ESS 안전 기준의 대전환: NFPA 855에서 전주기 관리까지, 제도가 기술을 따라잡는 법
1. 서론: 61건의 화재가 만든 제도의 진화
2017년 8월 전북 고창에서 첫 ESS 화재가 발생한 이래, 2026년 4월까지 국내에서 언론에 공개된 ESS 화재 사고는 총 61건에 이른다. 앞선 세 편의 글에서 우리는 이 화재들의 기록, BMS와 열폭주의 메커니즘, 그리고 수냉식 냉각과 AI 진단 등 기술적 대응의 최전선을 살펴보았다. 하지만 기술만으로는 충분하지 않다. 기술이 아무리 발전해도, 이를 뒷받침하는 제도와 기준이 없으면 현장에서의 안전은 보장될 수 없다.
2019년 1월, 산업통상자원부는 각계 전문가로 구성된 「민관합동 ESS 화재사고 원인조사위원회」를 출범시켰다. 정부는 "사고원인에 대한 조사·분석 및 관련 시험·실증을 진행"하고 있으며, "가동중단 사업장에 대한 재가동 방안은 물론, ESS의 안전성 제고와 업계의 수용성을 균형 있게 고려한 ESS 안전대책도 화재원인과 함께 발표할 예정"이라고 밝혔다. 아울러 "이번 ESS 화재사고를 전화위복의 기회로 삼아, 우리나라 ESS산업이 세계 최고수준의 안정성과 경쟁력을 확보하여 지속 성장해 나갈 수 있도록 최선을 다하겠다"는 의지를 표명했다. (citation:1)
이 글에서는 그 이후 변화된 제도의 궤적을 추적한다. 미국의 NFPA 855 설치 기준과 UL 9540A 열폭주 시험, IEC 기반의 SAT(Site Acceptance Test) 절차, ESS 폐기물의 전주기 관리 체계, 그리고 LCOS(Levelized Cost of Storage) 분석에 기반한 최적 ESS 기술 믹스까지 — 안전한 에너지 저장을 위해 제도가 어떻게 진화하고 있고, 앞으로 어떤 방향으로 나아가야 하는지를 종합적으로 조망하고자 한다.
2. 민관합동 조사위원회: 정부의 첫 번째 응답
2-1. 조사위 출범과 활동
2019년 1월 3일 출범한 민관합동 ESS 화재사고 원인조사위원회는 화재 사고의 객관적 원인 규명을 최우선 과제로 삼았다. 산업통상자원부 국표원 제품안전정책과, 분산에너지과, 에너지안전과, 신재생에너지정책과, 전력시장과, 전력산업과, 전자전기과 등 유관 부서가 총동원되었다. (citation:1)
조사위원회의 활동은 크게 세 갈래로 진행되었다. 첫째, 사고 원인에 대한 조사·분석 및 관련 시험·실증의 수행. 둘째, 가동중단 사업장에 대한 재가동 방안 마련. 셋째, ESS의 안전성 제고와 업계의 수용성을 균형 있게 고려한 안전대책 수립이 그것이다. 정부는 상반기 중 화재사고 원인조사 활동을 마치고 그 결과를 공개하겠다고 발표했으며, 더불어 종합적인 시각에서 ESS산업 생태계를 육성하기 위한 방안도 수립하여 추진할 계획이라고 밝혔다. (citation:1)
2-2. 조사 결과가 남긴 것
조사위원회의 활동 이후, ESS 화재의 원인은 크게 네 가지로 정리되었다. 배터리 보호 시스템(BMS)의 미흡, 부실시공에 의한 보호 체계 부재, 운영 환경 관리의 미흡, 그리고 통합 관리 체계의 부재가 그것이다. 특히 BMS가 전압·전류·온도를 측정하여 감시·제어하는 것만으로는 화재 사고를 예방하기에 불충분하다는 한계가 확인되었다. (citation:11)
이 조사 결과는 이후 제도 개선의 방향을 결정짓는 출발점이 되었다. 단순히 배터리 셀의 안전성만 강화하는 것이 아니라, 시스템 전체의 통합 안전성을 검증하는 체계, 설치 환경의 안전 기준, 그리고 운영 단계의 관리 체계까지 포괄하는 종합적 접근의 필요성이 확인된 것이다.
