Interview William S. Lerner      F.R.S.A. 윌리엄 S. 러너 

인천(청라) 전기차 화재와 관련해 우리 당국이 EV 사고 예방 조치를 위해 활발한 논의를 펼치는 가운데, 배터리 관련 차량에서의 안전 조치, 차량 정보와 식별, 현장 화재 대응, 충전과 인프라에서의 고려사항 등에 대해 미국의 EV 인프라 스페셜리스트이자 위험 완화 컨설턴트인 윌리엄 S. 러너와 이야기를 나눴었고, 9월 말 사고의 원인과 결과가 나올 즈음 재차 이야기를 나눴다. 이를 전한다.  
   
글 | 한상민 기자_han@autoelectronics.co.kr

윌리엄 S. 러너(William S. Lerner)
그는 전기차 인프라 스페셜리스트(EV Infrastructure specialist), 위험 완화 컨설턴트(Risk Mitigation Consultant)로 연료전지차, 수소충전소, 배터리 전기차, 전기차 충전, 연료공급 및 인프라를 포함한 수송 분야의 안전 문제를 중점적으로 다루고 있다. 또한, 독립 발명가이자 영국 왕립예술학회 팰로(F.R.S.A. Manufactures and Commerce)다. 그는 수많은 미국 특허를 보유하고 있고, 교통 및 안전 분야에서 현재 포트폴리오를 확장할 추가 출원을 보유하고 있다.      

IN ENGLISH
인천 전기차 화재와 완화 전략 (autoelectronics.co.kr)






안녕하세요, 윌리엄. 지난번에 이야기했을 때는 한국의 전기차 화재 직후였습니다. 전기차, 안전, 위험 완화는 당신의 전문 분야입니다. 이 화재 이후 어떤 점을 배웠는지 공유해 주실 수 있나요? 이 화재가 당신의 관점에 어떤 변화를 줬나요?  
William        고맙습니다. 다시 대화할 기회를 얻게 되어 기쁩니다. 제 관점은 변하지 않았습니다. 저는 10년 넘게 전기차와 인프라 안전에 집중해 왔습니다.
전기차와 리튬이온 배터리와 관련된 대형 화재가 갈수록 많이 발생하고 있으며, 이런 사건들이 고립된 사건이 아니라는 점이 분명해졌습니다. 전 세계적으로 화재가 보고되고 있으며 그 수는 계속 증가하고 있습니다. 제 업무의 일환으로 매일 이런 사건들을 조사하고 있습니다. 비록 이런 사건들이 자주 발생하고 있지만, 그 양상은 매우 다양하게 전개됩니다. 우리는 과거에 배터리 팩을 차 밑에 안전하게 장착된 여러 개의 셀로 구성된 것으로 생각했지만, 이제는 그게 더 이상은 사실이 아닐 수도 있다란 것을 알았습니다. 



차량의 배터리 구성 방식이 달라진 건가요?    
William        네. 이제 배터리는 항상 단단한 케이스 안에 셀들이 모여 있는 형태가 아닙니다. 일부 배터리는 비상 상황에서 개별 셀들이 바닥으로 떨어질 수 있도록 설계돼 있을 수도 있습니다.
한 자동차 제조업체는 개방형 구조를 가진 팩 또는 모듈에 개별 셀들을 넣어 배치했습니다.  이런 차량의 셀과 모듈은 폭발해 차량 밖으로 솟구칠 수 있습니다. 최근 발생한 전기차 화재에서는 개별 셀 3개가 차량 지붕을 뚫고 50피트 높이까지 솟아올랐습니다. 이 사례는 고립된 사건이 아니며, 영국 소방서에서는 전기 자전거 화재 중 셀이 66피트까지 솟구친 사례를 기록한 바 있습니다.
일부 자동차는 배터리가 실내, 예를 들어 뒷좌석 아래에 배치돼 있습니다. 배터리 구성마다 고유한 도전 과제가 존재합니다.
배터리 팩이 튀어나가고 개별 셀이 큰 거리를 굴러갈 수 있기 때문에, 우리는 불타는 전기차를 단일한 개별 단위로 생각할 수 없습니다. 차량에서 떨어진 거리에 있는 화재를 진압할 준비가 필요합니다. 각 화재는 여러 개의 화재로 확산될 가능성을 가지고 있습니다.
안전 및 위험 완화 컨설턴트로서 저의 역할은 인프라를 위협하고 인명 피해를 초래하는 사건의 수를 줄이는 전략을 고객과 함께 마련하고, 이를 구현하는 것입니다. 이를 통해 응급구조대와 대중을 보호하는 것이 목표입니다. 









