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화재
화재(火災)는 불에 의한 재난을 말한다. 화재는 인간의 의도에 반하여 혹은 방화에 의해 발생 또는 확대된 연소 현상으로 소화 설비를 이용하여 소화할 필요가 있는 연소현상, 화학적 폭발을 가리킨다.
불과 같이 살아온 인류 역사에서 화재는 아득한 옛날부터 있어 왔다. 로마를 싸그리 다 태웠다는 로마 대화재를 비롯하여 많은 나라들에게 흔했던 재해다. 조선시대에도 세종 8년인 1426년, 한양 대화재로 무려 1780채가 넘는 집이나 가게들이 불탄 바 있다. 당시 한양 인구 1/5이 죽거나 피해에 휘말려 피해를 보았다고 한 정도로 엄청난 사고였기에 세종대왕은 급수부(소방서)를 더 확장하고 집집마다 담을 쌓아 화재가 옆집으로 옮겨 붙는 것을 방지하게끔 집을 짓게 하라고 했다.
화재의 발생 원인으로는 크게 실화와 방화로 나뉜다. 실화의 경우는 사람의 부주의나 실수 또는 관리 소홀로 말미암아 발생하는 화재를 말하고, 고의성이 전혀 없는 상태에서 발생하는 화재를 말한다. 반면에 방화의 경우는 사람이 고의로 불을 질러 건조물이나 기타 물건을 소훼하는 행위 또는 그 자체의 화재를 말한다.
전기차 배터리 화재[편집]
전기차 시대의 본격 개막을 앞두고 글로벌 자동차 업계가 잇따른 화재로 곤혹스러워하고 있다. 배터리 교체나 모델 단종, 소프트웨어 업데이트 같은 극단적인 처방을 내놓고 있지만 화재는 멈추지 않고 있다. 화재를 명쾌히 해결하지 못할 경우 움트기 시작한 전기차의 급성장을 가로막을 수 있다는 우려가 나오고 있다. 전기차 화재는 최근 국내·외 기업을 가리지 않고 발생하고 있다. 제너럴모터스(GM)는 전기차 볼트 EV의 화재로 전전긍긍하고 있다. GM은 미국 등에서 볼트 EV 화재가 꼬리를 물며 보고되자 배터리 안전성을 진단하는 소프트웨어를 개발해 리콜을 발표했다.
글로벌 1위 전기차 시장인 중국도 잇단 전기차 화재로 골머리를 썩이고 있다. 2021년 4월에는 광저우시에서 전기차 스타트업 샤오펑(小鵬) G3 차량이 완전히 불탔다. 이에 앞서 샤오평 전기차 P7은 지난 2월 광동성에서 배터리 발화로 추정되는 화재 피해를 입기도 했다. 세계 1위 배터리 업체 CATL의 제품이 탑재된 전기차에서 화재가 발생하고 있다. 지난해 8월 중국 완성차 기업 광저우기차(GAC)의 아이온S에서 두 차례나 화재가 발생했는데 두 차량 모두 CATL 배터리를 탑재한 제품으로 알려졌다.
현대차도 코나 전기차 화재로 한숨이 깊어지고 있다. 현대차는 2018년 코나 전기차 출시 이후 국내외에서 15차례 이상 화재가 발생하자 배터리 리콜에 이어 2021년 초에는 아예 단종을 결정했다. 하지만 최근 리콜 대상이 아닌 코나 전기차에서 화재가 이어지면서 곤혹스런 상황에 처해 있다. 2021년 6월 충남 보령(18일)과 노르웨이(21일)에서 발생한 코나 전기차 화재가 대표적이다. 현대차는 코나 전기차 7만5680대를 상대로 리콜을 진행하고 있는데 리콜 차량이 늘어날 가능성도 배제할 수 없다. 전기차 화재로 인한 천문학적인 리콜 비용은 양산차 기업엔 부담이다. 코나 리콜에 들어갈 1조4000억원 규모의 비용은 현대차와 LG에너지솔루션이 3대 7로 부담하기로 했다. GM 볼트 EV 리콜에도 수천 억원이 소요될 것이란 게 업계 관측이다.[1]
원인[편집]
최근 발생한 전기차 화재나 해외 전기차 화재 소식에서 구체적으로 화재 원인이 무엇인지 명확히 밝혀지지 않았다. 리튬이온 배터리 구조상 발생할 가능성이 높은 화재 원인은 아래와 같다.
- 첫 번째 원인은 배터리 제조 공정에서 불순물이 들어간 경우다. 필요한 부품이나 물질 외 불순물이 양극과 분리막 사이에 들어가게 되면, 시간이 지나면서 뾰족한 나뭇가지 모양의 덴드라이트라는 결정이 된다. 문제는 이 결정이 양극과 음극이 직접 만나게 만드는 징검다리 역할을 하거나 분리막을 손상시킨다. 이 때 엄청난 열이 발생하는데, 이 현상을 열폭주라고 이야기한다. 이 과정속에서 전해액이 부글부글 끓어서 가스가 생기고 배터리가 팽창하면서 폭발하게 되고, 전해액이 흘러나와 화재로 이어진다.