3. NFPA 855: ESS 설치의 새로운 성서
3-1. NFPA 855의 탄생 배경
ESS 화재 사고가 전 세계적으로 증가하면서, 미국에서는 고정형 에너지 저장 시스템의 설치에 관한 종합적인 안전 표준의 필요성이 대두되었다. NFPA(National Fire Protection Association)는 2019년에 NFPA 855, 「고정형 에너지 저장 시스템 설치 기준」을 최초로 제정했다. 이 기준은 ESS의 설치, 운영, 유지보수에 이르는 전 과정을 포괄하는 최초의 통합 안전 표준으로서, 전 세계 ESS 안전 기준의 벤치마크 역할을 하고 있다. (citation:3)
2026년에는 NFPA 855의 최신 개정이 이루어져, UL 9540A 시험 기준과 배터리외 설비(BOS, Balance of System) 기준이 더욱 강화되었다. 한국미래기술교육연구원이 개최한 'ESS 배터리 혁신 기술 및 열폭주 안전기준 강화 대응 전략' 세미나에서는 이 최신 기준의 변화와 국내 적용 방안이 집중적으로 다루어졌다. (citation:3)
3-2. NFPA 855의 핵심 구조
NFPA 855의 가장 큰 특징은 설치 단계에서의 안전을 제도화했다는 점이다. 기존의 안전 기준이 주로 제품 자체의 안전성에 초점을 맞추었다면, NFPA 855는 제품이 설치되는 환경과 그 환경에서의 안전 운영까지 포괄한다.
핵심 요구 사항을 분야별로 정리하면 다음과 같다.
설치 환경 기준에서는 환기, 이격거리, 위험 완화(Hazard Mitigation) 등이 규정된다. ESS가 설치되는 건물의 구조, 주변 시설과의 거리, 비상 대피 경로 등이 모두 포함된다. 특히 밀폐된 공간에서의 ESS 설치 시 환기 요구 사항은 매우 상세하게 규정되어 있다.
배터리 시스템 기준에서는 UL 9540 인증을 통한 시스템 통합 안전성 평가가 요구된다. 배터리 셀, 모듈, 팩 단위가 아닌 시스템 전체의 안전성을 검증하는 체계가 마련된 것이다.
열폭주 시험 기준에서는 UL 9540A가 적용된다. 이 시험은 화재 억제와 화재 확산 완화에 초점을 맞추고 있으며, 실제 열폭주 상황에서의 시스템 거동을 평가한다.
배터리외 설비(BOS) 기준에서는 ESS를 구성하는 배터리 이외의 모든 설비, 즉 PCS, 냉각 시스템, 화재 감지 및 소화 시스템, 전기 배선 등에 대한 안전 기준이 포함된다. 2026년 개정에서 이 BOS 기준이 특히 강화되었다는 것은, ESS 안전이 배터리 자체를 넘어 시스템 전체로 확대되고 있음을 시사한다. (citation:3)
3-3. NFPA 855의 국내 적용 시사점
한국미래기술교육연구원 세미나에서는 '2026 NFPA 855 ESS 안전기준과 설비 설치에 따른 표준 적용 방안'을 주제로, 고정형 ESS 설치 표준안의 국내 적용 가능성과 각 사업장별 기존 안전설비의 추가 설치 및 기준 보강방안이 논의되었다. (citation:3)
국내 ESS 안전 기준이 NFPA 855 수준으로 강화되기 위해서는 몇 가지 선결 과제가 있다. 우선 설치 환경 기준의 세밀화가 필요하다. 현재 국내 기준은 화재감지기 및 스프링클러 설치, 이격거리, 급속배기장치, 격벽구조 등을 규정하고 있지만, NFPA 855 수준의 상세한 환경 평가와 위험 완화 방안까지 포함하지는 못하고 있다. (citation:5)
더불어 UL 9540A와 같은 열폭주 시험 기준의 국내 도입도 검토가 필요하다. 현재 국내 KC 인증 체계에서는 배터리 셀·모듈 단위의 시험은 이루어지고 있으나, 열폭주 상황에서의 시스템 전체 거동을 평가하는 시험 체계는 미비한 상태다. 열차단 패키징, 주수장치 등 화재확산방지 조치가 운영되고는 있으나, 근본적으로 화재를 줄이는 기술개발은 제한적이라는 것이 업계의 공통된 인식이다. (citation:5)
4. IEC 기반 SAT와 TRPP: 현장에서의 안전 검증
4-1. SAT의 개념과 중요성
ESS의 안전은 제품 인증 단계에서 끝나지 않는다. 제품이 제조되어 현장에 설치되고, 실제 운전 환경에서 가동되기 시작하는 시점에서 새로운 위험이 발생할 수 있다. SAT(Site Acceptance Test, 현장 인수 시험)는 이 설치 후 가동 전 단계에서의 안전성을 검증하는 핵심 절차다.
