전기차 화재 위험에 대한 오해와 진실

R&D전략팀 최명영 (공학박사, 소방공학자, 미국 엔지니어, CPCU, ARM)Ⅰ. 개요 기후변화로 인해 전 세계적으로 내연기관 자동차의 배기가스 배출 규제가 진행되고 있으며, 전기자동차 등 친환경 자동차 도입을 위한 다양한 지원 정책으로 인해 전기자동차의 보급이 급속히 확산되고 있습니다. 각국 정부와 세계 여러 기관에서는 전기차 등 친환경차 시장 성장을 위해 체계를 구축해 왔으며, 글로벌 자동차 기업들은 전기차의 성능을 내연기관 수준으로 발전시켜 왔습니다. 또한, 대부분의 아파트 지하에 설치되어 있는 충전시설 등 관련 인프라는 전기차를 더욱 매력적인 상품으로 만들어준다. 그러나 이러한 광범위한 사용에도 불구하고 전기 자동차에 대한 막연한 두려움은 여전히 ​​존재합니다. 최근 국민을 전율케 한 ESS 화재의 주요 원인으로 지목된 리튬이온 배터리가 전기차에도 사용되고 있기 때문이다. 또한, 2021년 6월과 12월에는 전기차 주행 중 충돌로 인해 전기차 하부에 화재가 발생해 차량 전체가 순식간에 덮쳐 탑승자가 사망하는 사고가 발생해 전기차에 대한 막연한 불안감이 증폭됐다. 차량 화재. 여기서는 화재통계 및 관련 논문을 참고하여 전기차 화재 위험에 대한 오해와 진실을 확인해 보았다. Ⅱ. 전기차 보급 현황 (1) 글로벌 전기차 보급 현황 IEA, Global Electric Vehicle Outlook 2022에 따르면 2021년 글로벌 자동차 판매량은 8,455만대로 코로나19 이전(2019년) 대비 9.7% 감소했으나, 전기차 판매량은 2019년 대비 226.3% 증가한 660만대를 기록했다. 사상 최고치를 경신했습니다. 2021년 기준 전기차 누적대수는 1,600만대를 넘어 2019년 대비 약 2.3배 증가했으며, 전체 차량 중 전기차가 차지하는 비중도 2019년 대비 약 3.6배 증가했다. 빠른 속도로 배포됩니다. 1 번 테이블 . 글로벌 전기차 판매량 추이 및 주요 국가별 전기차 판매 현황

(2) 국내 전기차 보험 시장 현황 2022년 6월 7일 금융감독원이 발표한 ‘전기자동차 보험 현황 및 감독 방향’에 따르면, 2022년 6월 말 기준 자동차 보험에 가입된 전기차 대수는 2021년은 184,000명으로, 2018년(46,000명)의 46,000명과 비교됩니다. 3배 이상 증가했습니다. 전기차 시장이 성장함에 따라 보험가입 차량 수가 급격히 증가하고 있으며, 자동차 보험 시장에서 차지하는 비중은 약 0.8%를 차지하고 있다. 전기차와 비전기차의 평균 보험료를 살펴보면 비전기차 평균 보험료(76만2000원)보다 18만1000원 높다. 이는 주로 차량 가치가 높아 전기차에 대한 차량손해(소유차량) 보험료가 높기 때문이다. 표 2. 전기차 보험 평균 보험료

그러나 여기서 주목해야 할 점은 단순한 보험료 차이가 아니라 연간 보험료 증감율이다. 비전기자동차는 연간 11.2%씩 증가하는 반면, 전기차는 연간 34.5%씩 증가해 비전기자동차의 3배가 넘는다. 이는 전기차 핵심부품인 리튬이온 배터리의 교체비용이 높고, 전자제어장치와 센서 등 전자기기의 수리비용이 높기 때문인 것으로 추정된다. 특히 리튬이온 배터리는 전문 정비업체가 부족해 부분적인 수리가 어렵고, 제조사에서의 교환도 어렵다. 정책 등으로 경미한 파손에도 교체·수리가 이뤄지고 있는 만큼, 전기차 리튬이온 배터리에 대한 수리·교환 기준 도입이 시급하다. Ⅲ. 전기차 화재 현황 (1) 국내 대형 전기차 화재 사례 지금은 폐지됐지만, 지난 1~2년간 코나 전기차에서 잦은 화재가 발생하면서 전기차에 대한 불안감이 커졌다. 하지만 전기차 배터리 운영 소프트웨어 업데이트에도 불구하고 화재가 발생하는 사례가 있어 차량 소유자들의 불안감이 커지고 있다. 