발화하면 폭발하듯 '열폭주'해 진화 쉽지 않아
주차돼 있던 전기자동차에서 갑자기 화재가 발생하는 사건이 잇따라 발생하고 있다. 전기차는 리튬이온배터리가 탑재돼 있기 때문에 한번 불이 붙으면 차량이 거의 전소될 때까지 쉽게 꺼지지 않아, 자칫 대형화재로 번질 우려가 있다.
지난 7일 오후 5시쯤 서울 성동구 서비스센터에 주차돼 있던 테슬라 스포츠유틸리티차(SUV) '모델X' 차량에서 원인을 알 수 없는 화재가 발생해 2시간 50분만에 진화됐다. 만약 지하주차장에서 화재가 발생했다면 끔찍한 대형화재로 이어질 뻔했다.
사실 전기차는 주행중이거나 충전중인 경우 외에 주차중일 때도 화재가 발생하는 사고가 왕왕 있었다. 국립소방연구원이 2021년까지 조사한 자료에 의하면, 주차중이던 전기차에 화재가 발생한 사례는 모두 7건이다. 7건 모두 외부 충격없이 현대자동차 전기차인 '코나EV'의 자체 발화로 화재가 발생했다.
국립소방연구원 관계자는 9일 뉴스트리와의 통화에서 "공개된 자료에는 공식적으로 조사된 사례만 기재돼 있다"며 "실제 주차중인 전기차에 화재가 발생한 사례는 이보다 더 많을 수 있다"고 말했다. 이번 테슬라 화재와 관련해서는 "현재 조사중인 사항이라 말하기 어렵다"고 했다.
전문가들은 '리튬이온배터리'가 원인이었을 것으로 추정하고 있다. 리튬이온배터리는 가연성 액체전해질로 구성돼 있고, 전극이 서로 가깝게 배치돼 있어 합선 가능성이 높다. 이 가연성 액체가 끓기 시작하는 열폭주 상황에 빠지면 화재로 이어질 수 있는 것이다. 배터리가 손상되거나 결함이 있으면 발화에 더 취약해질 수 있다.
전기차에는 이런 특성을 지닌 리튬이온배터리가 여러 개 장착돼 있기 때문에 한번 화재가 발생하면 연소 속도와 세기가 강력해져 진화가 쉽지 않은 것이다. 국립소방연구원이 실험을 통해 관찰한 결과, 화재시 온도가 최고 849.5℃까지 상승했다.
이 때문에 전기차 화재는 일반적인 화재와 달리 소화기로 진압할 수 없다. 20~30톤에 달하는 물을 수시간에 걸쳐 지속적으로 뿌려야 겨우 진화가 되는 것으로 알려져 있다. 또 전기차 배터리를 감싸고 있는 부품들은 외부충격 보호를 위해 매우 견고하게 설계돼 있는데 이는 화재 시 오히려 진화를 어렵게 하는 요인으로 작용하기도 한다.
다만 리튬이온배터리를 장착한 전기차 화재발생 확률이 내연기관 차량보다 낮은 편이다. 오토인슈어런스EZ(AutoinsuranceEZ) 연구에 따르면 내연기관 자동차의 점화 확률은 1.5%인데 비해, 배터리 전기차의 점화 확률은 0.03%에 불과하다. 고전압 배터리와 내연기관을 모두 갖춘 하이브리드 전기자동차는 화재 발생가능성이 3.4%에 달하는 것으로 조사됐다.
하지만 전기차 화재의 주원인으로 리튬이온배터리가 지목되고 있는만큼 '안전한 배터리'를 요구하는 목소리가 커지고 있다. 이에 배터리업체들은 폭발위험이 낮은 전고체 전지 개발에 역점을 두고 있지만 상용화까지 상당한 시간이 걸릴 전망이다. 이차전지 한 전문가는 "전고체 전지를 활용하기 위해서는 용량기준을 설정하는 등 비(非)기술적 측면에서 해결해야 할 문제들이 상당히 많다"며 "전고체 전지가 현재의 리튬이온배터리를 대체하는 시점은 2030년 정도일 것"이라고 전망했다.
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