ESS화재 조사 결과 5건 중 4건이 배터리가 원인인 것으로 분석됐다.

ESS 화재사고 조사단은 6일 작년 8월 이후 발생한 △충남예산 △강원평창 △경북군위 △경남하동 △경남김해 5건의 에너지저장장치(ESS) 화재사고에 대해 원인조사를 실시하고 그 결과를 발표했다.

충남예산은 운영기록을 통해 배터리가 발화지점인 것으로 분석됐고, 현장에서 수거한 배터리에서 내부발화 시 나타나는 용융흔적을 확인했다.

사고사업장과 동일모델, 동일시기에 설치된 인접 ESS 사업장에서, 유사한 운영기록을 보인 배터리를 수거해 해체·분석한 결과, 일부 파편이 양극판에 점착돼 있는 것을 확인하고, 배터리 분리막에서 리튬-석출물이 형성된 것도 확인했다.

충남예산에서 사용된 배터리는 LG화학제품이다.

강원평창은 운영기록을 통해 배터리가 발화지점으로 분석됐으며, 과거운영기록에서 충전 시 상한전압과 방전 시 하한전압의 범위를 넘는 충·방전 현상이 발견되었고, 특히, 이 경우에 배터리 보호기능도 동작하지 않았던 것을 확인했다.

또한 사고사업장과 동일모델, 동일시기에 설치된 유사 ESS 사업장에서, 유사한 운영기록을 보인 배터리를 수거해 해체·분석한 결과, 양극판 내부손상이 확인됐고, 분리막에서 구리성분이 검출됐다.

강원평창에서 사용된 배터리는 삼성SDI 제품이다.

경북군위는 폐쇄회로영상(CCTV)과 운영기록을 통해 배터리가 발화지점인 것으로 분석됐고, 현장조사에서 수거한 배터리에서 내부 발화시 나타나는 용융흔적도 확인했다.

사고사업장에서 전소되지 않고 남은 배터리 중 유사한 운영기록을 보인 배터리를 해체·분석한 결과, 음극활물질 돌기 형성을 확인했다.

경북군위에 사용된 배터리는 LG화학제품이다.

경남하동은 2열로 구성된 ESS 설비 중 한쪽에서 급격한 절연성능 저하가 먼저 발생했고, 이후에 다른 쪽의 절연성능도 서서히 저하된 것이 확인됐다.

반면에 배터리 이상으로 지목할 수 있는 운영기록은 확인되지 않았고, 화재를 유발할 수 있는 환경영향 가능성도 현장조사 결과 낮은 것으로 판단했다.

경남김해는 배터리에서 연기가 발생(CCTV영상)하고 시스템 운영기록(EMS)을 통해 배터리가 발화지점인 것으로 분석됐다.

그간의 운영기록을 분석한 결과, 6개월 동안 화재가 발생한 지점의 배터리들 간에 전압편차가 커지는 경향도 확인했다.

사고사업장과 동일모델, 동일시기에 설치된 유사 ESS 사업장에서, 유사한 운영기록을 보인 배터리를 수거해 해체·분석한 결과, 양극판 접힘 현상이 발견되고, 분리막과 음극판에 갈변·황색반점이 확인돼 이를 정밀 분석한 결과 구리와 나트륨 성분 등이 검출됐다.

경남 김해에 사용된 배터리는 삼성SDI 제품이다.

화재조사 결과 발화지점 배터리가 소실돼 원인분석에 어려움이 있었으나 조사단은 충남예산, 강원평창, 경북군위, 경남김해는 유사 또는 동일사업장에서 발화지점과 유사한 방전 후 저전압, 큰 전압편차를 보인 배터리 등을 종합적으로 분석해 배터리 이상을 화재원인으로 추정했다.

경남하동은 노출된 가압 충전부에 외부 이물이 접촉하여 화재가 발생된 것으로 추정했다.

조사단은 높은 충전율 조건(95% 이상)으로 운영하는 방식과 배터리 이상 현상이 결합돼 화재가 발생한 것으로 추정했으며, 충전율을 낮춰 운전하는 등 배터리 유지관리를 강화하는 것이 화재 예방에 기여할 것으로 판단했다.

조사단은 일부 ESS 사업장에서 배터리 운영기록 저장·보존과 운용에 대한 관리가 미흡해 사고예방과 원인규명에 어려움이 있었다는 점을 고려해 신규뿐만 아니라 기존 ESS에도 시스템·배터리 운영기록을 저장하고 보존하는 장치를 설치하는 것이 필요하다고 판단했다.