보도자료 1) 2018년부터 2021년 7월까지 국내에서 전기차 화재는 17건이 발생했다. 또한 올해 6월 4일 부산에서는 전기차 아이오닉 5가 톨게이트 직전 도로 분리대 및 완충 장치와 정면으로 충돌해 3초 만에 차량 전체가 화염에 휩싸이는 사고가 발생했으며, 탑승자 2명이 사망해 전기차 화재 위험이 높아졌습니다. 전기차에 대한 불안감은 고조됐고, 설상가상으로 지난 9월 26일 7명의 목숨을 앗아간 대전 프리미엄 아울렛 지하주차장 화재가 전기차 점화로 인해 발생했다는 거짓 뉴스가 유포됐다. 전기차에 대한 화재 불안이 더욱 증폭되고 있다. 표 3. 국내 전기차 화재 현황(2021년 7월 기준)

(2) 해외 주요 전기차 화재 사례 : 2022년 2월 11일 벨기에 브뤼셀의 한 주차장에서 전기차 화재가 발생했습니다. 당시 화재진압이 어려웠고 철근콘크리트 구조물의 파손도 심해 소방관들은 지하주차장 전기차 운행 금지를 요구하기도 했다. 중국에서 전기차 화재가 기하급수적으로 증가하고 있다는 보도자료도 있다. 중국에서는 2020년부터 2022년 사이 언론에 보도된 전기차 화재 건수는 86건으로, CarNewsChina2)에 따르면 2022년 1분기에는 640건의 전기차 화재가 기록됐다. 이는 평균 7대의 전기차에 화재가 발생한 셈이다. 중국의 전기차 배터리는 국내 배터리 제조사가 주로 사용하는 삼원계(NCM) 방식이 아닌 상대적으로 화재 위험이 낮은 인산철리튬 배터리를 사용하고 있다. 이를 감안하면 상당히 큰 숫자임을 알 수 있다. (3) 전기차 화재 통계 국가교통안전위원회와 교통통계국3)에서 발표한 자료를 참고하면 차량의 종류는 크게 내연기관 자동차(가솔린, 디젤 등)로 구분되며, 자동차는 하이브리드로 구분된다. 자동차와 전기차를 대상으로 자동차 10만대당 화재 건수를 조사했습니다. 표 4. 미국의 차량 유형별 화재 빈도 비교.

전기차가 더 위험하다는 일반적인 편견이 있지만, 위 표에서 볼 수 있듯이 전기차의 화재 빈도는 내연기관에 비해 현저히 낮다. 이는 국내 통계자료에서도 확인할 수 있다. 2020년 국내 자동차 등록대수와 소방청 화재통계를 분석한 결과 아래 표에서 알 수 있듯이 자동차 1만대당 화재율은 내연기관차가 1.88%, 소방차가 1.63%로 나타났다. %는 전기자동차의 경우, 이는 전기자동차의 화재 발생률이 낮다는 것을 의미합니다. 교통사고로 인한 전기차 점화를 제외하면, 교통사고 외 배터리 점화사고 비율은 0.52%로 화재 발생률이 낮은 것으로 나타났다. 테슬라가 공개한 테슬라 2021 임팩트 리포트(Tesla 2021 Impact Report)의 자동차 화재 위험 부분을 참고하면, 주행거리별 화재 발생 빈도를 기준으로 휘발유차와 전기차의 화재 위험도를 비교하면 휘발유차의 화재 위험도가 11배나 된다고 한다. 전기차보다 높다. 표 5. 국내 차종별 화재통계 현황(2020년 기준) (4) 전기차 화재 원인 및 특징 EV Fire Safe 2021에서 발표한 자료에 따르면, 전기차 화재 원인 미상(37건), (31건), 제조사/배터리. 불량(24건), 충돌(20건) 순으로 발생한 것으로 알려졌다. 또한 중국 언론4)에서 보도한 자료에 따르면 2020~2022년 화재 원인을 분석한 결과 86건의 화재사고 중 화재사고 유형은 크게 충전 중 화재, 화재 등 4가지로 분류할 수 있다. 운전 중 화재, 주차 중 화재, 충돌 후 화재. 나는 할 수 있었다. 원인불명의 사고 7건을 제외한 화재사고 86건 중 주차 중 31건, 충전 중(충전기 화재 포함) 22건, 주행 중 20건, 충돌 후 6건이 발생했다. 충전/주차 중에 전기차 화재가 많이 발생하는 것을 볼 수 있습니다. 또한 국내 보도자료2)에 따르면 국내 전기차 화재의 50% 이상이 여름철에 발생했으며, 중국 언론이 보도한 자료5)에 따르면 중국에서는 약 66%의 전기차 화재가 더운 날씨에 발생했다고 한다. 