인프라 문제부터 이야기해보죠. 인천 화재의 원인과 결과에 대해 말씀해 주시겠습니까? 
William        우리는 배터리에 특정한 손상이나 충격이 발생한 원인을 영원히 알지 못할 수도 있습니다. 하지만 대부분의 이런 경우에서 리튬이온 배터리를 구성하는 하나 이상의 셀이 손상될 수 있고, 화학 반응을 일으키며 불이 붙어 다른 셀이나 모듈에 불이 옮겨붙는다는 것을 알고 있습니다. 일부 배터리 설계에서 특정한 결함이 유사한 반응을 일으킬 수 있습니다.
배터리는 여러 가지 방법으로 손상될 수 있습니다. 미국에서는 매년 600만 건의 자동차 사고가 발생합니다. 모든 사고는 잠재적으로 배터리를 손상시킬 수 있습니다. 이 통계는 연석에 부딪히거나 포트홀을 지나치거나 보고되지 않은 경미한 접촉 사고를 겪는 차량 수를 고려하지 않은 것입니다. 전기차가 연석에 부딪히거나 과속방지턱을 넘을 때마다 배터리 팩이 손상될 가능성이 있습니다.
이런 화재는 매우 높은 온도에서 타며, 주변 인프라에 막대한 피해를 줍니다. 가솔린 차량의 화재는 약 섭씨 815도(1500°F) 정도에서 타지만, 전기차 화재는 보통 섭씨 2200 ~ 2760도(4000 ~ 5000°F)에서 탑니다. 이는 강철을 녹일 수 있을 만큼 뜨거운 온도입니다! 이 엄청난 열 앞에서 건물의 일반적인 방어 시스템은 파괴됩니다. 스프링클러는 작동을 멈출 수 있고 강철 구조물도 손상될 수 있습니다. 전기차 화재 후의 사진을 본 적 있다면, 거의 아무것도 남지 않는 것을 볼 수 있을 겁니다. 대개는 잿더미만 남습니다.
주차 구조물에서 차들은 서로 가까이 위치해 있어 불이 쉽게 옮겨 붙으며, 파괴의 길을 만들며 퍼져 나갑니다. 전기차 화재는 전기차에서 시작되지 않아도 그렇습니다. 만약 전기차 근처에 주차된 가솔린 차에 불이 붙으면, 불은 쉽게 전기차로 번질 수 있고 새로운 일련의 사건들이 발생할 수 있습니다. 우리가 아는 바에 따르면, 인천에서는 40대의 차량이 전소되고 800대 이상의 차량이 피해를 입었으며, 현재까지 600건 이상의 보험 청구가 접수됐습니다.
루턴 공항 화재 경우엔 불이 불규칙한 패턴으로 번진 것을 사진으로 확인할 수 있는데, 그 피해 양상이 스위스 치즈처럼 구멍이 난 모양을 하고 있었습니다. 바닥 일부가 사라졌고, 이는 주차된 전기차의 위치와 관련 있는 것으로 보입니다.
명확히 하자면, 걱정은 주차 구조물에만 한정되지 않습니다. 리튬이온 배터리 화재는 어디서든 발생할 수 있습니다. 전기 자전거를 판매하는 상점에서도 몇 차례 큰 화재가 발생했습니다. 이 중 많은 가게는 상점 위에 아파트가 있는 작은 가게들입니다. 뉴욕시에서는 누군가 전기 자전거를 아파트로 가져가면서 화재가 발생한 사건이 여러 차례 있었습니다.
주차 구조물은 지하, 지상, 그리고 사무실, 쇼핑몰, 아파트 위에 위치할 수 있습니다. 각 장소는 고유한 도전 과제를 가지고 있습니다. 주차 구조물은 아파트 건물, 쇼핑몰, 공항, 오피스 타워, 학교에 통합되어 있습니다. 전 세계 여러 도시에서는 심지어 차를 엘리베이터에 넣어 아파트 안에 주차할 수 있는 아파트 건물도 있습니다.








