리튬이온 이차전지, 생각보다 안전하다,ESS는 폭염, 리튬이온 이차전지 연관 산업에서 사건·사고 두드러지게 해,물리적,열,충격 더 위험

[전문가 기고] 리튬이온 이차전지, 생각보다 안전하다

-서정대학교 자동차학과 박철완 교수
-폭염, 리튬이온 이차전지 연관 산업에서 사건·사고 두드러지게 해
-‘십년이면 강산도 변한다’더니 ‘십년이면 리튬이온 이차전지 사고 유형도 변한다’
-정상 제작된 리튬이온 이차전지, 생각보다 안전하다.

(18.09.11)

▲서정대학교 자동차학과 박철완 교수

2018년 여름은 폭염이 유난스러웠던 것으로 기억될 듯 하다. 폭염은 리튬이온 이차전지 연관 산업에서도 전례 없는 사건, 사고들을 두드러지게 했다.

‘ESS’라는 약자로 일컬어지는 (전기)에너지저장장치의 잦은 화재 (예년에 비해서 말이다)가 바로 그것이다. 십여년 전인 2007, 2008년 경만 하더라도 리튬이온 이차전지 쪽 발화, 혹은 폭발 사고라 하면 휴대전화 혹은 랩탑 컴퓨터 사고였었다. 이때의 사고 원인으로 필자가 당시에 여러 매체에 전문가 소견으로 밝힌 대표적 사례의 일부만 들어보면, 서울 남부 지역의 휴대전화 배터리 발화는 소유자의 애완견이 추가 배터리를 개껌 씹듯 에지를 씹어 단락을 일으켜 발화한 사고였고, 최초의 리튬이온 이차전지 인사 사고라 호들갑이 심했던 충청 지역 휴대전화 발화 사고는 중장비 업무를 맡은 분의 과실에 의한 강한 외부 충격으로 발화 사고였다. 그리고 동영상으로 잡힌 국내 최초의 원통형 리튬이온 이차전지 ‘폭발 사고는 라디에이터 바로 곁에 충전 상태로 방치된 랩탑 컴퓨터가 외부의 열원에 의해 과열돼 1차 파괴 후 파손된 이차전지 팩을 부적절한 등급의 소화기를 이용한 조처로 인해 2차 폭발이 유도된 사고가 악명높았다 할 수 있다.

이 사고들의 공통점은 ‘리튬이온 이차전지 제조상 문제’로 일어난 게 아닌, ‘이차전지 외부 요인’에 의해 일어났기 때문에 ‘단발성’ 사고로 그칠 거라 당시에도 필자가 매체 쪽에 누차 강조했었고 다행히 필자의 판단이 맞았었다.

그런데 ‘십년이면 강산도 변한다’더니 ‘십년이면 리튬이온 이차전지 사고 유형도 변한다’는 말을 해야 할까 싶다.  

10여년 전 필자가 차세대전지 성장동력 사업단을 책임 운영하며 그렸던 ’차세대 전지 산업기술로드맵‘ 상의 예측 시장 규모를 넘어선지 오래이고, 채용 산업도 다양화하고 있다. 휴대전화, 랩탑 컴퓨터에는 여전히 리튬이온 이차전지가 많이 쓰이지만, 이제는 블루투스 장치와 전자담배로 대별되는 초소형 전자기기, 배터리 전기차로 대별되는 수송용 운송수단, 그리고 발전 보조용 ‘에너지 저장 장치라 할 수 있는 ESS’로 리튬이온 이차전지 시장이 확대됐다. 

초소형 전자기기인 전자담배 화재 및 폭발 사고는 인사 사고까지 일으켰고, 발전 보조용 에너지 저장 장치인 ESS도 유독 눈에 띄는 게 2018년경의 상황이며 사고의 원인은 여전히들 설왕설래한다. 리튬이온 이차전지 발화 및 폭발 사고는 화재와 폭발의 에너지원이 이차전지가 담고 있고 있다 보니 사고 후 이차전지까지 발화, 폭발까지 가면 반드시 사고의 원인으로 의심받는 건 피할 수 없는 상황이다.

