정부가 최근 빈번한 화재사고로 보급에 제동이 걸린 에너지저장장치(ESS) 화재 예방을 위해 배터리 보증수명제도를 도입하는 등 안전기준을 본격 강화한다.

정부는 2021년 5월부터 지난 2월까지 9개월간 해외 안전기준을 검토하는 한편 지난해 6월부터 8개월간 ESS 화재원인조사위원회 권고를 면밀히 검토했다. 지난해 12월부터 4개월간 관련업계 의견수렴을 거쳐 지난 4월 20~22일 ESS 안전관리위원회를 열고 이번 안전 강화대책을 최종 확정했다.

사전 화재 예방 체제 구축

안전관리 선진화 도모

한국전기안전공사는 2020년 5월 이후 7건의 에너지저장장치 화재가 발생함에 따라 지난해 6월부터 3차 전기저장장치 화재원인 조사단(단장 문승일 교수)을 구성해 4건의 화재사고를 진행한 후 조사결과를 발표했다.

조사결과 화재사고 예방을 위해서는 배터리에 대한 안전기준을 강화하고 제조공정 개선이 필요할 것으로 판단하는 한편 자체소화설비, 배기시설의 안전기준 정비, 주기적 안전점검 등 운영관리가 필요한 것으로 나타났다. 특히 그동안 화재조사 과정에서 제기된 사항에 대해서도 안전 확보가 필요한 사항에 대한 기준개정, 법령정비 등 제도개선과 전기저장장치 산업의 지속가능한 성장을 위한 대책이 필요하다고 평가했다.

이러한 조사결과 및 평가를 토대로 산업통상자원부(장관 문승욱)는 전문가 및 업계 의견수렴을 거쳐 강화된 안전기준을 마련하고 ESS 산업의 지속가능한 경쟁력 확보를 지원하는 동시에 그간 현장 감시 중심의 안전관리시스템을 실시간 안전운전 상태를 모니터링하는 사전 화재 예방 체제를 구축해 안전관리의 선진화도 도모하겠다고 밝혔다.

주요 내용을 살펴보면 우선 배터리 보증수명을 도입, 지락보호장치 동작·기능 등 배터리 안전기준을 강화하고 자체소화시스템 설치, 배터리실 폭발을 예방하기 위한 감압배출기능 설치, 주기적 안전점검 등 ESS 운영관리를 강화할 계획이다.

또한 배터리 설치 운영관리에 관한 미비점을 보완하고 사용후 배터리 등 다양한 전기저장장치 등장에 따른 안전기준을 추가하며 화재사고조사 결과의 신뢰성 확보 및 이행력 담보를 위한조치, 디지털 기술을 활용한 ESS안전관리 인프라 확충 등 화재 조사과정에서 안전 확보가 필요한 대책을 추진할 예정이다.

이와 함께 ESS산업의 지속가능한 성장을 위해 비리튬계·장주기·고신뢰 ESS를 개발·보급하고 한전 등 공공기관 주도로 전력계통 안정화를 위한 대규모 전기저장장치를 설치하며 전문인력양성 프로그램운영, 전기안전 플랫폼 등을 추진할 계획이다.

배터리 안전기준 강화 및 제조공정 개선

주기적 안전점검 의무화

이번 3차 조사 이후 정부는 배터리에 대한 안전기준을 강화하고 제조공정 개선에 나선다.

특히 글로벌 추세를 반영해 현행 충전율 제한(옥내 80% 이하, 옥외 90% 이하)에서 앞으로 보증수명(EOL)으로 변경하고 배터리 셀의 열폭주 방지를 위해 적합성 인증 의무화를 추진한다. 이에 앞으로 배터리 보증수명 기준으로 용량을 설계하게 되며 사용자는 보증수명 용량 이하로 사용하게 된다.