결국, 가장 중요한 것은 리튬이온 배터리 화재를 가능한 한 빨리 진압하는 것이라고 들리네요. 
William        불행히도 그렇게 간단하지는 않습니다. 리튬이온 배터리로 인한 화재는 진압(extinguish)하기 매우 어렵습니다. 우리는 이런 화재를 ‘진압’이라고 하지 않고 “억제(suppression)”라는 용어를 사용합니다. 많은 응급구조대가 이 억제에 엄청난 양의 물이 필요하다고 생각합니다. 최근 캘리포니아에서 발생한 전기 트럭 화재에서는 50,000갤런의 물이 화재를 통제하는 데 사용되었습니다. 이는 20 x 50 피트 크기의 수영장을 채울 수 있는 양입니다!
화재 억제 담요, 캡슐화제, 폼, 미스트, 차량 침수 탱크 및 화학 소화제를 사용해 다양한 성공률로 이런 화재를 통제하려 했습니다. 일단 화재가 억제되더라도, 이는 일시적일 수 있습니다. 리튬이온 배터리는 초기 화재 후 몇 주 동안 자발적으로 재발화할 수 있습니다. 우리는 배터리를 단일 유닛으로 생각할 수 없습니다. 각 배터리는 수천 개의 셀로 구성될 수 있습니다. 화재는 초기 사건에 관련되지 않은 셀을 포함해 연쇄적인(rolling wave) 재발화로 변할 수 있습니다. 새로운 연구에 따르면 물이 연소 중인 셀을 악화시킬 수 있다는 점도 제기되고 있습니다. 분명히, 우리는 최선의 억제 방법에 대해 아직 이해하지 못하고 있습니다.
이런 화재는 매우 빠르게 발생합니다. 인천 화재 영상에서는 차량에서 흰 연기가 나오는 것을 볼 수 있는데, 몇 초 만에 차가 불길에 휩싸입니다. 따라서 우리는 거의 또는 전혀 경고 없이 급속하게 전개되는 전면적인 화재를 다루고 있으며, 진압하기 어렵거나 불가능한 화재와 마주하고 있는 것입니다.








그렇다면 빠르게 진행되는 사건의 연속성과 높은 온도가 건물과 다른 인프라에 많은 피해를 주는 원인인가요?  
William        간단히 말하자면, 그렇습니다. 하지만 그렇게 단순하지는 않습니다. 이런 화재가 타오르면서 흔히 HF라고 불리는 독성 배출 가스를 방출합니다. 이 가스에는 금속 입자, 독소, 그리고 다른 발암 물질도 포함될 수 있습니다. 이런 연기를 들이마시면 폐, 뼈, 피부, 눈에 손상을 줄 수 있습니다. 특정 사건에서 독성 가스의 역할은 차량이 차지하는 공간, 천장 높이, 환기 시스템 설계, 그리고 배터리 배출물의 성분에 따라 결정됩니다. 응급구조대가 불타는 차량에 물을 뿌릴 때, 개별 셀이 분리되면 그 유출수에 독성 물질이 포함될 수 있습니다. 이 물은 거리, 배수 시스템으로 흘러 들어가고, 궁극적으로 지하수가 오염되면 물 공급으로까지 영향을 미칠 수 있습니다.
이런 화재와 관련된 극도의 열기(섭씨 2200 ~ 2760도)가 건물의 배수 시스템을 파괴할 수 있습니다. 시스템이 고장 나면 독성 유출수가 예측하지 못한 방향으로 흘러가고, 현장 주변에 영구적인 화학 물질을 남길 수 있습니다. 만약 화재가 지붕에 위치한 주차 구조물에서 발생하면, 독성 유출수가 아래에 있는 사무실, 상점, 아파트로 흘러들어갈 수 있습니다. 이 독성 유출수는 인프라의 다공성 부품에 스며들 수 있으며, 이로 인해 건물을 복구할 수 없게 만들 수도 있습니다. 화재 후 벽과 환기 팬은 그을음으로 덮이게 됩니다. 이런 경우 그을음 또한 독성 물질과 영구적인 화학 물질로 오염될 수 있습니다.








설명한 광범위한 피해를 보면, EV 화재를 겪은 건물이 복구될 수 있는지 궁금합니다.   
William        명확한 답은 없지만, 심각하게 손상된 건물은 철거 후 재건축이 필요할 수 있습니다. 이것이 실제로 이루어질지는 피해 정도, 소유자의 보험, 그리고 부지 상태에 따라 달라집니다. “영구 화학물질”로 오염된 건물 부지는 복구에 수년과 수백만 달러가 소요될 수 있습니다.
그 비용은 엄청납니다. 철거 및 재건축, 환경 복구 및 모니터링, 그리고 인명 피해로 인한 후속 비용은 연간 수억 달러에 이르게 됩니다.
철거 후 재건축과 부지 복구가 이루어진 후에도, 그 건물은 향후 동일한 유형의 EV 화재에 여전히 취약할 수 있습니다. 2024년 8월, 뉴욕 퀸즈에서 전기 자전거 가게에서 발생한 화재로 건물이 파괴됐습니다. 같은 가게에서 약 1년 전에도 전기 자전거 화재로 건물이 불탔습니다. 해당 건물의 상업 공간과 아파트 모두가 파괴됐습니다. 이것이 바로 우리가 앞으로 나아가면서 정책, 절차, 지침을 개발하는 것이 중요한 이유입니다.






