"흰 연기, 15초만에 공장 삼켰다" 화성공장 화재 22명 사망

24일 오전 10시 30분쯤 경기 화성시 서신면의 일차전지 제조 업체인 아리셀 공장에서 불이 나 화염과 함께 검은 먹구름이 치솟고 있다. 이 화재로 이날 오후 6시 30분 현재 외국인 노동자 20명을 포함 22명이 숨지고 8명의 중경상자가 발생했다

24일 경기 화성 전곡해양산업단지 소재 리튬 일차전지 생산공장에서 대형 화재가 발생한 가운데 이날 오후 8시 기준 22명이 숨졌다. 화마(火魔)에 휩쓸린 2명은 크게 다쳤고, 경상자는 6명이다. 연락이 닿지 않고 있는 외국인 1명에 대해서도 소방당국은 수색을 계속하고 있다.

이번 화재는 1989년 10월 전남 여수 국가산업단지 내 럭키화학 폭발 사고(사망자 16명)를 넘어 역대 화학 공장 사고 사상 최다 사망자를 냈다. 

 

경기도소방재난본부 등에 따르면 이날 오전 10시30분쯤 서신면 전곡리 리튬 일차전지를 제조하는 아리셀 공장에서 완제품을 검수하고 포장하는 3동 2층에서 불이 났다. 

 

소방 당국이 폐쇄회로(CC)TV를 확인한 결과 불은 리튬 배터리에서 흰색 연기가 피어오르다가 급격하게 커졌다. 소방당국 측은 “불이 난 3동 2층이 1185㎡(약 350평) 규모다. 흰 연기가 그 공간 전체를 덮는 데 15초밖에 걸리지 않았다”고 화재 당시 상황을설명했다. 조선호 경기도소방재난본부장은 “(공장 내) 작업자들이 처음에 조금 당황해하다가 소화기를 가져와서 (불을) 끄는 작업을 했는데, 리튬이다 보니 잘 꺼지지 않았다”고 했다.

신고를 받고 출동한 소방당국은 앞서 3동 2층에서 심정지 상태의 한국인 김모(52)씨를 발견했으나 현장에서 사망 판정을 받았다. 이후 소방당국의 진화·수색 작업으로 실종자 시신이 발견되면서 사망자는 오후 8시 기준 김씨를 포함 모두 22명으로 파악됐다. 22명은 화성송산장례문화원 등 장례식장 5곳으로 나뉘어 안치됐다.

소방당국은 사망자 22명의 국적에 대해 외국인 20명, 한국인 2명으로 파악했다. 외국인 20명 중 중국 국적이 18명, 라오스 국적이 1명, 아직 국적이 구체적으로 파악되지 않은 사람이 1명이다. 숨진 외국인 노동자 대부분은 여성이라고 한다. 

 

“짧은 시간에 유독 연기 마시고 피해”
수색 과정에서 적잖은 사망자가 불에 탄 상태로 발견됐다고 한다. 소방 관계자는 “(불이 난) 2층에서 사망자들이 발견됐고, 한 곳이 아니라 여러 곳에 흩어져 있었다”며 “구조대원들이 내부에 진입했을 때 (사망자들이) 우측에서 많이 발견됐다고 한다”고 했다. 이어 “건물 안에서 밖으로 나갈 수 있는 계단이 2곳 있었는데, 문이 잠겨있거나 하지는 않은 것으로 보인다”고 설명했다.

연기가 순식간에 퍼지면서 공장 내 사람들이 건물 밖이 아닌 안쪽으로 대피한 것으로 소방당국은 추정하고 있다. 조선호 본부장은 “2층 출입구에서 발화가 됐는데, (사람들이) 대피를 불이 난 쪽으로 했다면 인명피해가 줄었을 것으로 보인다”며 “막혀있는 안쪽으로 대피했다가 짧은 시간에 유독한 연기를 마시고 피해를 본 것으로 추정한다”고 말했다. 

 

24일 경기도 화성시 서신면 소재 일차전지 제조업체 공장 화재 현장에서 소방대원들이 수색작업을 하고 있다. 연합뉴스

 

아울러 소방당국은 현재까지 소재가 파악되지 않은 외국인 1명에 대해서도 수색 중이다. 이날 오후 5시쯤 이 외국인의 휴대전화 위치정보가 사고 현장에 있는 것으로 파악돼 소방당국은 정밀 수색을 진행하고 있다.

“배터리 셀 하나서 폭발적으로 연소”
소방당국은 불이 난 장소에 가로 30㎝·세로 45㎝ 등 여러 크기의 원통형 리튬 배터리 3만5000개가 보관 중인 것으로 추정된다. 소방 관계자들의 설명을 종합하면 이날 오전 이 배터리 중 1개에서 연소 반응이 일어나면서 불이 났다.

