배터리 화재는 일반 화재와 어떻게 다른가요?
리튬이온 배터리 화재는 일반 산업 화재와 비슷합니다. 차이점이라면 추가 오염물질, 재점화 가능성, 배터리 관리입니다. 배터리 화재는 일반 화재와 달리, 불길이 진압되었다고 바로 복구 작업을 시작할 수 없습니다. 먼저 배터리 시스템의 안전성을 확보하고 오염 범위와 설비 상태를 조사한 후 복구 방향을 결정해야 합니다.
리튬이온 배터리는 지게차, 무인운반차(AGV), 생산설비, 에너지저장장치(ESS), 전기차 등 다양한 산업 영역에서 사용하는 중입니다. 사용 범위가 넓어진 만큼 안전한 시설과 설비를 마련하는 일은 물론 사고가 발생했을 때 어떻게 복구해야 하는지 선제적으로 방안을 강구하는 일까지 중요한 과제입니다.
핵심 요약
1. 배터리 화재가 남기는 오염 물질
배터리 화재는 일반적인 화재에서 발생하는 연기와 그을음, 산성 잔여물 등에 더해 불화물과 금속산화물 등이 발생할 수 있습니다. 이러한 물질은 기계, 생산설비, 전기·전자장비와 같은 민감한 자산에 영향을 미칩니다. 따라서, 오염 범위를 파악하는 일이 특히 중요합니다.
2. 불길이 꺼진 후에 더 중요한 안전 관리
화재에 노출된 리튬이온 배터리는 화재 진압 후에도 불안정한 상태가 이어질 수 있습니다. 따라서 본격적인 복구 작업에 착수하기 전에 손상된 배터리를 안전하게 격리하고 관리하는 과정이 필요합니다.
3. 손상된 배터리의 보관·운송·처리
화재에 노출되거나 손상된 배터리는 적절한 안전 절차에 따라 보관·운송·처리해야 합니다. 특히 대규모 배터리 시스템이 사고 영향을 받았다면 배터리의 임시 보관과 운송, 재활용·처리 가능 여부까지 복구 계획 단계에 고려해야 합니다.
Q. 리튬이온 배터리 화재는 일반 화재와 다른가요?
배터리 화재는 일반 화재와 유사합니다. 연기와 그을음이 발생하고, 건축물과 설비가 열과 오염물질에 노출된다는 점에서는 같습니다. 차이는 배터리가 포함된 화재에서는 추가적인 오염물질과 안전 문제를 함께 살펴봐야 한다는 것입니다. 손상된 배터리가 현장에 남아 있을 수 있고, 배터리에서 발생한 물질이 주변 설비나 표면에 침착될 수도 있습니다. 따라서 배터리 화재 복구는 배터리 상태, 오염 범위, 설비 상태를 종합적으로 확인해야 합니다.
Q. 리튬이온 배터리 화재가 주목받는 이유는 무엇인가요?
리튬이온 배터리는 높은 에너지 밀도를 가지고 있습니다. 여기에 배터리 내부의 발열 반응이 연쇄적으로 이어지는 열폭주(thermal runaway)가 발생하면 많은 열이 짧은 시간 내 방출될 수 있습니다. 열폭주가 시작된 배터리는 화재 진압 이후에도 상태를 지속적으로 확인해야 합니다. 겉으로 보기에 불길이 사라졌다고 해서 배터리 내부까지 안정되었다고 보기 어렵습니다. 배터리가 화재 원인이라고 추정되거나, 배터리가 화재 영향을 받았다면 복구 과정에서 확인해야 할 항목이 더 많아집니다.
Q. 배터리 화재에서는 어떤 오염물질이 발생하나요?
산업 화재에서는 연기와 그을음 외에도 산성 잔여물, 부식성 부산물 등 다양한 화재 생성물이 발생합니다. 리튬이온 배터리가 화재에 노출되면 다음과 같은 물질도 발생할 수 있습니다.
- 불화수소(HF)
- 불화물(fluoride)
- 리튬·코발트·망간·니켈 등이 포함된 금속산화물
- 기타 배터리 분해 산물
위 물질들은 공기를 통해 확산되어 주변 시설 및 장비 표면에 침착될 수 있습니다. 특히 환기설비를 통해 여러 공간에 넓게 퍼지면서 오염 범위가 확장될 수 있습니다. 기계, 생산설비, 정밀 전자장비가 있는 산업시설이라면 눈에 보이는 그을음 외에도 위와 같은 물질들의 오염이 없는지 정밀하게 조사해야 합니다.
Q. 눈에 보이는 그을음만 확인하면 되나요?
아닙니다.