여름에는 전기자동차의 화재 위험이 증가하는 것을 알 수 있다.IV. 전기자동차 화재 위험 위에서 살펴본 바와 같이 전기자동차의 화재 발생 빈도는 내연기관 자동차에 비해 그리 높지 않습니다. 그렇다면 화재가 났을 때 불의 깊이는 어느 정도일지 알아보기 위해 관련 연구자료를 찾아봤다. 내연기관(ICE)과 전기차(EV)의 화재 시 열방출률을 비교한 연구는 여러 차례 있었지만 대부분 2012년을 전후해 진행됐으며, 전기차는 배터리 용량에서 큰 차이를 보인다. 관련 연구자료를 보면, 전기차의 배터리 용량은 20kWh 안팎으로, 현재의 배터리 용량인 60~100kWh에 비해 상당히 작은 수준이다. 이러한 차이를 고려해야 하며 테스트 결과를 참조해야 합니다. 주요 테스트 결과는 아래 표와 그래프에서 확인할 수 있습니다. 표 6. 내연기관 차량(ICE) 및 전기자동차(EV) 화재 테스트의 주요 테스트 결과 요약(출처: 전기 자동차와 내연 기관 차량의 화재 결과 비교, 차량 화재에 관한 국제 회의, 2012) 표 7. 내연기관 자동차(ICE)와 전기 자동차(EV)의 화재 시 열 방출률 비교 (출처: Comparison of the Fire Consequences of a Electric Vehicle and a Internal Combustion Engine Vehicle, International Conference on Fires In) Vehicles, 2012) 전기자동차 및 내연기관 자동차의 화재시험 결과를 보면, 전기자동차의 최대 열방출율이 내연기관 자동차에 비해 낮은 것을 알 수 있다. 이는 국립화재연구소가 2021년에 발표한 논문6)에서도 확인할 수 있다. 레이의 가솔린 ​​자동차(가솔린 3L 주유)와 가정용 조명인 레이 EV(16kWh 배터리 완전 충전)에 화재 테스트를 진행하여 측정한 온도 그래프이다. 자동차는 다음과 같습니다. 그림 1. Ray 전기자동차와 가솔린 자동차의 화재시 시간에 따른 온도. 화재 위험 기준을 제정하는 세계적인 기관인 미국화재예방협회(NFPA)에서도 전반적으로 전기자동차는 내연기관 자동차에 비해 위험성이 크지 않다고 밝혔습니다.7) 각종 연구를 참고한 결과 결과적으로, 화재가 발생하더라도 전기자동차는 내연기관 자동차에 비해 화재 심각도가 낮습니다. 크지 않은 것으로 확인되었습니다. 그렇다면 과연 전기차가 내연기관차보다 안전하다고 할 수 있을까? 통계 결과에 따른 화재 확률, 비교 테스트 결과에 따른 화재 심각성 측면에서는 전기자동차가 더 안전하다고 할 수 있다. 그러나 화재 진압의 관점에서 볼 때 대부분의 연구 보고서에서는 전기 자동차가 더 위험하다고 말합니다. 전기차에서 화재가 발생하면 리튬이온 배터리 특성상 열폭주가 발생해 소화가 매우 어렵다. 미국 테슬라 보고서에 따르면 전기차의 소화 시간은 가솔린 차량에 비해 약 8배, 인력은 약 2.5배 더 필요하다고 한다. 화재를 진화하는 데 필요한 양은 내연기관차의 경우 약 1톤, 전기차의 경우 약 110톤이 필요한 것으로 알려졌다. 그림 2. 내연기관/전기자동차 화재 시 필요한 소방력 비교 전기차 화재 발생 시 화재 진압이 어렵기 때문에 해외 일부 지역에서는 전기차 지하주차가 금지돼 있다. 이번 조치는 화재가 지상에서 발생해도 소화가 어렵고, 지하에서 발생하는 화재 대응이 어려워 피해가 커질 것이라는 우려에서 도입됐다. 2020년 9월 독일 쿨름바흐 지하주차장에서 내연기관 차량인 폭스바겐 골프에서 화재가 발생해 5개월 동안 주차장이 폐쇄됐다. 독일 쿨름바흐와 레온베르크시는 2021년 초 지하주차장을 오픈했다. 전기차와 하이브리드 차량의 주차가 금지됐다. 8) 이번 화재는 내연기관차에서 발생했지만, 전기차에서 화재가 발생하면 더 큰 피해가 발생할 수 있다는 우려로 전기차와 하이브리드차의 주차가 선제적으로 금지됐다. . 