김진영 화성소방서 화재예방과장은 “2층에서 대피했던 관계자에 의하면 (리튬) 배터리 셀 하나에서 폭발적으로 연소가 시작됐다고 한다”고 설명했다. 경찰과 소방당국은 2층 출입구 쪽에서 불이 났다는 등의 목격자 진술을 확인하고 있다. 불이 났을 당시 3동 건물에는 60명가량이 있었던 것으로 파악됐다. 

 

24일 경기 화성시 일차전지 제조 공장 화재 현장에서 구급대원들이 대기하고 있다. 이 불로 현재까지 1명이 숨진 것으로 파악됐다. 공장 내부에 다수 인원이 고립된 것으로 추정돼 피해가 더 늘어날 가능성도 있다고 소방 당국은 설명했다.

현장 아비규환…“원자폭탄 터지는 줄”
목격자들의 설명을 종합하면 이날 사고 현장은 아비규환(阿鼻叫喚)이었다. 사고 현장 바로 옆 다른 공장에서 일하는 50대 여성은 “꽝꽝 터지는 소리가 1시간은 넘게 들렸다”며 “불이 난 공장 안에서 불꽃이 휘날리는 것을 봤고, 50~60명의 전 직원이 급하게 대피했다”고 말했다. 또 다른 목격자는 “불이 나자 2층에서 사람 2명이 1층 지붕 위로 뛰어내리는 걸 보고 상황이 심각하다는 걸 알았다”고 했다.

 

24일 경기 화성 리튬 완제품 생산 공장에서 불이 나 인명피해가 발생한 가운데 인근에 있던 목격자 스리랑카 출신 라히르(24)씨가 화재 당시 날아온 쇳조각을 들여보이고 있다

목격자들 모두 “총을 쏘는 소리가 들렸다” “마치 원자폭탄이 터지는 것만 같았다”며 사고 당시 들렸던 굉음을 표현했다. 스리랑카 국적 근로자 라히르(24)도 “전날 야근을 하고 숙소에서 쉬던 중 펑펑 터지는 소리가 들려 창밖을 내다보니 불길이 솟아오르고 있었다”며 “큰 소리와 함께 하늘에서 무언가 날아왔다”며 검게 탄 쇳조각을 들여 보였다.

금수성(禁水性) 물질 리튬 화재에 진화 어려워 

24일 경기도 화성시 서신면 소재 일차전지 제조 업체에서 화재가 발생해 소방관들이 진화작업을 하고 있다. 연합뉴스

소방당국은 불이 난 직후인 오전 10시40분 관할 소방인력과 장비가 모두 투입되는 대응 1단계에 이어 54분쯤엔 대응 2단계(3∼7개 소방서에서 31∼50대의 장비를 동원하는 경보령)를 발령했다. 소방관 등 인원 201명과 펌프차 등 장비 72대를 동원하는 등 진화에 총력을 기울였다.

그러나 초기 진화 작업에선 애를 먹었다. 금수성 물질(禁水性物質)인 리튬의 특성상 물이나 수분을 함유한 소화약제에 닿을 경우 가연성 기체인 수소를 발생시켜 폭발 위험이 커지기 때문이다. 오후 3시 10분쯤에서야 큰불이 잡혔고, 실종자 수색 작업이 이어졌다. 

尹 “가용 인력·장비 총동원하라”

윤석열 대통령이 24일 오후 경기 화성시 일차전지 제조 공장 화재 현장을 방문해 피해 상황을 점검하고 있다

윤석열 대통령은 이날 사고 현장을 찾고, 남화영 소방청장에게 “화재의 원인을 철저하게 정밀 감식하라”고 지시했다. 범정부적 대응을 위해 중앙재난안전대책본부(중대본)도 가동 중이다.

수사도 진행된다. 경기남부경찰청은 구체적인 화재 원인을 규명하기 위해 130여명 규모의 수사본부를 편성했다. 구조 및 현장 복구 지원과 DNA 긴급감정 등 사상자 신원 확인도 신속하게 진행하기로 했다. 아울러 화재 당시 스프링클러 미설치 등 소방안전 수칙 준수 여부도 들여다볼 방침이다. 다만 소방 관계자에 따르면 해당 공장은 규모가 작고 층수가 낮아 스프링클러 의무설치 대상이 아니고 옥내 소화전만 설치돼 있었다고 한다. 또 폭발 위험이 커지기 때문에 스프링클러를 설치하지 않는다는 직원 증언도 나왔다. 

