1차전지 공장 84% 화재관리 ‘사각지대’

연면적 3만㎡ 이상만 중점관리 대상 이번 참사 ‘아리셀’ 빠져… 자체점검만

500㎡ 미만은 미등록… 집계도 안돼

폭발위험 더 높은 군용배터리서 발화 등

2024. 6. 25일 오전 10시 31분 화성시 서신면 전곡리 소재 리튬 일차전지 생산 업체인 아리셀 공장에서 불이나서 화재로 23명이 사망한 리튬전지 제조업체 아리셀의 경기 화성시 공장이 연면적 기준 미달로 소방당국의 ‘화재안전 중점관리 대상’에서 제외됐던 것으로 확인됐다.

국내에서 일차전지를 만드는 공장 10곳 중 8곳도 연면적 기준에 미달해 중점관리 심의 대상에 포함되지 않은 것으로 나타났다.

아리셀 측이 2024. 6. 22일에도 공장에 화재가 발생했는데 신고하지 않은 사실이 드러나는 등 이번 사건이 총체적 인재(人災)라는 지적이 커지고 있다.

2024. 6. 25일 동아일보 취재팀이 한국산업단지공단의 ‘2024년 5월 전국공장등록현황’에서 리튬 등 일차전지 제조업(28201)으로 분류된 공장 32곳을 전수 조사한 결과 27곳(84.3%)은 연면적이 ‘3만 ㎡ 이하’여서 각 소방서에서 관련법에 따라 심의를 거쳐 지정하는 ‘화재안전 중점관리 대상’에 지정되지 않은 것으로 파악됐다.

중점관리 대상에 포함되면 매년 관할 소방서의 계획에 따라 화재 안전 관리를 강화해야 한다.

소방특별조사나 점검도 받는다. 하지만 일차전지 업체 대부분이 중점관리 대상이 아닌 탓에 안전 사각지대에 놓여 있는 것이다.

연면적이 약 2,300㎡에 불과한 아리셀 공장도 중점관리 대상 심의에서 제외됐다. 이에 따라 아리셀 측은 자체 점검만 한 뒤 최근 3년 동안 ‘이상 없음’으로 소방당국에 통보했다.

특히 건축 면적이 500㎡ 미만인 공장은 산업집적법상 지방자치단체에 등록할 의무조차 없다. 이에 미등록 일차전지 업체는 현황조차 제대로 집계되지 않고 있는 것으로 나타났다.
산업통상자원부 관계자는 “이차전지 제조업체는 현황을 파악하고 있지만 (이차전지에 비해) 규모가 작은 일차전지는 정책 대상이 아니었기 때문에 따로 현황을 집계하지 않았다”며 “고용보험 가입 기준으로 확인된 일차전지 제조업체 500여 곳에 대해 정확한 숫자를 파악하고 있다”고 말했다. 
 

사진 설명 : 발화 41초만에 공장 삼킨 검은 연기 23명이 사망한 경기 화성시 리튬전지 제조업체 아리셀 공장의 첫 발화 순간이 담긴 폐쇄회로(CC)TV가 공개됐다. 24일 오전 10시 30분 3초경 배터리에서 흰 연기와 함께 첫 폭발(첫 번째 사진)이 일어났다. 이어 28초, 31초, 34초에 세 차례 더 폭발이 일어났고 40초(가운데 사진)엔 배터리들이 연쇄 폭발했다. 작업자가 소화기로 급히 진화를 시도했지만 또 폭발이 이어지며 불길은 오히려 더 커졌다. 44초경엔 이미 내부가 보이지 않을 정도로 까만 연기가 작업실을 뒤덮었다. 불과 41초 만에 벌어진 일이다. (출처: 중앙긴급구조통제단 제공)

소방당국에 따르면 이번 화재는 아리셀 공장에 보관 중이던 군용 배터리가 폭발하며 발생한 것으로 파악됐다. 군용 배터리가 일반 배터리보다 용량이 커 폭발·화재 위험성이 높다는 지적이 제기돼 온 만큼 경찰은 아리셀 측이 규정에 맞게 보관했는지를 수사할 방침이다.

한편 경찰은 박순관 아리셀 대표 등 5명을 업무상과실치사상 등 혐의로 입건하고 출국금지 조치를 내렸다. 박 대표에겐 중대재해처벌법 위반 혐의도 적용됐다.

아리셀 공장은 건물들이 다닥다닥 붙어 있는 구조이다.