2022년 2월 11일, 벨기에 브뤼셀에서 폭스바겐 전기차에서 화재가 발생해 화염으로 인해 철근콘크리트 구조물이 심하게 파손되면서 소방관들이 지하주차장 전기차 운행 금지를 요구했다.9) Ⅴ. 결론 다양한 시장조사 보고서에서 예측한 바와 같이, 전기차의 보급은 앞으로도 급속도로 확대될 것입니다. 불과 몇 년 전만 해도 연쇄 전기차 화재로 인해 불안감을 느낀 경험이 있었고, 최근 부산 아이오닉 톨게이트 화재사고로 인해 전기차 화재 위험성에 대한 경각심이 높은 편이다. . 그러나 위에서 본 바와 같이 전기자동차의 화재 발생빈도는 내연기관 자동차에 비해 낮고, 화재가 발생하더라도 열방출률 측면에서 위험성은 높지 않다. 하지만 전기차의 리튬이온 배터리 특성상 화재 진압이 매우 어렵다. 내연기관차는 차량 1대당 열방출률이 전기차에 비해 낮다고 하지만, 소화가 어려운 경우 지하주차장 등 구획된 공간에서 화재가 발생하면 큰 피해를 입을 수 있다. 국내의 경우 부지 면적이 작아 전기차 충전시설 설치 시 지하 공간을 배제하기 어렵다. 화재는 예방하는 것이 최선이지만, 화재는 다양한 요인에 의해 항상 발생할 수 있으므로 최악의 상황에 대비해야 합니다. 전기차 충전시설은 이미 도심지 빌딩과 아파트 지하공간에 자리잡고 있으며, 앞으로 신축되는 건물에도 전기차 충전시설 설치가 늘어날 예정이다. 만일의 사태에 대비하여 피해 규모를 최소화해야 합니다. 특히, 여러 차례 강조한 바와 같이, 전기차로 화재를 진압하는 것은 매우 어려우며, 주차를 금지하거나 금지하려고 하는 독일, 벨기에의 사례에서 볼 수 있듯이, 단 한번의 사고도 엄청난 사회적 파장을 가져올 수 있습니다. 지하주차장에 전기차. 또한, 우리나라는 전기차 배터리 기술 분야에서 세계 선두를 달리고 있어 지하 등 구획된 공간에서 화재가 발생하더라도 화재를 효과적으로 진압하거나 소화할 수 있는 실증연구나 시험을 통해 전기차 화재 위험을 줄일 수 있다. 주차장. 존재 여부를 검증하고 이를 통제 가능한 수준으로 줄이는 방안을 고민할 필요가 있다. 또한, 화재보험협회 방재시험연구소는 보험개발원 자동차기술연구소와 협력하여 주요 원인 중 하나인 리튬이온 배터리 잦은 교체에 대한 기준이나 지침을 개발하여 불필요한 보험 분쟁 및 누수를 방지하고 있습니다. 최근 전기차 보험료가 급격하게 인상됐다. 관련 시험 및 연구가 진행될 예정이다.1) “전기자동차 화재, 어떻게 해결하는가?”, 소방방재신문, 2020.1.22.) “중국 전기자동차에 불이 붙었다”, CarNewsChina, ‘22.04.18 (https: //carnewschina.com/2022/04/18/chinese-electric-vehicles-are-on-fire)3) https://www.autoinsuranceez.com/gas-vs-electric-car-fires/4) https: //carnewschina.com/2022/04/18/chinese-electric-vehicles-are-on-fire/5) 전기 자동차와 내연기관 자동차의 화재 결과 비교, 차량 화재에 관한 국제 컨퍼런스, 20126 ) 전기차와 휘발유차의 실제 화재 비교분석, 국립화재연구소, 20217) Modern Vehicle Hazards in Parking Structures and Vehicle Carriers, NFPA, 20208) 전기차가 콘센트 화재의 원인은 아니지만… “아파트 주차장도 준비해야 한다”, 조선비즈, ‘22.9.279) “Belgio, pompieri: “vietare auto elettriche nei parcheggi sotterranei”, sicurauto. ‘22.2.24 출처 : 방재보험 제187호(2023년 신년호)