수원지검도 다수 인명 피해가 발생한 ‘중대재해’라는 점을 고려해 2차장 검사를 팀장으로 한 전담수사팀을 구성했다. 또 고용노동부는 산업재해수습본부를 꾸리고, 사고 경위 파악에 나섰다. 구체적인 상황이 어느 정도 확인이 되면 산업안전보건법·중대재해 처벌 등에 관한 법률(중대재해처벌법) 위반 여부 등도 살필 예정이다. 

"흰 연기, 15초만에 공장 삼켰다" 화성공장 화재 22명 사망 | 중앙일보 (joongang.co.kr)

"원자폭탄 터진 줄" 화성 공장서 시신 10구 발견…사망 11명 | 중앙일보

 

화성 아리셀 공장 대형 화재... 리튬 배터리, 왜 화재에 취약한가?

24일 오전 화성시에 위치한 일차전지 제조 업체 아리셀 공장에서 화재가 발생했다

24일 오전 경기 화성시 소재의 일차전지 제조 업체 아리셀 공장에서 화재가 발생해 최소 22명의 사망자가 발생했다. 유해화학물질인 리튬을 취급하는 곳이었던 만큼 매캐한 연기와 연이은 폭음이 이어졌다.

소방당국은 24일 오후 6시 30분 기준 사상자 수는 사망 22명, 중상 2명, 경상 6명이라고 밝혔다. 사망자 22명 중 20명은 외국인으로, 중국 국적이 18명으로 확인됐다.

지금까지 확인된 사망자 외에 연락 두절 상태인 실종자가 1명 추가돼 인명 피해가 더 커질 가능성이 있다.

소방당국은 브리핑을 통해 "불은 아리셀 한 건물 2층에서 발생했으며, 2층에서 대피한 관계자의 말에 따르면 배터리 셀 하나에서 폭발적으로 연소가 시작됐다"며 "정확한 화재 원인은 조사 중"이라고 밝혔다.

불이 난 아리셀 공장은 리튬 일차전지를 제조 및 판매하는 곳으로, 스마트 그리드라고 불리는 지능형 전력망에 사용되는 스마트 미터기 등을 주로 제조하는 것으로 알려졌다.

전기차나 휴대폰, 노트북 등 전자기기와 전기설비에 사용되는 배터리가 대부분 리튬이온 방식을 채택한다. 아리셀도 이러한 리튬이온 배터리를 제조해왔다.

리튬은 더 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 전자기기의 성능을 향상시키는 역할을 한다. 특히 친환경 전기차가 각광받으면서 최근에 이러한 리튬을 이용한 배터리들도 주목받고 있기도 하다.

높은 에너지를 담아 빠르게 방출하는 물질이지만, 그만큼 ‘잠재적 폭탄’으로 알려져 있다.

리튬 배터리 화재는 진화가 어렵고, 내부에서의 발열이 계속해서 발생하기 때문에 불이 진화된 것 같더라도 사실상 재점화될 가능성이 크다.

화성의 리튬 배터리 공장에서 치명적인 화재가 발생한 후 구조 작업이 계속되는 가운데 소방관들이 잠시 휴식을 취하고 있다

리튬, 왜 위험한가?

리튬이온 배터리 화재의 대표적인 원인은 배터리 내부의 온도가 높아져 폭발하는 '열 폭주' 현상으로 알려졌다

 

리튬이온 배터리는 4가지 요소인 양극, 음극, 두 극의 접촉을 차단하는 분리막, 이온의 원활한 이동을 돕는 매개인 전해액으로 구성돼 있다.

충전될 때 리튬 이온을 양극에서 음극으로 이동시키고, 방전될 때 다시 양극으로 돌아올 수 있게끔 해 반복적으로 충전 및 방전 상태가 된다.

충전 시에는 강제로 리튬 이온이 음극으로 이동하며 화학적으로 불안정한 상태가 되는데, 그 중에서도 전지가 완전히 충전됐을 때가 가장 불안정한 것으로 알려져 있다.

화재도 이 때 가장 흔히 발생하는 것으로 파악된다.

전기차 화재는 리튬이온 배터리의 충격이나 과충전, 과열 등으로 발생한다

 

'열 폭주' 현상도 리튬이온 배터리 화재의 대표적인 원인이다.

열 폭주는 배터리 내부의 온도가 제어할 수 없을 정도로 상승해 여러 부반응을 일으키다 폭발로 이어지는 현상을 의미한다.

열 폭주 현상의 원인과 과정은 다양하다. 일부 전문가들은 스파크가 난 전지를 추후에 분해해보더라도 열 폭주의 원인을 파악하기 어렵다고 말한다.

지난해 발간된 SNE리서치 보고서는 크게 제조 결함, 과충전 및 방전, 외부 가열, 외부 충격 등을 대표적인 열 폭주의 원인으로 구분하고 있다.

