LG화학, 3000억 규모 ESS 안전 대책… 中 남경 배터리 전량 교체
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LG화학, 3000억 규모 ESS 안전 대책… 中 남경 배터리 전량 교체
  • 서창완 기자
  • 승인 2020.02.07 08:50
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2017년 중국 남경공장서 생산된 ESS용 배터리 자발적 교체
화재 확산 근본적 방지 위한 특수 소화시스템 적용
LG화학 화재 확산 방지 시스템. [사진=LG화학]
LG화학 화재 확산 방지 시스템. [사진=LG화학]

LG화학이 2017년 중국 남경공장에서 생산된 배터리를 전량 교체하는 등 에너지저장장치(ESS) 화재로 무너진 산업 신뢰를 회복하는 데 나선다.

LG화학은 6일 정부 ESS 화재사고 2차 조사단 결과 발표에 맞춰 ESS 고강도 종합 안전대책을 발표했다. 2차 조사단은 이날 지난해 8월 이후 발생한 5건의 ESS 화재 사고 가운데 4건의 화재 원인이 ‘배터리 이상’이라고 결론냈다. LG화학 배터리가 사용된 곳은 충남 예산과 경북 군위 쪽이 문제가 됐다.

LG화학은 조사단 발표에 맞춰 낸 설명 자료에서 배터리가 화재의 직접적 원인으로 판단되지 않는다고 설명했다.

구체적 이유로 먼저 지난 4개월간 실제 사이트를 운영하며 가혹한 환경에서 실시한 자체 실증실험에서 화재가 재현되지 않았다는 점을 들었다. 조사단에서 발견한 양극 파편, 리튬 석출물, 음극 활물질 돌기, 용융 흔적 등은 일반적인 현상이라는 설명도 덧붙였다. 자체 실험을 통해 이 점이 화재의 직접적인 원인이 아닌 것도 확인했다는 판단이다.

LG화학은 배터리의 화재 원인 유무와 별개로 ESS 산업 신뢰확보와 사회적 책무를 다하기 위해 2017년 중국 남경공장에서 생산된 ESS 배터리는 전량을 자발적으로 교체하기로 결정했다. 2017년 남경산 배터리가 적용된 기존 국내 ESS 사이트 250여곳의 교체 비용은 모두 자체 부담한다.

배터리 교체 이외 화재확산 방지를 위한 특수 소화시스템도 순차적으로 적용한다. 적용 대상은 2017년 남경산 배터리가 적용되지 않은 ESS 사이트도 포함한 국내 400여곳이다. 올해부터 신규로 설치되는 국내 모든 사이트에 대해서도 해당 시스템을 필수적으로 적용할 예정이다.

LG화학은 자체 개발한 특수소화시스템을 올해 초 이미 일부 ESS 사이트에 설치해 성공적으로 시범운영하고 있다고 전했다.

또한 소화시스템 적용 작업과 함께 전수 조사를 실시해 필요할 경우 추가 모듈 교체를 포함한 안전강화 조치를 실시한다.

이번에 LG화학이 자체 개발한 소화시스템은 ESS 시스템 내 배터리 랙 상단에 설치된 연기 감지기를 통해 화재가 감지되면 해당 배터리 모듈에 직접 물을 주입해 진압하는 주수(注水)방식을 적용했다.

LG화학은 이번에 마련한 특수 소화시스템이 화재발생 초기 단계에 해당 배터리 셀이 위치한 모듈에 물을 직접 주수해 화재 확산을 방지하는 장점이 있다고 설명했다. 문제가 발생한 배터리 셀의 온도를 떨어뜨려 주변에 있는 배터리 셀로 전달되는 열에너지를 낮추는 ‘냉각 방식’을 사용한다.

LG화학 관계자는 “해당 소화시스템은 최근 글로벌 안전인증회사인 UL(Under Writers Laboratories)의 에너지저장 시스템 열폭주 화재 전이에 대한 시험 방법 표준인 UL9540A Unit level 테스트 기준을 만족했다”고 말했다.

이어 “글로벌 품질인증과 위험관리 회사인 DNV-GL(Det Norske Veritas and GermanischerLloyd)과 미국 화재예방협회인 NFPA(National Fire Protection Association)도 리튬이온 배터리 화재 진압을 위해서는 물이 가장 효과적이라는 연구결과를 발표했다”고 덧붙였다.

이밖에도 LG화학은 안전성 강화를 위한 다각도의 조치를 실시하고 있다. LG화학은 ESS 배터리 초기 설계 단계부터 전기충격 발생시 배터리를 보호하기 위해 모듈퓨즈, 랙퓨즈, 서지 프로텍터 등의 '3중 안전장치'를 반영해 배터리 안전성을 높여왔다.

모듈퓨즈와 랙퓨즈는 전류가 세게 흐르면 전기부품보다 먼저 녹아 전류흐름을 끊어주는 안전장치다. 서지 프로텍터는 외부 이상전압이나 전기적인 과도 신호로부터 제품을 보호하는 기능을 갖추고 있다.

또한, 절연 성능에 이상 발생시 절연상태를 실시간 모니터링하는 '지락감시장치'와 'E(Emergency)-Stop'을 도입했다. LG화학은 기존 사이트에 대해서는 이미 지락감시장치와 E-Stop 장치를 설치했다. 신규 사이트에도 적용할 예정이다. 보다 정확한 화재원인을 파악하기 위해 일종의 블랙박스 격인 'Fireproof-HDD'도 적용하고 있다.

LG화학은 “이번 고강도 안전대책과 관련해 약 2000~3000억원의 비용이 소요될 것으로 예상된다”며 “이번 안전조치는 국내에 설치된 사이트와 국내 고객을 대상으로 우선 실행되며, 해외 사이트는 해당 고객들과의 개별 협의를 통해 필요한 조치를 취할 예정”이라고 말했다.

서창완 기자  science@greened.kr

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