[비즈니스포스트] “최근 에너지저장장치(ESS)에 들어가는 배터리의 화재나 고장이 늘고 있다는 점을 생각하면 배터리관리시스템(BMS)을 더욱 고도화하고 최적화할 필요가 있습니다.”

김홍준 충남대학교 전기공학과 교수는 31일 서울 여의도 FKI타워에서 한국미래기술교육연구원 주최로 열린 ‘ESS 시장 확대를 위한 기술 고도화 및 화재 안전성 확보 방안 세미나’에서 "재생에너지 확대에 따라 늘어나는 ESS의 안전기술을 고도화하는 일이 필수"라며 이같이 강조했다.

ESS는 전력을 저장하기 위한 장치로 일반적으로 이차전지로 만들어진 셀을 여러 개 묶어 구성된다. 태양광발전이나 풍력발전에서 나오는 재생에너지는 일조량이나 바람세기에 따라 전력 생산이 일정하지 않은 이른바 '간헐성'의 한계를 갖는다. 이를 보완하기 위해 생산된 전력을 ESS에 보관해뒀다가 필요할 때 꺼내 쓰는 방식으로 활용한다.

이 때문에 최근 재생에너지 전환을 추진하고 있는 국가들을 중심으로 ESS 수요가 높아지고 있다. 이날 세미나 현장에서 발표된 한국전력거래소 자료에 따르면 한국도 재생에너지 전환을 위해 2036년까지 28.98기가와트에 달하는 ESS 용량을 확보해야 할 것으로 추산됐다.

문제는 최근 국내에서는 인천 청라신도시 주차장 전기차 화재를 비롯해 이차전지 사용처가 확대되면서 배터리와 ESS를 향한 불안감이 고조되고 있다는 점이다.

최상재 한국전기안전공사 선임연구원은 “2024년 9월29일을 기준으로 했을 때 특히 올해 국내에서 발생한 ESS 화재 사고는 58건이었다”며 “국내에 설치된 ESS 단지는 올해 2월 기준으로 10.4기가와트 정도가 설치돼 있고 이들 가운데 약 60%가 신재생에너지 연계형”이라고 설명했다.

한국전기안전공사는 ESS 안전 전담 기관으로서 국내에 설치된 ESS 설비 2959개소 가운데 1300개소 이상을 실시간 모니터링하고 안전성 관련 데이터를 수집하고 있다. 아직 ESS 안전 관련 전담기관이 없는 영미권보다 한발 앞서 관련 기술 개발 및 사고 원인 파악과 대응 능력을 고도화하고 있다.

최 연구원은 “영국 같은 경우에는 올해 기준 ESS 화재가 49건 발생해 우리나라처럼 전문 화재 조사 기관을 만들려는 움직임이 나온다"며 "미국에서도 ESS 관련 사고율 자체는 낮아지고 있어도 설치량이 늘면서 발생 건수 자체는 늘고 있다”고 말했다.

그는 “해외에서는 ESS 화재 사고가 인명 사고로 번지는 일이 많아 이슈가 되고 있다”고 설명했다. 그러면서 “초기에 발생한 사고들은 운영방법에 있어 문제가 생겨 발생하는 사고가 많았다면 현재는 주변 환경, 설치 환경, 배터리 자체 문제로 발생하는 사고들이 더 많다”고 덧붙였다.

이 때문에 최근에 ESS 업계에서는 배터리 자체의 상태를 확인하고 사전에 사고를 감지할 수 있는 BMS의 고도화가 필요하다는 주장이 힘을 얻고 있다.
김홍준 교수는 “최근에 국토교통부에서도 BMS 고도화를 얘기하고 있을 정도로 그 중요도가 높아지고 있다”며 “고도화와 관련해서는 하드웨어와 소프트웨어를 나눴을 때는 소프트웨어 쪽으로 더 많이 고려된다”고 설명했다.

BMS는 크게 하드웨어와 소프트웨어 부문으로 나뉘는데 하드웨어에서는 배터리에서 발생한 전압, 전류, 온도 데이터를 측정하고 전달하는 역할을 주로 한다. 

소프트웨어는 수집한 데이터를 바탕으로 지표를 도출한다. 이렇게 도출된 지표는 배터리에서 이상이 발생했을 때 그것을 파악하고 사고가 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 또 사고가 발생하고 난 이후에 원인 파악에도 사용된다.

김 교수는 “BMS 고도화를 위해 추진되고 있는 연구를 보면 에너지 셀 간 균형 유지, 배터리 잔여 수명 파악, 온도 관리, 배터리 안전 상태 점검 등까지 구현하는 것에 집중하고 있다”며 “최근 언론 보도를 보면 전기차나 ESS 사고 원인으로 과충전을 지목하곤 하는데 실상은 이런 어뷰즈(오남용)는 기초적인 소프트웨어 수준에서 방지되고 있어 원인으로 보긴 어렵다”고 강조했다.

그는 “다양한 원인으로 인해 ESS 사고가 늘고 있고 화재 진압 기술의 한계로 인해 피해액은 지속적으로 증가하고 있다”며 “이를 사전에 방지하기 위해서는 BMS를 고도화해 배터리를 모니터링하고 정확하게 진단할 수 있는 능력을 갖추는 일이 시급하다”고 말했다. 손영호 기자