"잇따르는 ESS 화재...폭발 위험 없는 차세대 전지 개발 필요"

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최근 국내외에서 리튬이온 배터리 기반 에너지저장장치(ESS) 화재가 잇따르자 안전성과 경제성을 향상시킨 차세대 전지 기반 ESS에 대한 연구개발과 정책 지원이 필요하다는 지적이 나왔다.

홍일표 국회 산업통상자원중소벤처기업위원회 위원장은 4일 국회의원회관에서 열린 '차세대 전지를 이용한 ESS 정책 토론회'에서 “최근 우리나라는 신재생에너지 비중을 늘리는 에너지 전환 정책을 시행 중이고 4차 산업혁명 시대 이차전지가 핵심 성장 동력이 되고 있지만 기존 리튬이온 배터리는 원재료 가격 상승 문제와 안전성, 성능향상, 용량증대 등 기술적 한계가 있다”면서 “안전성과 경제성을 갖춘 ESS 개발이 신재생에너지 간헐성 극복을 위한 결정적 과제”라고 말했다.

리튬이온 배터리는 1991년 상용화 이후 높은 에너지 밀도를 강점으로 다양한 분야에 활용돼왔다. 하지만 코발트, 리튬 등 원재료 수급 문제가 대두되고 있고 에너지 밀도 향상이 한계에 이른데다 화재에 취약하고 폭발 위험성이 높은 치명적인 단점도 안고 있다. 한 번 ESS 화재가 발생하면 리튬이온 배터리 열폭주 현상으로 전소될 때까지 진압이 어렵다. 전고체전지, 리튬금속전지, 레독스플로전지, 소듐이온전지, 공기아연전지, 리튬황전지 등 차세대 전지 상용화 필요성이 대두되는 이유다.

공재경 리크릭스 최고기술책임자(CTO)는 “해외에서는 제브라전지, 레독스플로 전지, 공기아연전지 등 '포스트 리튬이온 배터리'에 엄청난 투자를 하고 있고 국가적 지원도 병행되고 있지만 우리나라는 개발과제 95%가 리튬이온 배터리 관련 연구에 쏠려있어 뒤쳐질 우려가 있다”면서 “신재생에너지법에 리튬이온 배터리만 ESS 공급 인증을 받을 수 있도록 진입 장벽도 있는 만큼 차세대 전지 개발 지원과 함께 법제적 관점에서도 대응이 필요하다”고 말했다.

리크릭스는 국내 최초로 공기아연전지를 상용화 한 회사다. 공기아연전지는 공기 중 산소와 전지 내부 아연 금속을 산화시키는 과정에서 생기는 반응으로 전력을 생산한다. 내부가 음극으로만 구성돼 있어 기존 전지 대비 기본 용량이 2배다. 수성 전해액을 사용해 폭발 위험성이 없고 지구상에 흔한 아연으로 만들어 가격도 저렴하다. 리크릭스는 일본에서 방재용 공기아연전지를 상용화했고, 폭발성이나 인화성이 없는 ESS용 전기충전식 공기아연전지를 개발하고 있다. 현재 충·방전횟수 800회를 달성하며 상용화에 근접했다.

이상영 UNIST 교수는 “시대는 새로운 배터리 특성을 요구하고 있음에도 불구하고 지난 수십년간 현재 전극구조에 기반한 연구개발에만 머물러 있다”면서 “차세대 전지 후보인 전고체전지, 리튬금속전지와 함께 휘발성 전해질로 인한 화재를 걱정할 필요 없는 대표적인 수계전지인 공기아연전지 등이 모바일, ESS 등 용도에 맞게 맞춤형 전지로 개발될 것”이라고 말했다.

유정열 산업통상자원부 산업혁신성장실장은 “그간 산업의 쌀은 반도체, 철강이었지만 4차 산업혁명 시대에는 이차전지가 신에너지 산업을 촉발시키는 핵심으로 부상하고 있다”면서 “이차전지 산업이 세계 시장을 선도하기 위해서는 더 안전하고 더 오래가고 더 저렴한 차세대 배터리 기술을 조기에 완성해 경쟁국이 넘볼 수 없는 기술 격차를 만들어야한다”고 말했다.

정현정 배터리/부품 전문기자 iam@etnews.com