2019년 제주 태양광 ESS 화재(1.2억 원 피해)는 사용전 검사를 받지 않은 상태에서 BMS 불량으로 인한 배터리 소손이 발생한 사례로, SAT의 중요성을 상징적으로 보여주는 사건이다. 사용전 검사는 ESS 설치 후 정상 가동 전 반드시 거쳐야 하는 안전 절차인데, 이를 생략한 채 운전을 개시한 것이다.
4-2. IEC 관점의 SAT 체계
한국미래기술교육연구원 세미나에서는 'IEC 기반 ESS 안전 SAT(시험/절차/현장 인수) 핵심 체크포인트 및 TRPP 요구사항 관리'를 주제로 한 발표가 진행되었다. 이 발표에서는 IEC 관점의 SAT 항목 체계 및 안전성 검증 방법, TRPP(Technical Risk Prevention Plan) 달성을 위한 요구사항 및 충족 전략, 그리고 실무 Fail 사례와 예방 방안이 다루어졌다. (citation:3)
SAT의 핵심 체크포인트를 분야별로 정리하면 다음과 같다.
전기 안전 분야에서는 절연저항 측정, 접지연속성 시험, 과전압·과전류 보호 기능의 동작 확인이 이루어진다. 특히 ESS는 고전압(최대 1,100V) DC 시스템이므로, 절연 성능의 검증은 화재 예방의 관점에서 매우 중요하다.
BMS·PCS·EMS 통합 시험에서는 개별 장비의 기능 시험뿐만 아니라, 이들 시스템 간의 통신 및 연동 동작이 정상적으로 이루어지는지를 확인한다. BMS가 이상 상황을 감지했을 때 PCS가 적절히 대응하고, EMS가 전체 시스템을 안전하게 제어할 수 있는지를 검증하는 것이다.
냉각 시스템 시험에서는 수냉식 ESS의 경우 누수 시험, 냉각수 유량 및 압력 측정, 과냉각·과열 방지 기능 확인이 이루어진다. 수냉식의 가장 큰 우려 사항이 누수 문제인데, 이는 전기적 안전과 직결되기 때문에 SAT 단계에서의 철저한 검증이 필수적이다. (citation:5)
화재 감지 및 소화 시스템 시험에서는 Off-gas 감지기, 연기 감지기, 화재 감지기, 소화 설비의 동작 확인이 이루어진다. 특히 Off-gas 감지 시스템의 경우, 10~30ppm 수준의 미세한 가스 농도 변화에도 정확히 반응하는지를 시험한다.
4-3. TRPP 요구사항 관리
TRPP(Technical Risk Prevention Plan)는 기술적 위험을 사전에 예방하기 위한 계획으로, ESS 프로젝트의 설계·시공·운영 전 단계에서의 위험 요소를 식별하고, 각 위험에 대한 예방 조치와 대응 절차를 체계화하는 문서다.
TRPP의 핵심 구성 요소는 다음과 같다. 위험 식별(Risk Identification)에서는 배터리 셀 결함, BMS 오류, 시공 불량, 환경 요인 등 잠재적 위험을 체계적으로 식별한다. 위험 평가(Risk Assessment)에서는 각 위험의 발생 가능성과 영향도를 평가하여 우선순위를 결정한다. 예방 조치(Prevention Measures)에서는 각 위험에 대한 구체적인 예방 대책을 수립한다. 대응 절차(Response Procedures)에서는 위험이 실제로 발생했을 때의 대응 절차를 규정한다.
