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《이슈현장》 에너지저장장치(ESS) 안전성 평가센터 착공
2023-06-15

<에너지저장장치(ESS) 안전성 평가센터> 착공
국내 안전기준의 표준화 마련 기대
탄소중립 전환기에서 ESS 안전에 대한 중요성이 점차 커지고 있다. 신재생에너지 발전 설비의 보급과 함께 잇따르고 있는 ESS 화재사고에 대해 지난해 정부는 <에너지 저장장치 안전 강화대책>을 추진한다고 밝혔다. 이어 ESS 안전관리 강화를 위해 제도개선 및 인프라 확충을 적극 추진하고 있는 가운데 지난 5월 4일에는 ESS 화재사고를 분석하고 예방하는 연구 기반 인프라 시설로 완주군에서 <ESS 안전성 평가센터 기공식>이 있었다. 그동안 산학연 전문가들과 함께 ESS 화재사고 실태조사를 이어오며, 배터리 성능 개선과 안전 확보를 위해 민간과의 기술 협력을 강화해온 결실이라고 평가했다.
 
정리 편집부 
자료 산업통상자원부
 산업통상자원부 , 한국전기안전공사. 배터리 제조 3사와의 ESS 산업생태계 조성 협약

세계 최초로 ESS(에너지저장장치) 안전성 평가센터를 건립한다. 산업통상자원부와 한국전기안전공사는 전북 완주군에서 <신재생 연계 ESS 안전성 평가센터 구축사업>으로 추진 중에 있는 <ESS 안전성 평가센터> 기공식을 개최하고, ESS 안전협약을 체결했다고 밝혔다. 평가센터는 우선, 제품 단위로 안전성을 검증하던 기존 방식에서 벗어나 ESS와 PCS(전력변환장치), 보호장치 등을 한꺼번에 포괄하는 시스템 단위의 복합적인 안전 검증 체계를 구축할 계획이다. 실증을 통해 마련한 안전 기술기준을 국제표준(IEC)에도 반영해 국내 ESS 안전기술이 세계를 선도해나갈 수 있도록 지원할 방침이다.

정부는 <제10차 전력수급기본계획>에 따라 재생에너지 변동성 대응, 출력제어 완화 등을 위해 2036년까지 최대 45조 원을 신규 투자하여 24.5 GW 규모의 ESS를 설치한다는 계획이다.
 ESS 안전성 평가센터 기공식 세레머니

ESS 안전성 평가센터 추진계획
ESS 안전성 평가센터는 총 사업비 471억으로, 전체 부지면적 16,654 ㎡(5,000 평)에 지상 4층 규모로 지어진다. 설비시험 공간을 비롯해 연구·교육시설, ESS, 태양광, 연료전지 등 주요 신재생 에너지별 실증설비가 함께 들어선다. 연내 센터동 건립을 시작으로, 내년까지 실증설비 등 주요 시설을 완공하고, 4개년 사업 마지막 연차인 2025년에는 디지털트윈 기반의 ESS 원격 진단기술과 안전기준을 개발될 예정이다. 한편, 이날 행사에서는 산업부와 공사, 국내 배터리 제조 3사(LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온)간 보다 안전하고 지속가능한 ESS 산업 생태계 조성을 위한 협약도 함께 체결하였다.
<ESS 안전강화대책> 발표 후 개선책 마련
산업부는 지난해 5월 제3차 ESS 화재사고 조사결과를 바탕으로 <ESS 안전강화대책>을 발표하고, ESS 안전관리 강화를 위해 제도개선 및 인프라 확충을 적극 추진하고 있다. ESS 안전관리를 강화하기 위해 지난 4월 17일 한국전기설비규정을 개정하여 충전율을 보증수명으로 변경, 사용 후 배터리 등 신기술 적용 안전기준을 마련하는 등 제도를 개선한 바 있다. 그간, 배터리, 전력변환장치 등 개별 제품에 대한 안전성을 평가하는 기관은 있었으나, ESS 안전성을 종합적으로 평가하는 기관이 없어, 화재원인 규명, ESS 안전 확보에 한계가 있었던 것이 사실이다.
ESS 안전성 평가센터 조감도