- 두번째로 또 다른 원인으로 과충전이 지목된다. 가끔 뉴스를 통해 충전 중 화재가 발생했다는 소식이 들려오는데, 이 때 과충전이 문제가 된 것 아니냐는 이야기들이 나온다. 과충전의 원인은 대표적으로 PCM 혹은 EMS 불량이 지목된다. PCM이란 우리말로 과충전 방지 보호회로를 의미한다. 이름대로 과충전 등을 막는 장치이다. 그리고 EMS는 PCM에 사용 이력이나 모니터링 배터리 잔량 등의 기능을 추가한 것이다. 이 장치들은 수많은 배터리의 충전 상황을 모니터링 하면서 가득찬 배터리는 충전을 멈추고 충전이 필요한 배터리로 전력을 분배한다. 그런데 해당 기능이 제대로 작동하지 않으면 꽉찬 배터리에 계속 충전이 진행되면서 배터리가 점점 뜨거워지게 된다. 처음에는 전해질이 끓기 시작하다가 두 극이 분해되고, 극을 나누는 분리막까지 녹아서 화재로 이어진다.
- 세번째로는 외부 충격으로 배터리에 손상이 발생해 화재가 발생할 수 있다. 당연한 이야기지만 차량 사고 혹은 하부에 강한 충격이 가해지면 전해액이 흘러나오거나 일부 기능이 작동하지 않을 수 있다. 이 경우 앞서 이야기한 과정을 거쳐 화재 발생 가능성이 높아질 수 있다.
요즘은 전해액이 겔 형태인 리튬이온 폴리머 배터리를 사용해, 안정성을 높이려는 시도가 늘고 있다. 그러나 배터리를 보호할 장치들이 필요한건 동일하기 때문에 여전히 화재 위험에 노출되어 있다.
참고로 전기차 화재 원인으로 배터리 불량이 지목되면 배터리 제조사 책임이 크며, EMS 불량으로 확정될 경우 전기차를 만드는 자동차 제조사 책임에 무게가 실린다.[2]
진화 어려움[편집]
전기차 배터리 화재는 소화기로 안 꺼지는 건 물론이고, 산소를 차단해도 불씨가 다시 살아난다. 소방청은 "기존 방식으로는 제대로 진화가 안 된다" 고 밝혔다. 전기차 화재 진화가 힘든 건 열 폭주 때문, 배터리에 외부 충격이 가해지면 내부에서 열이 나면서 안전장치인 분리막이 파손될 수 있는데 이 경우 순식간에 1,000도 넘게 온도가 치솟는 열 폭주가 일어나서 불씨가 계속 살아남게 된다.[3]
2021년 4월 17일, 미국 텍사스주 휴스턴 외곽에서 테슬라 모델 S 차량이 충돌사고로 화염에 휩싸였을 때 신고를 받고 출동한 우들랜즈 소방서의 팔머 벅 대장은 화재 진압에 진땀을 뺐다. 불이 다 꺼진 듯 하다가도 차체의 바닥 부분에서 계속 불꽃이 튀면서 화염이 번진 것. 이 때문에 소방관 8명이 달라붙어 전기차의 불을 끄는 데 7시간이 걸렸고, 2만8천갤런(10만6천L)의 물을 쏟아부어야 했다. 일반적인 내연기관 차의 화재를 진압하는 데에 보통 300갤런의 물이 소요되는 것을 고려하면 전기차에 난 불을 끄는데 100배에 달하는 물을 쓴 것이다. 이 같은 물의 양은 벅 대장이 지휘하는 소방서 전체가 보통 한 달에 사용하는 양과 같고, 미국 평균적인 가정의 2년 치 사용량이다.
전기차에 사용되는 리튬이온 배터리는 완전 진화에 최대 24시간이 소요되고, 배터리 팩이 철재로 덮인 탓에 소화약제가 제대로 침투하지 않아 소방대가 진화 작업에 큰 어려움을 겪고 있다.[4]
전문가들은 국경 없는 전기차 화재를 내연기관에서 전기차로 전환하는 과도기적 사건으로 해석한다. 조철 산업연구원 선임연구위원은 "현재 시장에 나온 전기차 대부분은 내연차 뼈대 기반에 배터리와 모터를 이식해 만든 모델"이라며 "전용 플랫폼을 적용한 전기차 판매가 늘어나고 시행착오가 쌓이면 화재 사고도 줄어들 것"이라고 말했다.
각주[편집]
- ↑ 강기헌 기자, 〈"리콜해도 소용 없다"…화재에 속수무책인 전기차업계〉, 《중앙일보》, 2021-07-12
- ↑ 다키포스트, 〈이렇게 불안해서 전기차 사겠나... 전기차 배터리 화재 원인은? 〉, 《다나와 자동차》, 2021-02-17
- ↑ 김필준 기자, 〈(단독) 전기차 화재 '1000도 열폭주'…"기존 방식으론 진화 어려워"〉, 《JTBC뉴스》, 2021-05-04
- ↑ 이용성 기자, 〈“전기車 불나면 끄는데 7시간”...소방관들 ‘골머리’〉, 《조선비즈》, 2021-06-21
참고자료[편집]
- 강기헌 기자, 〈"리콜해도 소용 없다"…화재에 속수무책인 전기차업계〉, 《중앙일보》, 2021-07-12
- 다키포스트, 〈이렇게 불안해서 전기차 사겠나... 전기차 배터리 화재 원인은? 〉, 《다나와 자동차》, 2021-02-17
- 김필준 기자, 〈(단독) 전기차 화재 '1000도 열폭주'…"기존 방식으론 진화 어려워"〉, 《JTBC뉴스》, 2021-05-04
- 이용성 기자, 〈“전기車 불나면 끄는데 7시간”...소방관들 ‘골머리’〉, 《조선비즈》, 2021-06-21
같이 보기[편집]