특히 불이 난 3동(공장)에서 불과 10 m 떨어진 8동엔 배터리 완제품을 30만 개 이상 만들 수 있는 리튬 2t이 있었다.

이덕환 서강대 화학과 명예교수는 “8동으로 불이 옮겨붙었으면 리튬을 저장하는 탱크가 터졌을 것”이라며 “(소방관들이 뿌리는) 소화용 물이 리튬에 닿았다면 초대형 화재가 발생했을 수 있다”고 했다.

한국산업단지공단에 따르면 리튬 등 일차·이차전지 공장은 현재 화성시에만 18개가 건립됐다.

충북 청주(29개), 경북 구미(24개), 충북 충주(16개) 등 일부 산업도시에도 밀집해 있다.

반면 리튬전지 공장 밀집 지역에서 불이 나도 뾰족한 진압책이 없는 상황이다. 리튬전지는 물과 결합하면 수소가 발생해 더 큰 폭발을 일으키기 때문에 마른 모래 등 특수한 진압 시스템이나 금속화재 소화약제 등 전용 장비가 필요하다. 하지만 아리셀 공장이 있는 전곡산업단지 등 화성 일대에는 소방당국과 업체 측 모두 전용 진화 장비가 없었다.

다른 지역도 상황은 비슷하다. 한국산업단지공단에 등록한 일차전지 공장의 84.3%가 연면적 기준 미달로 소방당국의 ‘화재안전 중점관리 대상’에서 제외돼 있다.
 

대처 방안이 없다 보니 리튬전지 화재가 반복되고 있다는 지적도 나온다.

일차전지 업체 비츠로셀의 충남 예산 공장도 2017년 4월 화재로 전소되기도 했다. 당시 공장과 가까운 아파트 유리창 30∼40개가 파손됐고, 주민 200여 명이 긴급 대피했다. 유해물질인 아황산가스(亞黃酸gas)를 마신 주민들은 치료를 받아야 했다.

이후 비츠로셀은 공장을 재건하면서 철근 콘크리트 구조를 적용하며 특수 스프링클러를 설치했고, 배터리를 옮길 때 사용하는 트레이를 불에 잘 타지 않는 난연 소재로 사용하는 등 안전설비를 대폭 강화했다.

“중소기업은 안전시설 갖추기 어려워”

생산 현장의 안전 수칙을 지키지 않는 공장도 많다. 한국화재보험협회에 따르면

△ 90분의 내화 성능(화재에 견디는 성능)을 가진 방화벽

△ 20m 안전거리 확보 등을 통해 리튬전지를 분산 보관하는 게 국제 표준이다.

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그러나 전곡산업단지 입주 업체 관계자는 “이번에 처음 들었다”고 말했다.

특히 일차전지 업체는 중소기업이 많아 화재 대응 능력도 취약할 수밖에 없다는 지적이 나온다.

아리셀 공장도 연면적이 2,300㎡에 불과해 3만 ㎡ 이상을 대상으로 하는 ‘화재안전 중점관리 대상’에서 빠졌다.

한 배터리 업체 관계자는 “대기업은 안전시설을 완벽하게 꾸며놓지만, 중소기업은 갖출 수가 없다”며 “한번 불이 나면 전소할 때까지 속절없이 지켜볼 수밖에 없다”고 말했다. 그러면서 “(아리셀) 근방의 다른 일차전지 업체들도 2010년대 중반 화재로 줄도산했다”고 했다.

전기차에 들어가는 이차전지는 각종 규제에 따라 보호장치를 다수 적용하지만, 일차전지는 안전기준 등도 제대로 마련되지 않은 상태다.

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2023년 7월 국회를 통과한 자동차관리법 개정안은 전기차 배터리를 만들거나 수입할 때 안전성 인증을 받게 하고 성능 시험에서 배터리 제조사에 핵심 부품 결함조사를 요구할 수 있게 했다. 하지만 배터리 제조 과정 관련 내용은 담고 있지 않다.

21대 국회에서 ‘열 폭주’ 현상에 대비해 소방 훈련을 강화하는 법안이 발의됐지만 상임위원회 소위에서 한 번도 논의되지 못하고 임기 만료로 폐기됐다. 22대 국회에서도 일차전지와 관련한 화재 방지나 안전 강화 법률은 발의되지 않고 있다.

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화성 공장 화재 참사 불러온 일차전지! 이차전지보다 화재위험성 낮다고 여겨져 안전기준 없어

아리셀은 스마트 그리드(지능형 전력망) 계량기 등에 사용하는 리튬 일차전지를 제조하고 판매하는 업체다.

