 발전을 위해 노력하겠다"고 했다.

삼성SDI 관계자는 "지난 수개월 동안 진행된 실증 실험에서 화재가 재연되지 않는 등 원인이 명확히 규명된 것이 아니다"며 "조사단이 언급한 충전율 권고기준이 준수되지 않았다는 것이 화재와 직접적인 연관성은 없다고 생각한다"고 말했다. 이어 "안전관리자의 소화 활동으로 배터리 내 소화 시스템이 정상적으로 작동하지 않았을 가능성이 높다"며 "강제 발화실험에서는 소화 시스템이 정상 작동했고 유효성도 확인됐다"고 언급했다.

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경쟁 치열한데… 안전성 문제로 발목 잡힐까 우려

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전문가들은 배터리 안전성 문제를 해결해야 한다고 지적했다. 사진은 지난해 10월 열린 그린뉴딜엑스포에서 배터리 기술을 선보이는 LG에너지솔루션. /사진=뉴스1

LG에너지솔루션과 삼성SDI가 글로벌 시장에서 경쟁력을 확보하기 위해서는 배터리 제품의 안전성 확보가 필요하다는 지적이 제기된다.

시장조사기관 SNE리서치에 따르면 글로벌 ESS 시장규모는 2019년 11기가와트시(GWh)에서 2030년 302GWh로 확대되는 등 연평균 35% 성장이 예상된다. 글로벌 탄소중립 기조에 따라 친환경 및 재생에너지 발전이 확대되면서 이를 저장할 수 있는 ESS의 필요성이 증가하고 있는 영향이다. ESS 시장 확대 전망에 따라 중국과 미국 등 주요국 기업들이 ESS 사업을 확대하고 있다.

박주헌 동덕여자대학교 경제학과 교수는 "최근 중국이 ESS 시장 점유율을 늘려가고 있다"며 "한국이 세계 최고 수준의 점유율을 유지하기 위해서는 안전성 문제를 반드시 해결해야 한다"고 밝혔다. 이어 "ESS를 생산하는 기업들은 이번 화재를 전화위복 삼아 안전성이 더 높은 제품을 만드는 데 주력할 것으로 예상된다"며 "한국 기업들이 잘 해낼 수 있을 것으로 생각한다"고 덧붙였다.

화재를 예방하기 위한 환경 조성에 힘을 쏟아야 한다는 의견도 나온다. 박상호 동신대학교 전기전자재료공학과 교수는 "2020년과 2021년 발생한 ESS 화재의 원인이 배터리만의 문제라고 할 수는 없다"며 "배터리를 운영하던 환경이 화재에 취약했을 수도 있다"고 말했다. 그러면서 "배터리 안전성 확보를 바탕으로 정부나 ESS를 운영하는 기업이 안전 규정을 확립해 화재를 예방하는 것이 중요하다"고 강조했다.

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