TRPP 관리에서 가장 중요한 것은 실무 Fail 사례의 축적과 공유다. 한국미래기술교육연구원 세미나에서는 "실무 Fail 사례와 예방"이 별도의 세션으로 다루어졌는데, 이는 현장 경험에서 얻은 교훈이 제도적 기준 못지않게 중요하다는 것을 시사한다. (citation:3)
5. ESS 폐기물 전주기 관리: 보급에서 폐기까지
5-1. 예고된 폐기물의 증가
ESS 안전 문제가 제품의 제조·설치·운영 단계에만 해당하는 것은 아니다. 수명이 다한 ESS 배터리의 처리, 즉 폐기물 관리 또한 안전과 직결된 문제다. 국회입법조사처는 2026년 5월, 「신재생에너지 설비 폐기물의 전주기 관리체계로의 전환」이라는 제목의 현안분석 보고서를 발간했다. 이 보고서는 태양광·풍력·ESS의 폐기물 발생 전망과 제도개선 방향을 종합적으로 다루고 있다. (citation:10)
보고서에 따르면, 우리나라는 2024년 신·재생에너지 발전비중이 사상 처음으로 10%를 넘어 10.6%를 기록했고, 총 발전설비 153.1GW 중 신·재생 설비는 34.7GW로 22.7%를 차지했다. 같은 해 태양광은 3.1GW 증가하며 설비 확대를 주도했고, 풍력도 신규 298.36MW가 설치되어 누적 2,268.225MW로 확대되었다. 아울러 재생에너지 변동성 대응과 출력제어 완화를 위한 563MW 규모의 ESS 구축사업도 확정되었다. (citation:10)
5-2. ESS 폐기물의 특수성
국회입법조사처 보고서는 ESS 폐기물의 특수성을 다음과 같이 지적한다. "ESS 설비 폐기물은 태양광 폐패널처럼 연간 발생량이 뚜렷하게 관리되는 단계는 아니지만, 재생에너지 확대와 함께 설치가 늘어나면서 장래 사용후 배터리 발생이 본격화될 것"이라고 전망했다. (citation:10)
ESS 폐기물이 태양광 폐패널이나 풍력 블레이드와 근본적으로 다른 점은 바로 화재·폭발 위험성이다. 리튬이온 배터리는 수명이 다한 후에도 내부에 잔류 에너지가 남아 있으며, 물리적 충격이나 부적절한 보관 시 화재나 폭발이 발생할 수 있다. 또한 배터리에 포함된 유해화학물질(리튬, 코발트, 니켈 등)의 관리도 중요하다. 국회입법조사처는 "ESS는 화재·폭발 위험성과 유해물질 관리가 핵심 쟁점"이라고 명시했다. (citation:10)
5-3. 통계·이력관리의 공백
보고서가 지적하는 가장 심각한 문제는 통계와 이력관리의 공백이다. 태양광은 2025년 기준 폐패널 발생량이 2,547톤으로 집계되고, 재활용업체의 연간 처리능력이 약 2만3천 톤으로 관리되고 있지만, ESS 폐기물에 대해서는 이와 같은 체계적 통계가 아직 구축되지 못한 상태다. (citation:10)
ESS 배터리의 경우 설치 시점부터 수명 종료까지의 이력(충방전 횟수, 운전 온도, 사고 이력, 열화 상태 등)을 체계적으로 관리하는 시스템이 필요하다. 이 이력 데이터는 배터리의 잔존가치 평가, 재사용 가능성 판단, 안전한 폐기 절차 수립에 필수적이기 때문이다.
5-4. 전주기 관리체계로의 전환
국회입법조사처는 "향후 입법은 설비별 특성을 반영한 차등적 규율 아래 관리대상과 책임 주체를 명확히 하고, 비용부담·통계·이력관리·재사용·재활용을 포함하는 전주기 관리체계로 전환될 필요가 있다"고 제언했다. (citation:10)
구체적으로, ESS 전주기 관리체계는 다음과 같은 단계로 구성되어야 한다.
설치 단계에서는 SAT를 통한 안전 검증과 함께, 배터리 이력관리 시스템의 등록이 이루어져야 한다. 운영 단계에서는 AI 기반 잔존수명 예측, 실시간 상태 모니터링, 정기 점검 데이터의 이력 축적이 이루어져야 한다. 수명 종료 단계에서는 잔존가치 평가를 통한 재사용·재활용·폐기의 경로 결정이 이루어져야 한다. 처리 단계에서는 안전한 해체, 유해물질 관리, 자원 회수 등이 체계적으로 이루어져야 한다.
사용후 배터리의 재사용 분야에서는 이미 상당한 기술적 진전이 이루어지고 있다. 전기차 사용후 배터리의 재사용 시스템 세계 시장 규모는 2022년 약 2.7억 달러에서 2028년 15.7억 달러로 연평균 34.2% 성장할 것으로 전망되며, 전기차 사용후 배터리를 활용한 선박용 ESS 시스템 개발 등 구체적인 활용 사례도 등장하고 있다.
