배터리 폭발사고 증가문제 근원적 처방을 위한 리스크 분석
배터리 폭발사고 증가문제 근원적 처방을 위한 리스크 분석
노후 전기차의 증가와 배터리 폭발사고 증가로 인한 국민 안전문제 심각.
정부, 배터리 분야의 전주기 안전 관리 체계를 구축하고 리스크 분석에 기반한 탄력적 규제를 적용하는 시스템 조속히 정비해야.
전기차 보급 확대와 함께 배터리 관련 안전문제가 최근 중요한 이슈로 대두
내연기관 차량의 화재 비율은 감소하고 있지만 전기차의 화재 발생 건수는 뚜렷이 증가
○ 내연기관 차량의 1만대 당 화재 발생 건수는 ’17년 2.2건에서 ’23년 1.9건으로 감소하였지만, 전기차의 경우는 ’17년 0건에서 ’23년 1.3건으로 증가
*소방청 국가화재정보시스템 화재통계 데이터에 따르면, 전기차 화재는 2018년부터 발생함
○ 전기차 등록수는 ’17년 25,108대에서 ’23년 543,900대로 급격히 증가하였고, 전체 차량등록 수 대비 0.1건 에서 2.1건으로 증가하여 전기차시장의 급속한 확장을 보여줌
전기차 화재는 배터리에서 비롯되며 화재 발생 시 대형피해가 우려됨
○ 전기차 화재 원인은 대부분 배터리 화재에서 비롯되며 단시간 내 대형 화재·폭발 발생, 유독성 화학물질 유출 등 안전문제가 이슈화
*전기차 배터리 화재의 4가지 원인: 배터리결함, BMS결함, 배선 혹은 커넥터 결함, 급속충전으로 인한 배터리 노화(이호근, 2023)
- 친환경자동차법 시행령으로 전기차 충전설비 설치대상과 비율이 확대되었지만, 아파트 지하주차장 화재 시 소방차 진입이 어려워 대형 인명피해가 발생할 가능성이 높음
- 전기차, ESS(Energy Storage System), PM(Personal Mobility), 스마트폰 등 모두 같은 이차전지 화재 발생 가능성이 있으며, 화재 시 생성되는 유독성·폭발성 물질로 인해 특수재난으로 분류됨(HazMat)(김흥환, 2013)
*전기차에 사용되는 리튬이온 배터리는 ESS, PM, 레저용 등으로 재활용 가능
○ 아직까지 리튬이온 배터리 사고에 대한 확실한 화재·폭발 원인이 밝혀지지 않은 상황
*리튬이온 배터리가 열폭주를 일으키는 5가지 원인: 양극에 의한 전해질의 화학적 환원, 전해질의 열분해, 음극에 의한 전해질의 화학적 산화, 음극과 양극에 의한 열분해, 전하효과에 의한 내부 단락(김흥환, 2023)
- 리튬이온 배터리의 주요 위험요인은 열폭주, 좌초된 에너지, 유독성 및 가연성 기체이지만, 실제 사용 환경에서 화재·폭발에 대한 원인규명은 부족한 상황
- 화재원인으로 지목되는 각종 결함이 제조, 이송 및 탈부착, 주행 및 충전, 충돌 등 어떤 과정에서 발생·확대 되고 화재·폭발로 이어지는지에 대한 과학적 근거가 불충분함
- 소방청 통계에 따르면 화재 발생 원인이 배터리(차량, 선박부품)인 화재 건수는 ’17년 168건에서 ’23년 199건으로 18.5% 증가하였고, 재산피해 규모도 ’17년 건당 5,959천원 대비 ’23년은 건당 약 43,807천원 으로 6.4배 증가
국내 배터리 관련 안전성 검증제도는 도입되었지만, 과학적 근거기반 안전규제는 미흡
○ 전기생활용품안전법 개정으로 사용 후 배터리 안전성 검증제도 도입(’23.10.)