모든 게 정말 두렵게 느껴지네요. 이를 개선하기 위해 우리가 할 수 있는 일은 무엇일까요? 
William        우리가 두려워할 필요는 없다고 생각합니다. 준비해야 할 뿐입니다. 고객들과 일할 때 저는 침착한 목소리가 되려고 노력합니다. 여러 면에서, 이것은 COVID 팬데믹 초기에 저를 떠올리게 합니다. 우리는 문제가 있다는 것을 알았고, 그것을 억제하기 위해 가능한 모든 것을 시도했습니다. 시간이 지나면서 우리는 상황의 현실을 이해했고 근본 원인을 해결할 수 있었습니다. 오늘날의 EV 상황도 이와 비슷합니다. 우리는 문제를 이해하고 해결하기 위해 신중한 접근이 필요합니다.

본질적으로 배터리는 에너지를 저장하는 장치입니다. 앞으로 나아가면서 새로운 저장 방식과 배터리 유형이 개발될 것이며, 거의 확실히 새로운 문제와 도전을 가져올 것입니다. 이는 실시간으로 진행되는 이야기이며, 지속적인 주의와 모니터링이 필요합니다.
전기차와 리튬이온 배터리는 우리 문화의 일부입니다. 저의 역할은 그 이점을 누리면서도 대중, 응급 구조대, 최종 사용자 및 우리의 인프라를 안전하게 유지할 수 있도록 정책, 절차 및 실질적인 전략을 개발하는 것입니다. 저의 업무에는 몇 가지 구성요소가 있습니다.

첫 번째는 새로운 건축 계획을 이해하고 기존 인프라를 안전한 환경으로 유지할 수 있도록 조정하는 것입니다. 예를 들어, 새로운 건축은 차량 충전소 배치를 자주 계획하는데, 이는 인기가 많고 ‘부가가치’로 여겨지기 때문입니다. 그러나 잘못 배치되면 건물과 대중에게 위험을 증가시킬 수 있습니다. 부지를 조사하면서 저는 고객이 여러 대의 충전기를 나란히 배치하여 EV 화재가 한 차량에서 다른 차량으로 번질 위험을 증가시키는 것을 목격했습니다. 또한 여러 충전소가 있는 대형 아파트 단지 아래에 위치한 주차장도 보았습니다. 이 지하 주차장의 환기 시스템은 건물 위로 올라가기도 하고, 세입자와 그들의 자녀들이 자주 이용하는 야외 정원으로도 환기됩니다.

두 번째는 응급구조대가 이런 화재를 안전하게 관리할 수 있도록 필요한 교육을 제공하는 것입니다. 모든 응급구조대가 이런 사건을 관리하는 최선의 접근 방식을 알고 있어야 합니다. 모든 응급구조대는 화재의 기본적인 과학과 독성 연기 및 유출수의 가능성을 이해해야 하며, 그들이 우리를 안전하게 지키기 위해 일할 때 스스로도 안전하게 지킬 수 있어야 합니다.

세 번째는 제조업체 및 개발자와 협력해 가능한 최고의 보호 장비를 만드는 것입니다. 리튬이온 사건을 처리할 때는 더 높은 온도, 독성 연기, 더 습한 환경을 모두 고려해야 합니다. 현재 응급구조대가 사용하는 ‘턴아웃’ 장비는 이런 사고와 맞지 않습니다. 그들의 보호 장비는 EV 화재에서 발생하는 온도와 가혹한 조건을 견딜 수 없습니다. EV 화재는 가솔린 화재보다 3500F 더 뜨거울 수 있다는 점을 기억해야 합니다. 현재 사용 중인 얼굴 보호막은 약 400F까지 견딜 수 있으며, 소방복은 대략 1550F까지의 온도를 견딜 수 있도록 설계됐습니다.



감사합니다. 정말 전기차 화재는 많은 사람이 생각하는 것보다 훨씬 더 복잡하고 우리 모두 배워야 할 것이 많은 것 같습니다. 조만간 다시 연락드리겠습니다.