배터리 화재가 발생했다면, 어떤 오염물질이 어디까지 이동했는지를 확인해야 합니다. 화재 규모와 환기 조건, 배터리의 종류와 양, 시설 구조에 따라 오염 범위는 달라질 수 있습니다. 특히 다음 항목을 함께 확인해야 합니다.
- 작업자가 안전하게 접근할 수 있는지
- 기계와 생산설비에 오염이 남아 있는지
- 부식 가능성이 있는지
- 전기·전자장비에 영향을 줄 가능성이 있는지
- 시설을 다시 사용할 수 있는 상태인지
필요한 경우, 표면에 남은 오염물질을 확인하기 위해 정밀 분석을 검토할 수 있습니다. 벨포가 진행하는 와이프 샘플 분석(wipe sample analysis)은 설비 표면에서 시료를 채취한 후 잔류 오염 상태를 확인하는 방법입니다. 이런 정밀 조사를 통해 정확한 오염 범위를 확인해야 설비나 공간을 다시 사용 가능한 상태로 복구할 수 있습니다.
Q. 불이 꺼진 후에도 배터리를 따로 관리해야 하나요?
네.
화재에 노출되거나 손상된 리튬이온 배터리는 진압 후에도 주의해서 관리해야 합니다. 외관만으로 내부 상태를 정확하게 진단하기 어렵고, 경우에 따라 재점화(re-ignition) 가능성이 남아 있을 수 있기 때문입니다. 따라서 본격적인 복구 작업을 시작하기 전, 배터리 안전을 먼저 확보해야 합니다. 손상된 배터리의 격리, 보관, 운송과 처리는 관련 안전 절차에 따라 진행해야 합니다.
Q. 배터리 화재가 발생한다면, 복구 절차는 어떻게 되나요?
기본적으로 복구 목표와 방법은 일반 산업 화재와 같습니다.
- 현장을 안전하게 만든다.
- 오염 상태와 범위를 확인한다.
- 기계와 설비의 상태를 확인한다.
- 복구 가능한 자산과 교체가 필요한 자산을 구분한다.
- 가능한 한 안전하고 빠르게 운영을 정상화한다.
설비 상태와 오염 정도에 따라 건식 세정, 수용성 세정 등 다양한 클리닝 방법을 적용할 수 있습니다. 다만 배터리 화재는 클리닝 방법을 결정하기 전에 오염물질과 오염 범위를 먼저 확인하는 과정에 더 시간을 많이 들여야 합니다. 같은 공간에 있던 설비도 열과 연기, 오염물질에 노출된 정도가 모두 동일하지 않기 때문입니다.
Q. 생산설비와 전기·전자장비도 복구할 수 있나요?
화재가 발생했다고 모든 설비를 바로 폐기하거나 교체해야 할 필요는 없습니다. 기계, 생산설비, 전기·전자장비는 열에 노출된 정도와 오염 상태, 부식 가능성 등을 확인한 뒤 복구 가능성을 판단할 수 있습니다. 산업시설은 새로운 설비를 사는데 많은 시간과 비용이 들어가는 경우가 많습니다. 따라서, 초기 단계에서 설비 상태를 확인하고 복구 대상과 교체 대상을 구분하는 과정이 중요합니다. 이를 빠르게 판단할 수록 사업 운영 재개 시점이 앞당겨 집니다.
Q. 배터리 화재가 발생했어요. 다시 시설과 설비를 운영하려면 어떻게 해야 하나요?
배터리 화재가 발생한 현장을 다시 복구한다면, 그을음 제거 · 화재 청소 업체가 아니라 복구 전문가가 필요합니다. 사람이 안전하게 다시 현장을 운용하고, 시설과 설비를 다시 사용 가능한 상태로 만들어야 하기 때문입니다. 손상된 배터리를 안전하게 관리하고, 오염 범위와 설비 상태를 확인해 현장에 맞는 복구 방법을 결정해야 합니다. 벨포코리아는 산업 시설에서 발생한 화재 현장을 원래 상태로 복구하기 위해 건축물뿐 아니라 기계, 생산설비, 전기·전자 장비 등 산업 자산들까지 복구합니다.
벨포코리아가 어떤 방식으로 복구하는지 궁금하다면? 아래 사례를 통해 확인해 보세요.
참고 자료
- Federal Department of the Environment, Transport, Energy and Communications (DETEC), Switzerland. Risk minimisation of electric vehicle fires in underground traffic infrastructures, 2020.
- Federal Department of the Environment, Transport, Energy and Communications (DETEC), Switzerland. Electric mobility and road tunnel safety: hazards of electric vehicle fires, 2018.
- Willstrand et al., RISE Research Institutes of Sweden. Toxic Gases from Fire in Electric Vehicles, 2020.
