우리나라 전기차 보급률 / 전기차 화재 발생 비율 / 배터리 열 폭주 / 전기차 화재 진압 방법에 대하여

 

개요

배터리를 이용하여 구동되는 전기차의 화재 소식이 요즘 들어 부쩍 늘어나기 시작하며 전기차를 구매했거나 구매하려는 사람들의 불안감이 더욱 가중화되고 있다. 내연기관에서 하이브리드로, 하이브리드에서 친환경차로 자동차 시장의 대세가 점차 이동을 하고 있는 과도기 속에 연일 들려오고 있는 전기자동차 화재 소식은 자동차 회사나 이런 화재를 진압하는 소방관들에게 부담이 되는 상황이다. 예전에는 내연기관 차량 화재가 발생했다는 소식은 종종 들려오곤 했었는데, 전기차 화재가 왜 이렇게 이슈가 되고 있는 걸까. 이번 포스팅에서는 우리나라의 전기차 등록 대수에 대해 살펴보고 전기차에서 화재가 발생하는 원인은 무엇 때문인지, 전기차 화재가 얼마나 위험한지에 대해 알아보고자 한다. 

 

국토교통부 자료

우리나라 자동차 등록 현황 대비 전기차의 숫자는?

2022년 현재까지 우리나라의 자동차 등록대수는 약 2,500만 대를 돌파하며 한때 1가구 1 자동차가 대세였던 1990년대와는 달리, 이제는 1가구 2 자동차가 대중화되어 많은 사람들이 차를 두대 이상 보유하게 되며 자동차 보급률이 상당히 많이 올라가게 되었다. 특히 그러는 와중 2010년도 후반, 미국의 전기차 강자인 테슬라에서 생산된 여러 전기자동차들이 국내에 들어오기 시작하면서 전 세계 많은 나라처럼 우리나라 역시 전기차 보급률이 해가 갈수록 점차적으로 높아지기 시작했다. 



국토교통부 자료

하이브리드를 비롯한 다양한 친환경차들의 등록과 관련된 도표 자료를 국토교통부 홈페이지에서 발췌해 보았다. 현재까진 친환경차 카테고리 중에서도 하이브리드 차량의 보급률이 가장 높은 상태이나, 2016년도만 해도 그 숫자가 적었던 전기차의 비율이 해가 갈수록 점차적으로 높아지는 걸 알 수 있다. 단순히 퍼센트로 계산을 해 보면 2016년엔 전체 자동차 대비 전기차의 비율은 약 0.05퍼센트에 불과했던 반면, 2021년 3월에 들어서면서 1.03퍼센트까지 오르게 되었다. 퍼센트로만 따지면 6~7년 동안 전기차의 숫자가 20배는 증가한 셈. 이런 추세라면 탈 내연기관을 외치고 있는 요즘의 자동차 시장의 흐름상 더욱더 이 전기차 보급률은 더욱 가파르게 상승할 것으로 보인다.

 

자동차 화재 통계

위의 표는 소방청 홈페이지 통계 자료에서 확인한 자료로, 최근 2021년 1월 1일부터 2021년 12월 31일까지의 자동차 화재 통계를 나타낸 표이다. 2021년 한 해 동안 발생한 자동차 화재의 건수는 4,044건으로 승용차와 화물차의 화재 건수가 압도적으로 높은 걸 확인할 수 있다. 2021년 발생한 전체 승용차량의 화재 발생 건수가 1,987 건이라면 이중 전기차 화재 발생 건수는 몇 건이나 될까.