또한 지락사고 발생 시 절연저항이 제조사 기준치 이하일 때 경보가 울리도록 안전기준 개정을 추진하고 배터리 제조사는 배터리 제조공정상의 문제점을 해결하기 위해 자율적으로 공정개선 및 배터리 교체를 실시하도록 했다. 산업부에 따르면 S사는 음극코팅, 건조방식 등 두차례(2020년 6월, 2021년 3월) 제조공정을 개선했으며 이미 설치된 배터리 중 이상현상이 발견된 배터리는 즉시 교체를 실시하고 있다. 더불어 L사는 전극 코팅면 두께 편차 문제해결을 위해 두차례(2018년 8월, 2019년 12월) 제조공정 개선과 기설치된 2018년 9월 이전 남경공장산 배터리 전체에 대한 교체를 최근 완료했다.

이와 함께 산업부는 운영관리측면에서 자체 소화시스템 설치, 배터리실 폭발을 예방하기 위한 감압배출기능 설치를 추진하고 주기적 안전점검을 의무화한다.

이에 화재확산 방지를 위해 자체 소화시스템을 추가하고 정상적인 동작여부를 확인하도록 기준 개정을 추진한다. 배기시설의 경우 배터리실 내 폭발을 예방하기 위해 위험한 내부압력이 발생한 경우 내부압력 감압을 위한 배출기능 설치토록 기준 개정을 추진한다. 아울러 일상점검을 위한 안전관리자의 주기적 점검을 월 1회로 의무화했다.

배터리 설치·운영 미비점 보완

다양한 ESS 등장에 따른 안전기준 추가

산업부 측은 “그동안 화재조사 과정에서 안전 확보가 필요한 사항을 확인하고 배터리 설치 및 운영관리에 관한 미비점을 보완했다”고 설명했다.

실제 산업부는배터리 5㎿h 이하 단위로 내화구조 격벽 설치를 의무화하고 업계의 의견을 반영해 안전성 확보범위 내에서 랙과 벽 사이 이격거리 규정을 현행 1m에서 0.8m로 완화했다. 또한 운영관리상 비상정지시간(5초 이내), 전기적 요인, 가연성·인화성가스, 모니터링 또는 제어시스템 구축, 운영정보 기록항목을 구체화하는 등 기준을 개정했다.

이와 함께 사용후 배터리 등 다양한 ESS 등장에 따른 안전기준도 추가했다. 사용후 배터리는 배터리용량, 보증기간 등에 대한 배터리제조사 또는 인증기관에서 시스템단위 안정 적합성 인증을 받도록 규정했다. 신기술 배터리는 열폭주 위험이 적은 바나듐계 이차전지와 흐름전지의 경우 그 특성을 고려한 시설기준을 정립(전해질 유출방지, 내부식성, 환기 등)했다.

이동형 ESS의 경우 설치장소(옥내금지), 이격거리(위험물 3m 이상, 일반대중 1.5m 이상), 정차기간(1일 이내) 등 설치기준을 마련했다. LFP 배터리는 지난해 해외에서 안전사고가 발생함에 따라 안전기준을 구체화했다. UPS는 ESS와 유사하므로 대부분 전기저장장치안전기준을 준용하고 설치환경, 시설기준(전력변환, 배터리 등), 이격거리 등은 다르게 규정했다.

산업부는 ESS 등 화재조사 결과의 신뢰성 확보 및 이행력 담보를 위한 전기설비 사고조사위원회 신설을 추진하고 전기설비 화재조사 결과를 바탕으로 하자가 있는 전기설비·부품에 대해 해당 제조사에 리콜명령제도 신설을 추진한다. 뿐만 아니라 전기설비 재해는 지속적으로 증가하고 있으나 피해자 보상이 적기에 시행되지 않아 보험가입을 의무화할 계획이다.