배터리의 열 폭주는 화재 진압을 어렵게 하는 원인이다.

화재가 난 후 배터리의 기초 단위를 의미하는 ‘셀’에 열이 가해졌을 때 기하급수적으로 온도가 상승하게 되고, 결국 안정성을 잃어 모든 열, 화학 에너지가 주변으로 방출되면서 진압이 어려워지는 것이다.

특히 일반 분말 소화기는 리튬 이온 배터리 안에서 발생되는 급격한 열 전달 및 상승을 막을 수 있는 냉각 소화의 효과를 낼 수 없는 것으로 나타난다.

리튬이온 배터리의 열 폭주 현상이 위험한 또 다른 이유는 ‘불산가스 방출’이다.

불화수소는 가열 시 독성 연기를 형성하는데, 특히 금속과 접촉할 시에는 수소가 발생해 화재 대응을 할 때 화재가 확대되거나 더 큰 폭발로 이어질 수 있다.

특히 흡입이나 섭취 혹은 접촉 시에 심한 손상이나 화상, 혹은 심한 경우 사망에까지 이를 수 있으며, 물 또는 습한 공기와 반응했을 때는 독성, 부식성, 또는 인화성 가스를 배출하기도 한다.

화재진압 시 물에 용해되면 오염수가 발생해 위험을 가중시키는 원인이 되기도 한다.

반복되는 사고... '탈 리튬' 움직임도

지난해 9월 테슬라의 호주 퀸즐랜드 주 메가팩에서 대형 화재가 발생했다. 메가팩은 테슬라의 대규모 에너지저장장치로, 리튬이온 배터리를 기반으로 만들어졌다.

이러한 대형 화재는 처음이 아니었다. 2021년에도 호주 빅토리아주의 메가팩 배터리에서 불이 나 완전 진압에 사흘이 걸렸었다.

SK이노베이션의 배터리 자회사 SK온도 지난 2022년 미국 조지아에 위치한 전기차 배터리 공장에서 화재가 발생했다는 사실이 뒤늦게 알려지기도 했다.

현장에 있던 직원들의 발빠른 대처로 공장 전체로 피해가 번지지는 않았으나 배터리 생산에는 차질이 빚어진 것으로 전해졌다.

리튬 전지를 생산하는 공장만 위험 대상은 아니다. 지난 해 네덜란드 해안을 지나던 화물선 프리맨틀 하이웨이호는 약 3000 대의 차량을 수송하던 중 화재가 발생해 선원 한 명이 사망하고 다수가 부상을 입었다.

정확한 화재 원인은 밝혀지지 않았지만, 네덜란드 방송사 RTL은 불길이 전기차 배터리에서 시작됐다고 보도한 바 있다.

이렇게 리튬 배터리 관련 대형 화재 사고가 잇따르자 전세계적으로 ‘탈 리튬 배터리’ 연구도 활발히 진행되고 있다.

그동안 기존의 리튬 이온 전지보다 10배 이상 에너지 밀도 상승이 가능한 리튬 공기전지나 안전성이 상대적으로 보장되는 전고체 전지, 대용량 에너지 저장이 가능한 차세대 나트륨 전지 등이 개발됐다.

리튬 이온 전지보다 용량을 두 배 이상 확대할 수 있을 뿐만 아니라 작동 온도 범위가 넓은 마그네슘 이온 전지도 있다.

하지만 아직 이 같은 솔루션들은 기술적으로 완벽하지 않아 리튬 이온 배터리에 비해 상용화되어 있지 않다.

한편, 중국 칭화대학교의 밍까오 교수 연구팀이 2014년 발표한 논문에 따르면 리튬 배터리 열 폭주는 시작되기 직전 ‘골든타임’이 존재한다.

논문은 열 폭주가 발생하기 직전 전압 강하 이후 15~40초의 골든타임이 존재한다고 말한다. 이 골든타임이 지나고 나면 열 폭주가 본격적으로 시작된다는 것이다.

리튬 배터리가 폭발했다면 마른 모래와 팽창 질석, 팽창 진주암을 사용해 차단하는 방법을 사용해야 한다.

화재가 일단 발생하면 전소될 때까지 기다리는 것 외에는 완벽히 진화하기 어렵다.

따라서 장시간 이어지는 화재에 대비해 건물 붕괴 등으로 인한 소방대원과 인근 주민들의 안전을 먼저 확보하는 것이 중요하다는 것이 전문가들의 의견이다.

화성 아리셀 공장 화재: 리튬 배터리, 왜 화재에 취약한가? - BBC News 코리아

화성 아리셀 공장 화재: 리튬 배터리, 왜 화재에 취약한가? - BBC News 코리아