[업다운뉴스 이상래 기자] 삼성SDI와 LG화학은 올해 2분기 실적으로 함박웃음이다. 삼성SDI 2분기 매출액은 2조2480억원으로 전년동기 대비 53.07% 상승했고, LG화학은 2분기에 처음으로 분기 매출액 7조원을 돌파했다.
하지만 최근 빈번하게 발생한 ESS(에너지저장장치) 화재와 관련해 삼성SDI와 LG화학의 고심이 깊어지고 있다. 잇단 화재사고로 1008개소의 ESS 설비 전면 실태조사가 필요하다는 주장이 제기돼서다.
지금까지 총 7개소(고창, 경산, 영암, 군산, 해남, 거창, 세종 아세아제지)의 ESS 설비에서 화재사고가 발생했는데 재산피해는 200억원이다.
문제는 ESS 설비 대부분을 삼성SDI와 LG화학이 보급했다는 점이다. 산업통상자원부가 밝힌 ESS 보급 현황을 보면 전국 1008개소에 2928MW 규모의 ESS 설비가 구축됐다. 이중 삼성SDI이 580개소, LG화학이 400개소로 대다수를 차지하고 있다.
산업통상자원중소벤처기업위원회 소속 자유한국당 김규환 의원이 한국전력공사로부터 제출받아 6일 공개한 국립과학수사연구원의 안전감정서에 따르면, 지난해 8월 발생한 고창실증시험장 화재는 렉(Rack)에 장착된 배터리 모듈의 전기적 발열에 의해 발화가 시작됐고, 배터리 제어시스템(BMS)은 전원이 꺼져 있어 작동 자체가 안 됐던 것으로 확인됐다.
국과수는 화재 당시 컨테이너에는 분전반 주 차단기가 꺼짐으로 돼 있었다고 밝혔다. 이는 분전반에는 전원이 인가되지 않았다는 것을 의미한다. 배터리 모듈은 신제품으로 30%정도만 충전돼 있었던 점을 고려하면, 고밀도 에너지원인 리튬배터리의 ‘전기적 발열’이 화재발생의 주된 원인이라는 분석이다.
실제로 국과수가 화재 설비를 검사한 결과, 분전반의 주 차단기는 ‘꺼짐’이고, 현장자료 등을 고려할 때, 렉의 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.
이에 김규환 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.
또한 한국전력공사의 경산변전소 사고 조사에 따르면, BMS시스템 구조상의 문제가 있는 것으로 나타났다. 한전은 제품 설계상의 문제를 지적했는데, △메인 부스와 제어케이블간 절연 이격거리 근접문제 △케이블 고정미비 △DC전압 변성 없이 BMS 보드에 직접인가 한 문제가 있다고 밝혔다. 한전은 이로 인해 BMS시스템 박스의 절연열화 발생 및 절연파괴 가능성이 있다고 지적했다.
하지만 한전이 제품설계상의 취약점을 지적한 곳은 2개소(경산, 신화순)에 그쳤으며, BMS 보드에 변성 없이 1000V에 가까운 전압을 직접인가한 문제에 대해선 규명조차 하지 않는 무책임한 모습을 보이고 있다는 것이 김규환 의원의 주장이다.
김 의원은 산업부 또한 이 같은 조사결과가 나왔음에도 그간 ESS사고 문제를 숨기는데 급급했으며, 제조사 AS처리, 안전기준 마련, 화재사고 보상처리, 전면 실태조사 등을 민간에 미루며, 책임소지 회피에만 몰두했다고 주장했다.
김규환 의원은 “전기설비는 년도마다 생산되는 모양, 성질, 부품단가, 설계구조, 모든 것이 달라질 수 있다”며 “ESS를 도입할시 설계방식이 모두 다를 수 있는데, 정부는 이에 대한 안전검증 조차하지 않아 사고가 발생했다”고 설명했다.
이는 특정 년도에 생산된 BMS가 문제를 발생할 수 있다는 것을 말한다. 실제로 한전은 경산변전소 ESS와 같은 BMS(2015년 설계방식:절연거리 근접)를 조사한 것으로 드러났다. 하지만 한전이 도입한 ESS중에 ‘경산, 신화순’ 2개소를 조사한 게 전부였다.
김규환 의원이 산업부가 도입한 1008개소의 BMS시스템의 오류 및 구조, 리튬배터리 발열 문제점 등을 밝히는 전면 실태조사가 필요하다고 강조하는 이유가 여기에 있다.
이와 관련해 삼성SDI는 지난 7월 ESS 화재로 인한 SOC(충전잔량) 운영조건을 70% 이내로 감축하라는 공문을 발송했다. 삼성SDI가 고밀도에너지원인 리튬배터리의 취약점을 인정했다는 것이 김 의원의 해석이다. 충전잔량 감축과 30%의 전력손실이 발생하고 있다.
김규환 의원은 “만약 앞으로 5년간 ESS를 70%까지만 사용할 경우, 3조1000억원 이상의 손실비용이 발생할 수 있다”고 지적했다. 실제로 당분간 이상고온의 계연성, 배터리 자체결함, BMS오류 등의 사고원인이 명확하게 밝혀지지 않으면 충전잔량 70%의 운영조건을 바꾸기는 쉽지 않을 것이다.
이에 김 의원은 “리튬이온 배터리는 다른 셀 화학물질에 비해 매우 높은 에너지 밀도를 가지고 있고, 가연성 전해질이 포함되어 있기 때문에 고온의 환경에 노출될 경우 스스로 가열하게 되는 특성이 있다”며 “전해질 상태 및 충전잔량(SOC)에 따라 다르긴 하나, 단열 환경에서 자기발열 상태가 장시간 지속될 경우 리튬이온 배터리는 결국 열 폭주에 이르게 된다는 점을 간과하고 있다”고 지적했다.
이어 “배터리 모듈 내부에서 단일 셀이 열 폭주가 발생하면 인접 셀에 열이 전달되어 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 촉구했다.
정부가 리튬배터리 안전성, BMS오류 등의 문제를 철저히 검증하기 위해 ESS 설비에 대한 전면 실태조사에 나설지 삼성SDI와 LG화학이 예의주시하고 있는 것은 이 때문이다.