- 국가기술표준원은 세계 최초로 사용 후 배터리 활용도 제고를 위한 안전성 검증체계와 사후관리제도 도입
- 전기생활용품안전법 개정으로 사용 후 배터리를 ESS 등에서 재활용할 수 있도록 하는 안전성검사 근거 신설(’22년 개정 완료, ’23년 10월 시행)
○ ESS 폭발사고 이후 과학적 근거 있는 원인을 밝히지 못함에도 불구하고 안전규제만 강화됨
- ESS 화재 이후 정부는 안전기준과 관리제도를 개선했지만, 설치기준의 강화(옥내 설치요건 및 전기적 보호장치 의무화)로 인해 이차전지산업 성장의 저해요인으로 작용(관계부처 협동, 2019)
- 현재 규제는 주로 폐배터리에 적용되어 전 생애주기를 아우르는 종합적 안전관리보다는 폐기단계의 안전만을 강조하는 단편적인 해결책
*안전 확보 대책방안으로 국가기술표준원은 강원도 삼척시 소방방재산업특구 내 ‘대용량이차전지 화재안전성 검증센터’(약 4,700평) 구축
해외 주요국은 실증사업을 통한 과학적 근거 기반의 안전성 지원 강화 정책 추진
○ 영국은 안전성 관련 체계를 통합 일원화하고, 리스크 평가를 포함한 배터리 실증사업을 통해 데이터 축적
*영국은 독립적 기구인 보건안전청 HSE(Health and Safe Executive)을 통해 산업안전보건법의 집행, 행정을 위해 각 부처 보건·안전 분야를 통합하여 안전성 관련 체계 통합 및 일원화
- 영국 HSE는 전용 배터리 안전실 외에 HSE 과학연구센터 부지(67만평 이상)에서 대규모 화재 및 폭발물 실험을 정기적으로 수행(HSE solutions)
- 보건안전청은 연구소(Science and Research Center)를 통해 위험성 평가 관련 실험을 수행하고 과학적 증거를 기반으로 분석 결과를 도출하여 규제 감독, 인증제도 실행, 교육 프로그램 제공, 기업 안전성 개선 및 연구개발 활동을 지원
○ 각국은 배터리의 안전성을 확보하기 위해 실증사업 중심의 전주기 안전성 지원 체계 강화
- [EU] 새로운 EU 배터리 규정(Regulation 2023/1542)은 배터리의 지속 가능성, 성능, 배터리 여권, 배터리 수명 주기 전반에 걸친 안전 요구사항, 안전성 및 폐기물 관리를 광범위하게 규제(EU-Lex)
- [미국] 미국 에너지부는 배터리 공급망 전반에 걸친 법률, 정책, 인센티브 정보를 통합한 데이터베이스를 구축해 공급망 참여자들이 쉽게 접근하도록 지원(NREL)
- [일본] 경제산업성은 가정 제품과 자동차에 사용되는 배터리의 신뢰성과 안전성을 보장하기 위해 안전 실증 테스트 및 평가 지원(Japan Industry News)
시사점
제품별·사용 환경별 배터리 전주기 위험성 평가를 통한 탄력적 규제 적용 시스템 개선 필요
○ 정확한 원인을 규명하기 위해 전주기 위험성 평가를 기반으로 실증사업을 강화하고 필요한 안전기준 정립
- 데이터 기반의 전주기 위험성 평가를 수행하고, 시험분석 및 실사용 환경 데이터로 위험발생 확률과 피해 규모를 예측하여 상황에 맞는 규제 강도와 방식 적용 필요
- 리튬이온 배터리와 ESS 화재 원인을 밝히기 위해 리스크 평가 중심의 실증사업을 강화하고, 필요한 안전 기준을 설정하여 관련 데이터를 확보할 필요 있음
○ 전기차, ESS, PM 등 다양한 분야에서 활용되는 배터리 폭발사고를 대응하기 위해서는 탄력적인 리스크 관리 기반의 접근 필요
- 전주기 위험성 평가를 통해 식별된 위험에 기반한 규제 조정을 통해 중대한 위험에 집중하고 자원배분을 최적화하는 탄력적 규제 필요 - ESS는 폭발위험이 크므로 강화된 모니터링과 규제가 필요하며, PM은 상대적으로 위험이 적어 과학적 근거가 부족할 경우에는 과도한 규제를 완화하고 신중한 경계 관점*의 접근 필요
*신중한 경계 접근(precautionary principle approach)은 잠재적인 위험에 대한 확실한 과학적 증거가 부족할 때에도 예방적 조치를 취해야 한다는 원칙을 의미