하지만 십년 전에도 그랬고, 지금도 그렇지만 배터리 자체 결함의 십중팔구는 ‘동일 패턴의 연쇄 발화 혹은 폭발’로 이어진다. 핸드셋 셋팅, 설계 그리고 제작 공정 문제에 이어 장착된 리튬이온폴리머 이차전지의 ‘심각한’ 변형 등 역대급의 복합적 문제로 단발성으로 그치지 않은 사건 사례도 역사에 기록돼 ‘동일패턴의 연쇄 발화 혹은 폭발’은 배터리 자체 결함이 전부라고 할 수 없게 됐다. 

여하간에, 전자담배와 발전 보조용 에너지 저장 장치인 ESS의 사고도 배터리 자체 결함이라 하기엔 복잡다단한 패턴을 갖고 있다. 전자담배는 이차전지 바로 곁에 전열기가 있어 적절한 단열이 되지 않았을 때 과열을 경험할 수 있고, 제작 공정 중에 열 및 전기 충격이 이차전지에 가해질 우려가 있어 다른 초소형 전자기기에 비해 품질관리에 유의해야 한다. 마찬가지로 발전 보조용 에너지 저장 장치도 단전지 형태와 제작사에 따라 모듈, 팩, 시스템(제작사에 따라 용어도 혼란스럽다)의 제작 공정 중 단전지에 열 및 전기 충격이 가해지지 않도록 유의해야 하고, 대형 설비 형태이기 때문에 설비 후 환경 변수(특히 온도) 관리에 유의해 과열되지 않도록 조심해야 한다.

살아있는 리튬이온 이차전지라면 충전이 거의 다된 상황에서 외부의 물리적, 열적, 전기적 충격이 강하게, 혹은 연속적으로 가해졌을 때 단전지가 파괴될 우려가 있다. 혹자들은 끝까지 배터리 자체 결함이라 주장하는 경우도 자주 보지만, 사용 중 이차전지 관리가 가장 잘되는 대표적 예인 배터리 전기차가 전자담배나 ESS와 비교했을 때 사고 빈도가 어떤지 확인해보라 권하고 싶다. 정상적으로 제작된 리튬이온 이차전지는 생각보다 안전하다. 

이현정 기자

http://www.ekn.kr/news/article.html?no=385680

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[단위 참고] : 1TW=1,000GW, 1GW=1,000MW, 1MW=1,000KW

☞ http://cafe.daum.net/sun8279 한국태양광발전사업 동호회 카페에 가입을 하시면 위의 전남영암과 타 지역 부지매도와 태양광발전사업에 관한 다양한 정보를 보실 수 있음.

※명퇴, 은퇴, 희망퇴직, 일정 자본 보유 도시인과 귀농과 귀촌, 사업업종 전환자, 농업인 부지임대 혹은 설치 시에도 안정적인 수익사업으로 태양광발전사업을 권장합니다.

 

▶문의환영: 카페지기 서정진 전무, 010-3678-4344,

sjj9191@hanmail.net

※성함, 이메일, 자기자본보유액, 사시는 지역, 부지의 보유 여부 등을 문자나 이메일로 보내 주시길 바랍니다. 사업계획서(견적서, 수지분석 자료 포함)를 발송해 드립니다

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■당사 일양산업은 해외 신규로 베트남에 태양광발전사업 800MW와 풍력 등 1조 3000억원 규모 진입함(18.03.08 근거 하단 보도자료 참고 에너지경제신문)

http://www.ekn.kr/news/article.html?no=347968

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▶신규로 태양광발전소를 설치를 하시고자 하시는 분들은 아래의 글을 읽으시고 문의 바랍니다.