안전기준 마련 및 국제표준화 추진  
산업부는 세계 최초로 ESS 종합 안전성 평가센터를 구축하여, ESS화재 예방을 위한 6대 안전기준을 마련하고, 국내 안전기준의 국제표준화를 추진한다. 또한, ESS 전사업장에 대한 실시간 안전관리시스템인 ESS통합관리시스템과 연계하여 ESS화재를 조기에 예측하여 피해를 최소화하고, 기존 대면검사를 온라인 검사로 전환(2023년 7월 이후)하는 등 검사기법도 지속적으로 개발할 계획이다.

산업부는 국내 주요 배터리기업과 협업을 통해 기술개발, 신규 모델의 안전성을 검증하는 등 철저한 안전관리체계를 마련하기 위하여 주요 배터리기업인 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 및 전기안전공사와 ESS안전협약을 체결했다. 이번 협약을 통해 정부, 기업, 공공기관 간의 안전대책, 제도개선 등을 위한 유기적인 협력체계 구축으로 2036년까지 24.5 GW 규모로 확대되는  ESS산업 활성화에 크게 기여할 것으로 예상된다.

또한 한전 등 공공기관 주도로 전력계통 안정화를 위한 대규모 전기저장장치를 설치하고, 단기적으로 전기저장장치안전관리 교육과정을 신설하고 운영해 중장기적으로 교육기관을 통한 전문 인력 양성 프로그램을 추진하고 신재생에너지 설비, 전기차 충전시설, 전기저장장치 등 전기 안전 플랫폼을 구축하여 안전 점검 및 검사를 사람 중심에서 디지털체계로 전환하고 빅데이터 표준화 및 데이터 기반 사고 수명 예측 기술을 개발하고 중이다. 관계자는 “전력안정성을 확보하고 ESS산업을 활성화하기 위해서는 화재로부터 안전확보가 핵심임을 강조하면서, 정부의 제도개선 노력과 기업의 자발적인 안전관리 의지가 융합된다면 국내 ESS산업이 한 단계 도약할 것”이라고 강조했다.
<에너지 저장장치 안전 강화대책> 추진 개요
한국전기안전공사는 2020년 5월 이후 7건의 전기저장장치 화재가 발생함에 따라, 지난해 6월부터 3차 전기저장장치 화재원인 조사단을 구성하여 4건의 화재사고를 조사했다 결과, 화재사고 예방을 위해서는 배터리에 대한 안전기준을 강화하고, 제조공정 개선이 필요할 것으로 판단하는 한편, 자체소화설비, 배기시설의 안전기준 정비, 주기적 안전점검 등 운영관리가 필요하고 그동안 화재조사 과정에서 제기된 사항에 대해서도 안전확보가 필요한 사항에 대한 기준개정, 법령정비 등 제도개선과 전기저장장치 산업의 지속가능한 성장을 위한 대책이 필요하다고 평가했다.

이러한 조사결과 및 평가를 토대로 산업통상자원부는 전문가 및 업계 의견수렴1)을 거쳐 강화된 안전기준을 마련하고, 전기저장장치 산업의 지속가능한 경쟁력 확보를 지원하는 동시에 그간 현장 감시 중심의 안전관리시스템을 실시간 안전운전 상태를 점검하는 사전 화재 예방 체제를 구축하여 안전관리의 선진화도 도모한다는 계획이었다.

▲배터리 보증수명 도입, 지락보호장치 동작·기능 등 배터리 안전기준을 강화하고, 자체소화시스템 설치, 배터리실 폭발을 예방하기 위한 감압배출기능 설치, 주기적 안전점검 등 전기저장장치운영관리를 강화한다는 계획이다.

▲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 전기저장장치안전관리 기반 확충 등 화재 조사과정에서 안전확보가 필요한 대책을 추진한다.