6. LCOS와 최적 ESS 기술 믹스: 안전과 경제성의 동시 확보
6-1. ESS의 비용 경쟁력, LCOS로 말하다
안전한 ESS를 구축하는 것 못지않게 중요한 것은 경제성이다. 아무리 안전한 시스템이라도 비용 경쟁력이 없으면 시장에서 살아남을 수 없다. LCOS(Levelized Cost of Storage, 균등화 저장 비용)는 전 주기비용(투자·운영·충전비 등)을 총 방전량으로 나눈 단위저장비용으로, ESS 기술별 경제성을 비교하는 핵심 지표다. (citation:9)
한국에너지경제연구원(KEEI)은 2025년 12월, 「효율적 탄소중립 실현을 위한 에너지저장장치비용(LCOS) 전망 및 최적믹스 수립 시스템 구축 연구(2/3)」 보고서를 발간했다. 이 보고서는 재생에너지 확대에 따른 전력계통의 안정성 확보와 비용효과적 탄소중립 달성을 위해 ESS 기술별 LCOS 분석과 향후 비용 전망을 체계적으로 수행했다. (citation:9)
6-2. ESS 기술별 LCOS 분석
KEEI 보고서의 기준년도 분석 결과(충전단가 0원/kWh 기준)는 다음과 같다. (citation:9)
미국 비용 적용 시 4시간 방전 구간에서는 리튬이온(LFP)이 가장 낮은 LCOS인 약 280.5원/kWh 수준으로 경쟁력을 확보했다. 반면 10시간 이상 장주기 방전 구간에서는 양수발전(PHS)이 우위를 보였다(10시간: 184.9원/kWh, 24시간: 192.7원/kWh).
흥미로운 점은 리튬이온 배터리의 LCOS가 방전 시간이 길어질수록 급상승한다는 것이다. LFP의 경우 24시간 방전 시 LCOS가 604.8원/kWh에 달했고, NCM은 826.5원/kWh까지 상승했다. 이는 리튬이온 배터리가 단주기 ESS에는 최적의 선택이지만, 장주기 ESS에서는 다른 기술과의 조합이 필요함을 시사한다.
바나듐 레독스 흐름배터리(VRF)는 46시간 방전 구간에서 LCOS가 가장 높았으나, 1024시간 방전 구간에서는 NCM보다 낮았다. 다만 높은 초기 투자비(CAPEX)와 낮은 왕복 효율로 인해 장주기 구간에서의 경쟁력은 제한적일 것으로 예상된다.
국내 비용 적용 시에는 동일 기술군 내 LCOS가 미국보다 낮았다. 충전비용 0원/kWh 기준으로 LFP 218.2원/kWh, NCM 356.7원/kWh, PHS 172.7원/kWh로 나타났다. (citation:9)
6-3. 2030년 비용 전망과 ESS 믹스
2030년 비용전망에 따른 분석 결과는 더욱 흥미롭다. 미국 비용 적용 시 양수발전을 제외한 모든 기술의 LCOS가 하락하며, 4~6시간 구간은 LFP가 우위, 7시간 이상 장주기 구간은 PHS가 우위를 유지할 것으로 전망된다. 국내 비용 적용 시에는 비용 하락으로 LFP가 PHS를 대체하거나 보완할 수 있을 것으로 분석되었다(충전비용 0원/kWh 기준 LFP 169.5원/kWh, PHS 172.7원/kWh). (citation:9)
KEEI 보고서는 제11차 전력수급기본계획을 기반으로, 2038년을 기준으로 한 국내 ESS 최적 믹스를 분석했다. 잉여전력 발생 횟수 1,133회, 총 잉여전기량 등을 산출하여, 기술별·용도별 최적 ESS 배치 방안을 제시했다. 이 분석에 따르면, 단주기(4~6시간) 용도에서는 리튬이온(LFP)이, 장주기(10시간 이상) 용도에서는 양수발전이 각각 최적의 선택지이며, 중장기적으로는 바나듐 레독스 흐름배터리와 수소저장(P2G) 기술이 역할을 확대해 나갈 것으로 전망된다. (citation:9)
6-4. 안전과 경제성의 교차점
LCOS 분석이 ESS 안전과 만나는 지점은 명확하다. 가장 저렴한 ESS 기술이 항상 가장 안전한 것은 아니며, 가장 안전한 기술이 항상 가장 경제적인 것도 아니다. 최적의 ESS 믹스를 수립할 때는 LCOS 분석과 함께 각 기술의 안전 프로파일을 함께 고려해야 한다.
예를 들어, 리튬이온(LFP) 배터리는 LCOS 경쟁력이 높지만 화재 위험이 존재한다. 양수발전은 화재 위험이 거의 없지만 설치 부지가 제한적이다. 흐름전지는 화재와 폭발 위험이 낮아 안전성이 우수하지만 상업화 경험과 설치 업체가 제한적이다. 나트륨황(NaS) 전지는 풍부한 원재료를 사용하지만 상용화 기술이 특정 기업에 집중되어 있다. 수소저장(P2G)은 대용량 장주기 저장이 가능하지만 아직 개발 단계 기술이다. (citation:9)
이처럼 각 기술이 서로 다른 장단점을 가지고 있으므로, 설치 환경, 용도, 예산, 안전 요건 등을 종합적으로 고려한 맞춤형 ESS 믹스 전략이 필요하다. 단일 기술에 의존하기보다는, 용도와 환경에 따라 최적의 기술을 조합하는 것이 안전과 경제성을 동시에 확보하는 길이다.
