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03.29 (금)

[단독] ESS 최대 걸림돌, '火' 잡는 국산 기술 나온다

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매일경제

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최근 연이은 화재 사고로 이차전지 배터리를 활용한 에너지저장장치(ESS)에 대한 불안감이 커지는 가운데 SK이노베이션이 ESS 화재 확산을 원천 차단하는 기술을 국내 최초로 개발한 것으로 확인됐다. 국내 배터리 업체가 ESS 시장 확대를 위한 핵심 기술을 확보하면서 신재생에너지와 분산형 발전 효율성이 높아질 것이라는 기대감이 커지고 있다.

19일 산업통상자원부와 재계에 따르면 SK이노베이션이 지분 100%를 보유한 배터리 자회사 SK온은 최근 ESS 화재 확산 방지 실험에 성공하며 관련 기술을 확보했다. 배터리 업계에 정통한 정부 고위 관계자는 "SK이노베이션 측이 배터리나 ESS에 불이 나도 다른 장치로 화재가 번지지 않도록 하는 기술을 국내 최초로 개발했다"며 "배터리 시장이 커지기 위해서는 다량의 전지나 ESS를 묶어 전력 효율성을 높이는 게 중요한데, 화재 방지 기술은 이를 위한 핵심 수순"이라고 말했다.

이에 대해 SK온 관계자는 "최근 외부의 산소 유입을 차단하고 화재가 확산되는 것을 방지하는 형태의 ESS 제품 개발을 완료했다"며 "연내 상용화에 나선다는 계획"이라고 밝혔다. 이 관계자는 "화재 방지 기술과 관련해 지난해 말 한국과 해외에 특허를 출원한 상태"라며 "전기차용 이차전지 배터리에서도 화재 확산을 방지하는 기술 개발에 성공해 양산 적용을 앞두고 있다"고 설명했다.

통상 ESS에 불이 난 경우 문제가 된 배터리 셀(전지)에서 인접한 셀로 불이 옮겨붙는 데는 30초에서 5분이 걸린다. SK온은 화재 확산을 원천적으로 막기 위해 열차단 패키징 기술을 적용했다. 연소가 이뤄지는 주요 요인인 공기를 차단하고 셀을 격벽 형태로 막아 확산을 막은 게 핵심이다. 국내에서 이 같은 기술 시도가 이뤄진 것은 처음이다. 종전까지 국내 배터리업체들은 배터리에 화재가 났을 때 주로 소화액이나 물을 뿌리는 장치(주수장치) 등을 장착하는 방식으로 대응했다.

SK온이 신기술을 적용해 자체 실험에 나선 결과, 불이 붙은 셀 하나만 1~2시간에 걸쳐 연소됐고 나머지 셀들은 전압 이상 없이 정상적으로 작동한 것으로 전해졌다.

에너지 업계에서는 화재 방지 신기술로 ESS를 대량으로 묶을 수 있게 됐다는 점에 주목하고 있다. 이에 에너지를 저장했다가 꺼내 쓰는 분산형 발전 시장이 크게 확장될 것이라는 관측이 나온다. 지금까지 전력 수요가 많은 수도권은 주로 해안 인근 원자력발전소에서 생산한 전기를 끌어 썼는데 수도권 인근에 대규모 ESS 단지를 구축하면 전력 공급망 구축에 들어가는 비용을 대폭 줄일 수 있다. 산업부는 분산형 발전이 확산되면 발전 시설 건설 등을 통해 251조5000억원어치 생산 효과와 16만7000명의 고용 유발 효과를 볼 수 있을 것으로 분석했다.

급속도로 성장하는 ESS 산업을 가로막는 것은 화재 사고다. 2017년부터 지금까지 국내에서 발생한 ESS 화재만 34건에 달한다. 최근 발생한 ESS 화재 사태로 인해 4000억원을 들여 자발적 리콜을 단행한 LG에너지솔루션도 화재 확산을 막기 위해 다양한 기술적 시도를 진행하고 있다.

외부의 전기 충격으로부터 배터리를 보호하기 위해 각종 안전장치(모듈 퓨즈·서지 프로텍터)를 설치했고, 절연에 이상 발생 시 전원을 차단해 화재를 예방하는 장치도 추가했다.

주요 배터리 업체들이 화재 방지에 안간힘을 쓰는 것은 급속도로 성장하고 있는 세계 ESS 시장을 잡기 위해서다. 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 전 세계 ESS 시장은 2019년 11.1기가와트시(GWh)에서 2025년 94.2GWh로 연평균 43% 급성장할 것으로 관측된다.

에너지 전문 시장조사업체인 블룸버그NEF 역시 2019~2030년 세계 ESS 시장이 연평균 37% 이상 성장하면서 2030년에 358GWh로 커질 것이라고 분석했다.

■ <용어설명>

▷에너지저장장치(ESS): 리튬이온 배터리나 납축전지 등을 활용해 태양광, 풍력 등으로 생산한 전기를 저장했다가 필요할 때 외부 전력망에 공급할 수 있는 장치.

[김정환 기자 / 송광섭 기자 / 박윤구 기자]

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