안전규제 관리를 통합 일원화하는 거버넌스 및 제도적 기반 구축
○ 범부처 수준의 ‘배터리 통합관리체계’ 구축 및 안전성 관리주체의 통합 일원화
- 주요국의 배터리 공급망 관리를 위한 배터리 여권제도(통합이력관리시스템)에 대응하기 위해, 범부처 차원 에서 배터리의 전주기 데이터를 수집하고 관리하는 통합관리체계를 구축하여 운영
- [대안 1] 우리나라 주요부처와 기관에 산재해 있는 안전성 관련 규제감독, 인증, 교육, 기업지원, 과학적 기반 실증을 총괄 추진할 수 있는 기관 신설
- [대안 2] 기존의 체계 내에서 안전규제를 통합적으로 관리하고 조정할 수 있는 시스템을 강화하는 방안 고려
○ 리스크 규제체계 기반의 안전성 관리 총괄규범을 제정하여 제도적 기반 구축 필요
- 안전성 관리체계를 일원화하기 위해 기존 법률에서 안전관리 분야를 분리하여 각 개별 법률*을 통합 할 수 있는 ‘안전성관리 기본법’ 추진 필요 *현행 우리나라 안전관리에 관한 총괄규범인 ‘재난 및 안전관리 기본법’과 개별 법률에 산재해 있음으로 총괄적 규범으로서 한계(최해옥 외, 2023)
- 안전성 관리체계를 통합하여 일원화함으로써 체계적인 리스크 관리 및 신속하고 일관된 안전사고 대응을 위한 법적 기반 구축 필요
배터리 사고 등 리스크 관리에 적극 대응하기 위한 R&D 전략적 지원 및 새로운 기회로의 전환
○ 배터리 취급과정에서 발생하는 폭발사고의 대응책 및 원인 규명을 위한 R&D 지원 필요
- 소방 전문가가 참여하여 규제샌드박스 내에서 배터리 화재진압기술의 개발과 실증을 지원함으로써 실제 환경에서의 안전성과 효과성을 검증하고 기술혁신을 촉진
- 사고 예방 및 예측 차원의 사전진단 기술개발에 집중하고 R&D 지원, 신기술 실증, 표준 및 인증, 교육훈련 프로그램, 협력 네트워크 등 관련 제도적 지원체계 구축
○ 안전성 검증체계 개발성과의 글로벌 표준과의 연계 강화
- 국내 배터리 안전성 검증체계는 세계 최초의 시도로, 이를 통해 우리나라가 안전성 관련 선진국으로 도약 하고 관련 시험인증 분야에서도 선도적인 위치를 확보할 수 있을 것으로 기대
- 안전성 검증체계는 배터리 분야뿐만 아니라 신산업분야에 확대 적용 검토 필요
발간물 컬렉터의 큐레이션
배터리 폭발사고 증가와 관련된 안전규제 필요!
전기차 보급이 급증하면서 배터리 폭발사고가 증가하고 있어 국민 안전 문제가 심각해지고 있습니다.
특히, 전기차 배터리의 화재는 대규모 피해로 이어질 가능성이 높으며, 이에 따른 리스크 분석을 기반으로 한 안전규제 체계의 조속한 정비가 필요합니다.
최근 전기차 등록 수가 급격히 증가하면서 화재 발생 건수도 함께 늘어났습니다.
2017년부터 2023년 사이 전기차 화재는 0건에서 1.3건(1만 대 당)으로 증가했으며, 이러한 화재의 주요 원인은 배터리 결함, 배선 결함, 급속충전으로 인한 배터리 노화 등으로 나타났습니다.
현재 정부는 배터리 전주기 안전관리 체계를 구축하고 있지만, 배터리 폭발사고 원인에 대한 과학적 근거는 부족합니다.
해외 주요국들은 배터리 안전성을 높이기 위해 실증사업을 통해 과학적 데이터를 축적하고 있으며, 우리나라 역시 이에 대한 대응이 필요합니다.
안전 규제 강화를 통해 전기차와 ESS(Energy Storage System) 등 다양한 분야에서 배터리 폭발사고를 예방할 수 있도록 전주기 리스크 평가를 기반으로 한 탄력적 규제 시스템 도입이 요구됩니다.
또한, 범부처 차원에서 배터리 통합관리체계를 구축하고, 배터리 안전성 관리의 거버넌스를 일원화하는 제도적 기반이 마련되어야 합니다.
이와 같은 접근을 통해 배터리 폭발사고와 같은 리스크 관리에 대응할 수 있으며, 이를 통해 국민 안전을 보호하고 관련 산업의 지속 가능한 성장을 도모할 수 있을 것입니다.