 

1. 전남 영암지역 1, 2, 3, 4차 100KW, 350KW(700KW포함)급 16년~17년 03월부로 25MW 매도 완료(논과 밭)하여 발전사업허가가 완료된 후, 개발행위허가가 완료가 되어 공사 진행 중에 있습니다(한전 접속 가능 지역임)

 

2. 당사(일양산업)는(은) 이미(14~16년도) 전남 해남지역에 21MW 이상 태양광발전소를 준공을 하였습니다. 06년부터 현재까지 전남 신안의 시행(한전 접속 전기 선로공사 포함) 59MW부분까지 하면, 총 약 80MW 이상의 공사를 해 왔습니다.

 

 

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▲위의 1번과 같이 신규로 전남 영암지역(논과 밭)에 총 18MW 용량 중에 제1차로 4.3MW 용량 ①[영암 100KW(43개소)], 17년 12월 초순부터 함.

※43개소 부지매도(분양) 완료됨(18,01,18부, 개발행위허가 진행 중).

 

▶ 추가로 부지분양 100KW 18개소와 260KW 1개소를 실행하니, 매수요청을 바랍니다(매도완료 18.02.26부).

 

▣ 전남지역 500KW, 1MW급 부지분양 준비 중임(18년 10월 초순경 시행 예정). 아래의 요청하는 내용을 적어서 연락바랍니다

 

②[전남 신안 지역 9MW, 500KW급(18개소) ]을 18년 01월 중순부터 부지매도를 하기로 되어 있었는데, 매도가 아닌 임대로 하여 [임차를 원하는 사업주에게 분양이 완료, 18,01,18부, 개발행위허가 완료 공사 준비 중 18년 08월]가 되었음. 부지 물색 후 다시금 매도(분양)를 할 예정입니다. 기다려 주시면 감사하겠습니다. 태양광 발전소의 발전사업허가, 개발행위허가, 민원처리, 시공(대출포함), 유지보수까지 일체를 합니다.

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※ 지자체 개방행위허가 규제 조례(도로/마을로부터 100~1000m이격 거리 두고 태양광발전소 설치) 행하는 지자체 16년 11월 35곳에서 17년 7월 현재 78곳으로 2배 이상 늘어났고, 다시금 18년 01월 현재는 92곳으로 “땅 찾기란 하늘에서 별 따기” 임.

 

▶1MW이하 태양광발전소 무한 접속을 한전 측에서 해주기로 하면서, 한전 계통연계(한전접속량)량이 없는 곳에 발전사업허가 및 개발행위허가까지 발부를 해도, 《한전접속량을 한전으로부터 연계가 될 때까지 공사를 할 수가 없는 전국 지역의 ″부지분양은 재고″를》해야 합니다(개인 소유 토지/임차 설치시에도 상황은 같음).

그 이유는 공사를 할 수가 있는 대기시간 소요가, 최대 5~6년의 많은 소요가 되며, 발전소 시공을 못하여, 발전하지 못한 만큼의 년간 손해액이 상당하게 됨.

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※기존 태양광발전소 및 신규로 설치할 태양광발전소에 ESS (에너지저장장치, 가중치 5.0 19년말까지 )를 ①직접 설치하거나, ②임대하여 주실 분들[임차인이 직접 설치비용을 투입하고, 태양광발전소에서 발생되는 원래의 수익(발전시간,REC,SMP)을 보장하며 보전함)의 문의를 바랍니다 . (위의 카페 가입을 하시면 다양한 정보를 보실 수가 있음 ).

■태양광발저소 100KW 및 중대용량 200KW~수 MW 태양광발전소에 ESS 설치함 ,

성함 전화번호 이메일 , 자기자본액을 적어서 문자나 이메일로 요청하시면 (송부를 하시려면, 아래 전화번호와 이메일 확인요 ),사업제안서 및 견적서 수지분석자료 를 보내드립니다 .

 

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◆주택(3KW) 및 공장, 창고, 상가 빌딩 건축물 등에 태양광발전소를 설치를 하여 수익(매전)사업이나 자가전기사용으로 하실 경우에도 문의 바랍니다.