 

자료 출처: 소방청

자료 출처: 소방방재신문

2021년 기준 전기 배터리로 움직이는 전기차 화재 건수는 총 23건으로 2017년 발생한 화재건수인 1건에 비해 단순 계산으로 20배가량 증가를 한 것을 알 수 있다. 이는 전기차 보급률이 2018년 들어서면서 급격하게 증가를 했기 때문으로 보이는데, 다른 통계 자료에 의하면 내연기관 차량 1만대당 화재가 발생한 비율은 1.88%, 전기차 1만대당 화재가 발생한 비율은 0.52%라고 한다. 뉴스에서 보여지는 것 과는 달리, 전국 각지에서 전기차에 비해 내연기관을 탑재한 차량에서 더욱 많은 화재가 발생하고 있는 셈. 다만 이런 통계들에는 오랜 세월 기술 노하우가 축적된 내연기관의 역사와 비교적 짧은 전기차의 역사에 대해 반영하지 못했다는 함정들이 있다. 어찌 되었든 단순하게 통계 자료로만 보면  전기차 화재가 비율이 더 적은 셈인데, 화재 소식에 모두들 긴장하고 있는 이유는 어떤 이유에서 일까.

 

배터리 열 폭주 현상

최근 어느 고속도로 톨게이트에서 발생한 아이오닉 5 화재로 인해 더욱 이슈가 된 배터리 열 폭주 현상이 모두가 골머리를 앓고 있는 전기차 화재의 위험성을 대두시키고 있다. 불과 몇 초라는 짧은 시간 동안 순식간에 화재가 최대로 번지게 되어 전기차 내부에 탑승해 있던 사람들은 탈출할 수가 없었다는 점에 대해 많은 사람들이 전기차 화재에 대해 관심을 가지게 되었는데, 많이 알려진 사실이지만 이런 전기차 화재가 한번 발생하게 되면 배터리 열 폭주 현상으로 인해 순식간에 화재가 진행이 되며, 소방차가 달려와도 일반적인 내연기관 차량 화재에 비해 쉽게 끌 수 없다고 한다.

 

이미지 출처: 해시넷

배터리 열폭주의 단계는 다음과 같다. 외부의 압력이나 어떤 배터리 자체적인 문제로 인해 리튬 이온을 감싸고 있던 보호층이 파괴가 되고 전극들이 불이 잘 붙는 가연성 기체화 되기 시작하게 된다. 이후 전극을 분리시키던 분리막이 녹게 되면서 음극이 분해가 되고, 이로 인해 산소가 발생해서 발화가 됨과 동시에 화재가 크게 발생하게 된다고 한다. 이는 유튜브 등에서 리튬이온 배터리 화재와 관련된 영상을 보면 쉽게 알 수 있다. 

 

 

전기차 화재 진압 방법

cc

현재까지 뚜렷한 전기차 화재 진압 방법에 대해서는 연구 단계에 머무르고 있으며 오랜 시간 물을 배터리에 직접 쏘면서 열을 식히는 냉각소화 방법이 가장 흔하게 쓰이고 있는 화재 진압 방식이다. 그러나 이는 일반적인 건물 화재 때 사용할 소방용 물의 양을 쓸 만큼 엄청난 물을 소비하게 된다는 단점이 존재한다. 이 때문에 아예 전기차를 직접 수조에 가둬 수조에 물을 채워서 화재를 진압하는 방식으로 연구가 이뤄지고 있다. 실제 해외에서는 컨테이너 박스에 화재가 발생하는 차량을 집어넣고 물을 가득 채우는 방식으로 화재 진압을 하고 있다고 한다. 

 

기술적으로 해결할 방법은 없을까

아직은 먼 길이지만 액체형 리튬이온 배터리를 고체형 리튬이온 배터리로 바꾸게 되면 이런 화재 발생과 관련된 위험도는 크게 낮아진다고 한다. 이런 고체형 배터리를 전고체 배터리라고 하고 있는데, 아직 실제적으로 개발이 되고 상용화가 되려면 짧게는 5년에서 길게는 10년 이상까지 기다려야 한다고 할 정도로 전고체 배터리는 꿈의 배터리로 불리고 있다. 그렇기 때문에 배터리 자체의 성능을 개선하는 것보다는 현재 시중에 풀려있는 액체형 리튬이온 배터리의 가스 분출 등의 화재 폭주 원인을 제거할 수 있는 방법을 하루빨리 모색해야 한다.