LiB-ESS 화재 시나리오 설정 및 결과 분석을 통한 최적의 검사기법 도출에 관한 연구

Abstract

현재 우리나라는 문재인 정부의 탈원전 정책에 따라 원전의 비중을 2030 년까지 30%에서 18%로 낮추고, LNG는 20%에서 37%, 신재생에너지는 5%에서 20%로 높이는 목표를 가지고 실현 중에 있다. 신재생에너지의 일환인 태양광 발전 및 풍력 발전의 보급을 장려하면서 자연스럽게 에너지저장장치(Energy Storage System : ESS)의 보급도 빠르게 확산되었다. 하지만 정부의 적극적인 ESS 육성 정책에도 불구하고 잇따른 ESS 화재 폭발 사고로 인하여 ESS 사업과 신재생에너지의 확산에 제동이 걸려 있는 실정이다.

계속되는 ESS 화재에 정부는 2019년 1월 ‘민관합동 ESS 화재사고 원인조사위원회’를 발족했고, 같은 해 6월 배터리 보호시스템 미흡, 운영관리 미흡 등 배터리 외적인 요소를 ESS 화재원인으로 꼽았다. 하지만 ESS 화재사고는 또다시 반복되었고 정부는 2019년 10월 2차 ESS 화재사고 조사단을 꾸려 2020년 2월 조사결과를 발표하였다. 2차 ESS 화재사고 조사단의 발표는 1차 조사 때와는 다르게 ESS 화재원인을 배터리 내부요인으로 지목하였고, 이에 따른 ‘ESS 추가 안전대책’을 수립하였으나 2021년 5월 현재까지 ESS 화재사고는 계속되고 있다.

본 논문은 리튬-이온 배터리 기반 ESS(LiB-ESS)의 화재 시나리오를 설정하고 화재 실증 시험을 통해 ESS 화재를 사전에 예방할 수 있는 최적의 검사기법 도출에 관한 연구를 기술하였다. 이를 통해 국내 ESS 화재사고를 미연에 방지하 고 선제적으로 대응할 수 있는 기반이 마련되어 ESS 사업이 다시금 활성화 될 수 있게 조금이나마 보탬이 되고자 한다.| Currently, in accordance with the Moon, Jae-in government’s nuclear phase-out policy, Korea has a goal of lowering the proportion of nuclear power plants from 30% to 18% by 2030, increasing LNG from 20% to 37% and renewable energy from 5% to 20%. have. As part of the renewable energy, solar power generation and wind power generation were encouraged, and the energy storage system (ESS) spread rapidly. However, despite the government's aggressive ESS promotion policy, successive ESS fire and explosion accidents have put a brake on the spread of ESS business and renewable energy.

In response to continuous ESS fires, the government launched the ‘Public-Private Joint ESS Fire Accident Cause Investigation Committee’ in January 2019, and in June of the same year, non-battery factors such as insufficient battery protection system and insufficient operation management were cited as the cause of ESS fires. However, the ESS fire accident was repeated again, and the government established the second ESS fire accident investigation team in October 2019 and announced the investigation results in February 2020. Unlike the first investigation, the announcement of the 2nd ESS Fire Accident Investigation Team pointed out the cause of the ESS fire as an internal factor of the battery and established 'Additional ESS Safety Measures' accordingly, but as of May 2021, ESS fire accidents have continued.

This paper describes a study on deriving an optimal inspection technique that can prevent ESS fire in advance by establishing a fire scenario for a lithium-ion battery-based ESS (LiB-ESS) and conducting a fire demonstration test. Through this, the foundation to prevent domestic ESS fire accidents in advance and to respond preemptively will be prepared, and the ESS business will be revived in some small way.