이밖에 디지털 기술을 활용한 ESS 안전관리 인프라 확충도 진행된다. ESS 전사업장에 대한 실시간 안전관리시스템을 구축해 화재를 예방하고 온라인 검사를 통한 기업의 부담을 완화(검사수수료 50% 인하)할 계획이다. 이 시스템 구축에 총 사업비 95억1,200만원이 투입되며 올해 68억600만원이 투입된다. 아울러 ESS 화재사고 원인규명 및 사고예방을 위해 배터리 및 시스템 단위 시험·실증을 위한 안전관리 기반을 확충할 계획이다.

ESS산업의 지속가능한 성장 위한 대책

정부는 연구개발, 보급에 있어서 태양광·풍력 등 재생에너지 확대에 따라 전력계통의 신뢰도 유지 발전제약 완화를 위해 비리튬계·장주기·고신뢰 ESS를 개발해 보급하고 한전 등 공공기관 주도로 전력계통 안정화를 위한 대규모 ESS장치를 설치할 계획이다.

또 인력양성 등에 있어서는 단기적으로는 법정교육에 전기저장장치안전관리 교육과정을 신설·운영하고 중장기적으로 교육기관을 통한 전문인력 양성 프로그램을 추진한다.

이밖에 신재생에너지 설비, 전기차 충전시설, 전기저장장치 등 통합 전기안전 플랫폼을 구축해 안전점검·검사를 사람중심에서 디지털체계로 전환하고 빅데이터 표준화 및 데이터 기반 사고·수명 예측 기술 개발, 중장기 전기안전관리 로드맵 수립을 위한 정책연구 등을 추진할 계획이다.

산업부는 “ESS 안전강화 대책을 차질 없이 이행해 국민의 생명과 재산을 보호하고 전기저장장치산업을 활성화하기 위해 지원을 아끼지 않을 것”이라고 밝혔다. 특히 안전강화 대책 중 법령 개정사항은 추가로 연구용역 등을 추진해 전문기관의 검토를 거쳐 입법화할 계획이며 행정규칙은 전문가 심의, 이해관계자 의견수렴, 규제심사 등 행정절차를 거쳐 올해 연말까지 안전기준을 개정을 추진할 방침이다.

ESS 안전강화대책 기대효과

한편 산업부는 이번 ESS 안전강화대책과 관련해 기대효과를 설명했다.

우선 충전율 제한을 보증수명으로 변경하는 것은 ESS 화재는 설치 초기(2년 이내) 발생하는 에너지밀도가 높을 때 충전율을 낮춰 제품 안전성을 확보할 필요가 있다는 판단에 따른 것이다. 즉 보증수명 도입은 안전성, 주요국 ESS 설치상황, 업계 요구, 사업자 재산권 보호 등을 종합적으로 고려했다.

산업부는 ESS 사용전검사시 제출된 보증수명을 기준으로 설정하고 정기검사 시 잔존용량을 확인, ESS 설치 초기 화재사고를 예방한다는 복안이다. 단 기존 사업장은 충전율 제한을 현행대로 유지하고 KEC 개정 이후 신규 설치하는 ESS 사업장을 대상으로 적용할 계획이다.

이를 통해 소유자는 보증수명만큼 운영, 수익과 안전성을 동시에 확보하고 방전(출력) 용량 정량화로 초기 화재발생률 감축 및 계통 운영계획의 안정화가 가능할 전망이다. 아울러 저성능 배터리의 시장진입 방지 효과도 기대된다.

이와 함께 ESS통합관리시스템과 관련해서는 국내 가동 중인 2,300여개 ESs 전사업장의 운영 상태를 실시간 모니터링 및 분석, 화재 발생을 원천 차단하기 위한 사업임을 설명하고 오는 12월까지 구축을 완료, 내년 1월부터 현장적용에 착수할 예정이라고 밝혔다.

산업부는 이를 활용해 온라인 검사를 진행하면 검사수수료가 PCS 용량 1㎿ 기준으로 32만6,000원, 50% 인하되기 때문에 기업 부담이 크게 완화될 것으로 기대하고 있다.