▲비리튬계·장주기·고신뢰 전기저장장치를 개발 보급하고, 한전 등 공공기관 주도로 전력계통 안정화를 위한 대규모 전기저장장치를 설치하고, 전문인력양성 프로그램운영, 전기안전 플랫폼 등을 추진한다.

에너지 저장장치(ESS) 안전강화대책 관련 Q&A2) 
Q. 충전율 제한을 보증수명으로 바뀌면 어떤 효과가 있나
A. 에너지 저장장치(ESS) 화재는 2년 이내 설치초기에 화재가 많이 발생하는 특성을 고려하면, 에너지밀도가 높을 때 충전율을 낮춰 제품의 안전성을 확보할 필요가 있다. 이에 충전율 제한을 보증수명3)으로 변경하여 추진한다. 총 34건의 화재에서 시공 중일 때는2건, 1년차일 때는 13건, 2년차에는10건, 3년차 6건, 4년차 3건으로 화재 발생률이 줄었다.

보증수명 도입은 안전성, 주요국의 에너지 저장장치(ESS) 설치상황, 업계요구, 사업자의 재산권 보호 등을 종합적으로 고려했다. 에너지 저장장치(ESS) 사용전 검사시 제출된 보증수명을 기준으로 설정하고 정기검사 때 잔존용량을 확인하여 에너지 저장장치(ESS) 설치 초기 화재사고를 예방한다.

기존 사업장은 충전율 제한을 현행대로 유지하고, KEC 개정이후 신규로 설치하는 에너지 저장장치(ESS)사업장에 대하여 적용할 계획이다. 소유자는 보증수명만큼 운영함으로서 수익과 안전성을 동시 확보가 가능하고, 방전(출력) 용량의 정량화로 초기 화재발생율 감축 및 계통 운영계획의 안정화가 가능하고, 저성능 배터리 시장 진입방지 효과를 기대할 수 있다.

Q. 에너지 저장장치(ESS) 통합관리시스템으로 얻는 효과는
A. 국내 가동 중인 에너지 저장장치(ESS) 약 2,300개 전사업장의 운영상태를 실시간점검 및 분석으로 화재발생을 예방한다. 에너지 저장장치(ESS)통합관리시스템 구축은 총사업비 98.9억 원, 2022년 68.06억 원이다. 이 시스템은 2022년 12월에 구축하여 2023년 1월에 현장 적용을 활용하여 온라인검사를 추진하면 기업의 부담도 완화될 것으로 예상된다.

검사수수료 50 % 인하하여 현행 PCS 용량 1 MW 기준 653,900원에서 326,900원으로 개선된다.

Q. 해외에도 에너지 저장장치(ESS) 화재가 발생하고 있는지?
A. 우리나라가 세계시장의 30%를 점유하여 사고 빈도가 많은 것은 사실이다. 2018년 국내 에너지 저장장치(ESS) 시장 규모는 약 3.6 GWh로 세계시장의 약 1/3을 차지했다. 에너지 저장장치(ESS) 화재는 미국, 중국, 독일 호주 등에서도 발생하고 있고, 중국에서는 인명사고도 발생한바 있어 철저한 안전관리가 필요하다. 
1) 해외 안전기준 검토(’21.5∼’22.2, 9개월) 화재조사위 권고 검토(’21.6∼’22.2, 8개월), 관련업계 의견수렴(’21.12∼’22.4, 4개월) 및 에너지 저장장치(ESS) 안전관리위 개최(`’22.4.20~22)
2) 출처, 2022년 5월 3일 산업통상자원부 ‘국민의 생명과 재산을 보호하기 위한 <에너지 저장장치(ESS) 안전 강화대책> 추진’
3) 보증수명(EOL: End of Life): 배터리 제조사가 에너지 저장장치(ESS)사업자에게 경화·열화되는 것을 감안하여 에너지 저장장치(ESS) 설비의 보증기간까지의 배터리 용량이다. 

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