7. KC 인증의 진화: 국제 표준과의 정합화
7-1. KC 인증 체계의 현재
국내 ESS 관련 안전 인증은 「전기용품 및 생활용품 안전관리법」에 근거하여 운영되고 있다. ESS 구성품 중 직류전원 장치와 리튬이차전지는 안전인증 대상 전기용품의 '전기저장장치 구성품' 분류에 해당하며, 이는 3단계 안전관리 체계(안전인증 → 안전확인 → 공급자적합성확인) 중 가장 높은 수준의 관리를 받는다.
그러나 현행 KC 인증 체계의 근본적 한계는 이미 앞선 글에서 지적한 바 있다. 샘플 검사와 양산품 간의 괴리, 시험 조건과 실제 운용 환경의 괴리, 시스템 통합 단계의 안전 검증 부재가 그것이다. (citation:11)
7-2. NFPA 855와의 정합화 과제
국내 KC 인증이 NFPA 855 수준으로 강화되기 위해서는 다음과 같은 과제가 필요하다.
첫째, 시스템 단위 인증의 도입. 현재 배터리 셀·모듈 단위의 인증은 이루어지고 있으나, ESS 시스템 전체의 통합 안전성을 검증하는 체계는 미비하다. NFPA 855가 요구하는 UL 9540(시스템 통합 안전)과 UL 9540A(열폭주 화재 확산) 시험 체계의 국내 도입이 검토되어야 한다.
둘째, 설치 환경 기준의 세밀화. 현재 국내 기준은 화재감지기 및 스프링클러 설치, 이격거리, 급속배기장치, 격벽구조 등을 규정하고 있지만, NFPA 855 수준의 상세한 환경 평가와 위험 완화 방안까지 포함하지는 못하고 있다. (citation:5)
셋째, BOS 기준의 강화. 2026년 NFPA 855 개정에서 특히 강화된 배터리외 설비(BOS) 기준의 국내 반영이 필요하다. PCS, 냉각 시스템, 화재 감지 및 소화 시스템, 전기 배선 등에 대한 종합적인 안전 기준이 마련되어야 한다.
7-3. 국제 인증과의 정합화
ESS 제품이 글로벌 시장에서 경쟁력을 확보하기 위해서는 KC 인증과 국제 인증 체계 간의 정합화가 필수적이다. CB 인증(IEC 62133 기반), UL 인증(UL 1973, UL 9540, UL 9540A), CE 인증, UN 38.3 등 글로벌 인증 체계는 각각 제품 안전, 시스템 안전, 운송 안전이라는 서로 다른 차원을 포괄한다. (citation:2)
UN38.3 인증은 리튬 배터리를 항공, 해상, 육로로 운송하기 위해 필수적인 인증으로, 고도 시뮬레이션, 열 사이클링, 진동, 충격, 외부 단락, 충격, 과충전, 강제 방전 등 8가지 시험을 통과해야 한다. UN38.3과 IEC 62133은 상호 보완적 관계로, UN38.3은 운송 중 안전을, IEC 62133은 사용 중 안전을 보장한다. 안전, 품질 및 글로벌 규정 준수를 위해서는 두 표준을 모두 충족하는 배터리를 선택해야 한다. (citation:2)
국내 KC 인증이 이 국제 인증 체계와의 상호 인정(Mutual Recognition) 체계를 구축할 수 있다면, 국내 ESS 기업의 글로벌 시장 진출이 한층 수월해질 것이다. 동시에 국내 안전 수준도 국제 기준에 부합하게 된다.