불이 난 공장에는 리튬 배터리 완제품 3만 5,000여 개가 보관 중이었던 것으로 파악됐다.

2024. 6월 26일 업계에 따르면 아리셀 공장의 리튬 배터리는 한번 사용된 뒤 재충전 없이 폐기되는 일차전지로, 여러 번 충전해 쓸 수 있는 이차전지보다 상대적으로 화재 위험성이 작은 것으로 여겨진다.

이에 일차전지는 일반화학물질로 분류돼 별도의 대응 매뉴얼이나 안전기준도 없다.

공하성 우석대 소방방재학과 교수는 “리튬은 충격을 받으면 폭발할 수 있고, 물과 반응해 수소와 같은 가연성 가스를 만들 수 있다. 가연성 가스가 만들어지면 작은 마찰에도 폭발할 수 있다”며 일차전지의 화재 위험성을 지적했다. 이어 “이차전지는 화재 위험 때문에 50 % 정도만 충전해 출고하지만, 일차전지는 100 % 완충된 상태로 제조된다”며 “(일차전지는) 에너지가 가득 차 있어 화재가 발생하면 그 위험성과 폭발의 가능성이 더 높을 수도 있다”고 설명했다.

전문가들은 이번 화재가 가열되면 폭발·연소하는 금속물질 리튬의 특성인 ‘열폭주’ 현상 때문이라고 분석하고 있다.

리튬 배터리 열폭주 현상은 물리적 충격·과전압·과방전 등이 원인으로 꼽힌다. 열폭주 현상이 일어나면 순간적으로 온도가 높아져 수백도에서 1,000도 이상까지 오른다. 또, 리튬전지는 화재가 발생하면 내부에서의 발열이 계속해서 발생해 재점화될 가능성이 크고, 전소될 때까지 기다려야 하기 때문에 진화가 쉽지 않다.

리튬 전지 화재는 물이 아닌 전용 소화약제나 마른 모래, 팽창질석, 팽창진주암 등을 이용해 진화해야 한다. 하지만 이마저도 응급처치일 뿐 화재가 발생하면 전소될 때까지 기다리는 것 외에 완벽히 진화하기 어렵다.

이에 리튬전지 등 일차전지 화재에 대응할 수 있는 매뉴얼 보완 등 안전관리가 필요하다는 목소리가 나온다.

이차전지 화재와 관련해서는 재난현장표준작전절차(SOP)에 전기차·에너지저장장치·인터넷데이터센터 내 화재 대응 등 세분화된 작전 절차가 명시돼 있고 상시 훈련을 진행한다.

하지만 일차전지는 이차전지에 비해 상대적으로 화재 위험성이 작다고 여겨져 세부 안전기준이 없다.

“전기차 등에 들어가는 이차전지에 대해서는 화재 가능성에 관심도 많고 보호장치도 많이 적용되지만, 일차전지는 그간 화재가 자주 발생하지 않았고 대개 외부에 노출되지 않아 대중들 사이에서 화재 위험성이 충분히 인식되지 않아 안전기준 등이 마련된 것이 없다”며 “관련 안전기준과 안전교육을 강화할 필요가 있다”고 강조했다.

리튬 배터리 화재는 명확하게 어떤 소화 약제를 써야 하고, 어떤 방재 시스템을 갖춰야 하는지에 대한 연구가 아직 덜 된 상황이다. 이차전지는 상대적으로 전기차와 에너지저장장치(ESS) 관련 연구가 많이 돼서 소화시스템도 개발되고 했지만, 일차전지는 연구는 아직 부족하다.

공장에 마른 모래나 팽창질석 등을 많이 구비한다 해도 그걸 뿌린다고 불이 꺼지는 것이 아니며, 열폭주는 일반적인 열감지기나 연기감지기만으로는 예방할 수 없다.

열 변화를 감지할 수 있는 열화상 카메라나 센서 등을 개발하고, 그 안에서 미리 열을 식힐 수 있는 소화 약제를 분출하고 연기를 배출할 수 있는 시스템 등이 개발돼야 사람이 빨리 대피할 수 있다.

“열폭주 전 15~40초 가량 오프가스가 나오는데 이때가 리튬전지 화재 방지 골든타임”이라며 “이때 냉각기능 소화약제 자동분사시스템이 이를 감지해 화재를 막을 수 있다”고 했다. 해당 시스템은 미국에서 수입 중인 장치 시스템인 것으로 알려져 있다.