최근 인천 청라의 한 아파트 지하 주차장에서 대규모 화재가 발생했다. 전기차에서 시작된 화재는 전기차가 있는 주차 공간 복도를 넘어 건너편에 있는 수십 대의 차까지 퍼져 전소됐다. 이번 사고로 인해 '전기차 포비아'라는 용어가 생길 정도로 전기차에 대한 공포가 확산하며 사회적으로 전기차의 안정성에 관한 우려가 커졌다. 

사회적으로 관심을 모으는 전기차에 대해 분석하고 사고 원인에 대해 살펴보기 위해 선양국 에너지공학과 교수를 만나 자세한 이야기 나눴다. 

전기차 화재는 꾸준한 사회적 문제로 자리매김했다. 최근 5년간 자동차 화재 현황 중 전기차 관련 사고가 157건에 달했다. 2019년 7건이었던 전기차 화재는 2023년 72건을 기록하며 큰 폭으로 증가했다. 전기차 화재 157건 중 주차장에서 불이 난 건은 56건으로, 비율로 보면 10번 중 3번이 넘는 수치다. 

인천에서 발생한 이번 전기차 화재는 지하 주차장에 약 96시간가량 '주차된' 상태의 전기차에서 발생했다. 선 교수는 "이런 상황의 경우 전기차 배터리 매니지먼트 시스템(BMS)의 문제보다는 배터리 자체의 결함이 화재에 영향을 미쳤을 수 있다"고 분석했다.

BMS는 배터리 상태를 모니터링하고 조절하는 역할을 한다. 선 교수에 따르면 배터리 자체와 BMS는 서로 긴밀하게 연결되어 있기 때문에 배터리의 상태를 정확히 이해하고 관리하는 것이 중요하다. 그는 "차에서 불이 났기 때문에 BMS나 SoC(충전 심도) 등 다양한 요소들을 검토해야 하겠지만 차 주차 시간으로 봤을 때는 배터리 자체의 문제일 가능성이 클 것으로 예상된다"고 견해를 전했다. 

이번 사고에서 해당 전기차 배터리에 사용된 양극재는 중국산 NCM(니켈 코발트 망간) 계열로 알려졌다. 선 교수는 "이번 전기차 화재 속 배터리는 우리나라에서도 사용하는 NCM 배터리다"며 "이번에 화재에 취약했던 이유는 중국 회사들의 배터리 소재나 제조 기술이 원인일 수 있다"고 분석했다. 그럼에도 중국 배터리를 쓰게 되는 이유에 관해 그는 "같은 NCM 배터리라도 중국산이 약 30퍼센트 저렴하기 때문이다"고 설명했다. 그러나 선 교수는 "가격 절감에만 집중하다 보면 사고의 위험이 증가할 수 있다"고 주의를 요했다. 

전기차에 사용되는 배터리는 주로 리튬 이온 배터리다. 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 긴 수명을 제공하나, 과충전이나 물리적 손상 시 발열과 화재 위험이 증가할 수 있다. 또한 한 번 화재가 발생할 경우 쉽게 소화되지 않는다. 해당 전기차가 지하 주차장에 주차돼 있었기 때문에 높은 온도로 인한 화재는 아니라는 것이 선 교수의 설명이다. 

그는 "배터리의 분리막 같은 내부 구성 요소가 배터리의 안전성에 큰 영향을 미친다"고 말했다. 이어 선 교수는 "배터리 내부의 양극과 음극을 분리하는 분리막이 제대로 작동하지 않으면 쇼트(양극과 음극이 만나 생기는 갑작스러운 전류 흐름)가 발생할 수 있다"며 "쇼트가 배터리 내부에서 발생하면 불이 날 확률이 높아진다"고 덧붙였다.

또한 그는 "배터리 소재와 제조 공정도 중요하다"고 강조했다. 소재의 품질이나 제조 과정에서의 불량이 더 큰 문제를 유발할 수 있기 때문이다. 

전기차는 불이 나는 과정이 내연기관 차와 다르기 때문에 불이 한 번 붙으면 끄기 쉽지 않다. 휘발유의 경우 성분이 명시돼 있어 소화제를 만들 때 해당 성분들을 억제하는 물질들을 첨가할 수 있으나 전기차의 경우에는 가스의 종류가 달라 휘발유에 맞춰진 소화제로는 불을 끌 수 없다. 현재 전기차에 맞춰진 소화제가 개발되지 않아 소화에 어려움을 겪고 있다.

전기차는 기후 변화 대응과 CO2 배출 감소 측면에서 중요한 역할을 하고 있으며 환경친화적이라는 점에서 장점을 가진다. 연료 효율이 높고, 배출가스가 없다. 그러나 배터리의 안정성이 중요한 해결 과제다. 

선 교수는 전기차의 장점을 극대화하기 위해서는 기술적 문제를 해결하기 위한 극복 노력이 꼭 필요하다고 강조했다. 그는 "전기차는 우리가 가야 할 길이다"며 "기후 변화와 환경 보호를 위해 CO2 배출량을 줄이는 데 전기차는 효과적인 수단이다"고 설명했다.

전기차 배터리의 안정성을 높이기 위해서는 배터리 소재의 개선과 제조 공정의 최적화 그리고 BMS 기술의 발전이 선행돼야 한다. 선 교수는 "특히 BMS에서 배터리 상태를 정확히 모니터링하고 문제가 발생하면 즉시 대응할 수 있는 기술이 개발돼야 한다"고 강조했다.

그는 "모든 기술적 요소와 협력해 전기차 배터리의 안정성을 높여야 한다"며 "혁신뿐 아니라 전기차 화재에 대한 소화제 개발과 함께 장기적인 연구 및 대응도 절실하다"고 전했다.

마지막으로 소비자들 역시 꾸준히 관심과 노력을 기울일 것을 강조했다. 좋은 재료로 만들어지더라도 잘못 사용할 경우 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 선 교수는 전기차 소비자들에게 "급속 충전은 전기차 배터리에 무리를 줄 수 있다"고 주의를 요했다. 그는 "현재 서울시에서는 충전 심도를 90퍼센트로 낮추라고 권고하고 있지만 충전 심도를 낮출수록 화재 위험도 적어지기에 많이 충전해야 할 상황이 아니라면 60~70퍼센트 정도로 충전하는 것이 이상적이다"고 조언했다.