8. ESS 안전 연구의 미래: 학술적 기반의 확장
8-1. ESS 화재 원인의 과학적 체계화
ESS 안전 기준의 강화는 과학적 근거 위에 세워져야 한다. 최근의 학술 연구들은 ESS 화재의 원인을 환경적, 전기적, 열적 요인으로 체계적으로 분류하고, 각 요인이 화재에 미치는 영향을 실증적으로 검증하고 있다. (citation:11)
한 학술 연구에 따르면, ESS 화재의 발화 원인은 크게 세 가지로 분류된다. 환경적 요인은 설치 환경의 온도, 습도, 환기 상태 등을 포괄하며, 리튬이온 배터리가 고온 환경에서 열폭주의 잠재성을 가지고 있다는 것이 확인되었다. 전기적 요인은 과충전, 과방전, 내부 단락 등을 포함하며, BMS의 오류나 PCS의 결함이 화재로 이어질 수 있다. 열적 요인은 배터리 셀 내부의 열화, 덴드라이트 형성 등을 포함한다. (citation:11)
이 연구는 "급격한 연소의 확대 측면으로는 단일 셀, 모듈, 랙, 유닛에서 열폭주 발생, ESS 관리 시스템(BMS, PCS, EMS) 고장, 강제환기 또는 배출 시스템 고장, 연결 케이블 또는 전기 패널 내부 고온 현상에 의한 화재 등을 발견할 수 있었고, 장시간 화재 지속 측면에서는 연기 감지기, 화재 감지기, 소화 설비 또는 가스 감지기의 고장 등을 지적할 수 있었다"고 분석했다. (citation:11)
8-2. KC 인증 시험항목 개발의 필요성
이 연구는 결론적으로 "ESS의 안전성을 확보하기 위해서는 철저한 안전관리시스템 구축, 안전기준 강화, 인증제도 도입, 규제 및 표준 정비를 하여야 한다"고 제언하면서, "국내외적으로 강화되고 있는 규제 및 인증기준은 지속적인 기술개발과 규제개선을 통해 ESS의 안전성을 지속적으로 향상시키는 노력이 필요하다. 이를 위해 KC인증과 관련하여 안전을 위한 시험항목 개발 및 시험을 시행하기 위한 인프라 구축이 필요할 것"이라고 강조했다. (citation:11)
이것은 매우 실질적인 제언이다. KC 인증 체계가 아무리 제도적으로 완비되어도, 실제 시험을 수행할 수 있는 인프라가 없으면 무용지물이다. 열폭주 시험, Off-gas 감지 시험, 시스템 통합 시험 등을 수행할 수 있는 전문 시험 인프라의 구축이 시급한 과제다.
9. 글로벌 동향: 주요국의 ESS 안전 제도 비교
9-1. 미국: 종합적 설치 기준의 모범
미국은 NFPA 855 설치 기준, UL 9540 시스템 인증, UL 9540A 열폭주 시험, 그리고 CPSC(소비자제품안전위원회)의 리콜 시스템으로 이어지는 4단계 안전 체계를 갖추고 있다. 특히 NFPA 855는 설치 환경의 안전까지 포괄하는 종합적 기준으로서, 전 세계 ESS 안전 기준의 벤치마크 역할을 하고 있다.
KEEI 보고서에 따르면, 미국은 10시간 이상 장주기 에너지저장장치(LDES)의 비용을 10년 내 90% 절감하는 것을 목표로 DOE 프로그램을 운영하고 있으며, 캘리포니아주는 AB 2255 법안을 통해 GW 규모의 LDES 조달과 초기 시장 형성을 지원하고 있다. (citation:9)
9-2. 영국: Cap and Floor 제도
영국은 Cap and Floor 제도를 통해 투자자의 최소 수익을 보장하고 과도한 이익은 제한하여, 8시간 연속 전력 공급 능력과 기술 유형별 용량 기준을 충족하는 프로젝트를 지원한다. 2024년에는 17개 LDES 프로젝트(326MW/1.6GWh)를 선정했다. 이는 안전과 경제성을 동시에 고려한 제도적 모델로서, 한국에도 시사하는 바가 크다. (citation:9)
9-3. 호주: 장기 서비스 협약 모델
호주 NSW주에서는 장기 에너지 서비스 협약(LTESA)을 통해 최소 수익을 보장하고 초과 수익은 공유하는 구조로 민간 투자를 유도하고 있다. 대표 사례인 와라타 슈퍼 배터리(850MW/1,680MWh)가 장기적 수익 안정성을 확보한 상태에서 운영되고 있으며, 이는 ESS 투자의 안정성 확보와 안전 투자 간의 선순환 구조를 보여주는 사례다. (citation:9)
9-4. EU: 재생에너지 설비 전주기 관리의 선도
EU는 태양광 패널과 배터리를 중심으로 생산자책임 확대, 회수의무 부과, 재활용 목표 설정, 친환경 설계 유도 등 제도적 대응을 강화하고 있다. 국회입법조사처 보고서는 "EU 등 주요국은 태양광 패널과 배터리를 중심으로 생산자책임 확대, 회수의무 부과, 재활용 목표 설정, 친환경 설계 유도 등 제도적 대응을 강화하는 추세에 있다"고 분석했다. (citation:10)
10. 결론: 제도와 기술의 동시 진화만이 안전을 만든다
ESS 안전의 역사를 되돌아보면, 사고가 발생하고, 조사가 이루어지고, 제도가 개선되는 패턴이 반복되어 왔다. 2017년 첫 화재 이후 민관합동 조사위원회가 출범했고, 그 결과가 안전 강화 대책으로 이어졌다. NFPA 855와 같은 국제 기준이 마련되었고, SAT와 TRPP와 같은 현장 검증 체계가 정교화되었다. ESS 폐기물의 전주기 관리 필요성이 대두되었고, LCOS 분석을 통한 최적 기술 믹스의 필요성이 확인되었다. (citation:1)(citation:3)(citation:9)(citation:10)
그러나 이 글을 마무리하면서 강조하고 싶은 것은, 제도와 기술은 별개의 것이 아니라 동시 진화해야 한다는 것이다. 기술이 아무리 발전해도 제도가 뒷받침하지 않으면 현장에서 적용될 수 없고, 제도가 아무리 완비되어도 기술적 뒷받침이 없으면 종이 위의 글자에 그친다.
NFPA 855가 요구하는 설치 환경 기준을 충족하려면, 수냉식 냉각 기술과 Off-gas 감지 기술이 현장에서 실제 작동해야 한다. SAT와 TRPP의 체계적 관리를 위해서는 AI 기반 잔존수명 예측 기술과 EIS 기반 진단 기술이 통합되어야 한다. ESS 폐기물의 전주기 관리를 위해서는 배터리 이력관리 시스템과 사용후 배터리 진단 기술이 마련되어야 한다. LCOS 분석에 기반한 최적 ESS 믹스를 수립하려면, 각 기술의 안전 프로파일이 과학적으로 검증되어야 한다. (citation:5)(citation:9)(citation:10)
정부는 "이번 ESS 화재사고를 전화위복의 기회로 삼아, 우리나라 ESS산업이 세계 최고수준의 안정성과 경쟁력을 확보하여 지속 성장해 나갈 수 있도록 최선을 다하겠다"고 밝혔다. (citation:1) 이 약속이 실현되기 위해서는 기술 투자와 제도 정비가 동시에, 그리고 지속적으로 이루어져야 한다. 61건의 화재가 남긴 교훈이 헛되지 않도록, 안전한 에너지 저장 시대를 향한 여정을 멈추지 말아야 할 것이다.
참고 자료 및 출처
산업통상자원부, 「ESS 화재사고 종합대책 — 민관합동 ESS 화재사고 원인조사위원회 출범」 보도자료 (2019.4.17)
한국미래기술교육연구원, 「ESS 배터리 혁신 기술 및 열폭주 안전기준 강화 대응 전략」 세미나 (2026.3.13, 코엑스)
Large Battery, 「UN38.3 및 IEC62133 인증을 받은 배터리 선택하기」 기술 가이드
한국에너지기술평가원, 「LiB 기반 위험성 평가 및 안전성 강화 기술개발 — 수냉식 적용 리튬전지 안전성 및 경쟁력 기술개발(ESS 분야)」 연구개발과제기획보고서 (2024)
한국에너지경제연구원(KEEI), 「효율적 탄소중립 실현을 위한 에너지저장장치비용(LCOS) 전망 및 최적믹스 수립 시스템 구축 연구(2/3)」 기본연구보고서 2025-23 (2025.12)
국회입법조사처, 「신재생에너지 설비 폐기물의 전주기 관리체계로의 전환 — 태양광·풍력·ESS의 폐기물 발생 전망과 제도개선 방향」 현안분석 제416호 (2026.5.18)
ESS 화재 원인 분석 및 안전기준 개발 학술연구 — ESS 설치환경과 화재의 상관관계 분석, KC 인증 시험항목 개발 및 인프라 구축 제언
「전기용품 및 생활용품 안전관리법」 및 동법 시행규칙
「에너지법」 제11조 — 에너지기술개발계획 수립 근거
NFPA 855 — 고정형 에너지 저장 시스템 설치 기준 (2019 제정, 2026 개정)
UL 9540 — 에너지 저장 시스템 통합 안전 평가
UL 9540A — 열폭주 화재 확산 시험
IEC 62133-2:2017 — 휴대용 충전식 배터리 안전 표준
UN 38.3 — 리튬 배터리 운송 안전 시험
KC 62368-1 — IT·AV 기기 안전 통합 규격 (HBSE 도입)
SNE리서치, 글로벌 ESS 시장 동향 및 전망 (2016~2025)
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