사용 후 전기차 배터리의 가정용 ESS 재사용

사용 후 전기차 배터리 팩이 주목받는 이유

전기차 구동 배터리는 용량이 크고 견고하게 만들어진 에너지 저장장치입니다. UL에 따르면 (외부 사이트로 연결됩니다) 차량용 수명을 다한 팩도 보통 원래 용량의 약 80%를 유지하며, 이는 가정용 전용 배터리 한 대보다 큰 경우가 많습니다. 폐차된 차량의 팩은 새 고정형 배터리보다 훨씬 낮은 가격으로 중고 시장에 나옵니다.

걸림돌은 늘 통신이었습니다. 모든 팩에는 셀 전압과 온도를 측정하고 팩이 안전하게 할 수 있는 동작을 결정하는 배터리 관리 시스템(BMS) (외부 사이트로 연결됩니다)이 있으며, BMS는 차량 제어기 간 유선 네트워크인 CAN 버스 (외부 사이트로 연결됩니다)를 통해 차량 제조사 고유의 메시지로 통신합니다. 가정용 하이브리드 인버터는 다른 배터리 프로토콜, 대개 자사가 승인한 배터리 브랜드의 프로토콜을 요구합니다. 이 둘을 연결하는 것이 다음 절에서 설명하는 Battery-Emulator 같은 프로젝트의 역할입니다.

저희는 플로리다의 한 주택 소유주가 닛산 리프 배터리를 태양광 인버터와 연동한 사례도 본 적이 있습니다. 저희 프로젝트가 아니었으므로 그 설계, 퍼밋, 보험에 대해서는 말씀드릴 수 없습니다. 이 사례는 숙련된 기술자라면 이런 시스템을 작동시킬 수 있다는 것을 보여 줄 뿐, 그 결과가 아래에서 설명하는 규정을 충족한다는 뜻은 아닙니다.

이 아이디어 자체에는 의미가 있습니다. 주차된 차량에 있든 차량에서 떼어 낸 것이든, 이미 존재하는 배터리는 정전 시 주택에 전력을 공급하고, 태양광 에너지를 저장해 두었다가 사용하며, 피크 수요를 줄이는 유연한 저장 자원이 될 수 있고, 이는 전력회사가 피크 시간대를 위해 건설하는 발전 용량을 줄일 수도 있습니다. V2G(차량-전력망 연계) 서비스 개요 (외부 사이트로 연결됩니다)는 이러한 항목을 잠재적 이점으로 꼽습니다. 이 시리즈의 메인 글에서 비용과 미해결 과제를 포함해 자세히 다룹니다. 저희의 입장은 이러한 이점이 임시방편의 설치가 아니라, 이런 저장 방식을 안전하고 일상적인 것으로 만드는 표준과 인증 제품을 통해 실현되어야 한다는 것입니다.

Battery-Emulator의 역할과 개발자의 경고

Battery-Emulator (외부 사이트로 연결됩니다)는 GPL-3.0 라이선스의 오픈소스 프로젝트입니다. 프로젝트의 설명에 따르면, 전기차 배터리 팩을 고정형 저장장치로 용도 변경할 수 있게 해 주며 전기차 배터리와 가정용 인버터 사이에서 변환 계층 역할을 합니다. 소형 마이크로컨트롤러 보드에서 실행되며, CAN을 통해 팩의 BMS 데이터를 읽어 인버터가 지원하는 배터리 유형으로 인버터에 표시합니다.

이 프로젝트는 자체 한계를 솔직하게 밝히고 있으며, 그 경고 문구가 위험을 가장 잘 요약합니다. 아래 내용은 Battery-Emulator 위키 (외부 사이트로 연결됩니다)와 설치 지침 (외부 사이트로 연결됩니다)에서 인용한 것입니다.

• 이 프로젝트에는 일반적인 IT 지식과 함께 자격을 갖춘 전기기술자 수준의 기술이 필요하며, 고전압 작업은 위험합니다.
• 거의 모든 안전 기능이 통신 데이터에 의존하므로, 셀 케이스 손상, 셀 파열이나 누액, 부식 같은 물리적 결함은 소프트웨어로 감지할 수 없으며, 이를 위해서는 퓨즈와 정기적인 육안 점검이 필요합니다.
• 고전압 측에서 케이스로 누전이 발생하는 경우, 시스템은 인버터의 절연 저항 측정에 의존합니다.
• 폐차 배터리는 거의 모두 사고 차량에서 나온 것으로 이력을 알 수 없으며, 모든 중고 전기차 팩은 화재가 나더라도 인명에 위험이 없는 장소에서 운용해야 합니다.
• 전기차 팩은 대체로 물이 튀는 정도는 견디지만 많은 양의 물이나 비는 견디지 못하며, 많은 리튬 화학계가 약 50 °C 이상에서 충방전을 멈춥니다.
• 결국 시스템에 대한 책임은 전적으로 소유자에게 있습니다.

고장이 발생하면 에뮬레이터는 충방전을 멈추고, 팩의 접촉기를 직접 제어하는 경우에는 접촉기를 엽니다. 따라서 보호 기능은 팩 BMS가 정확하게 보고하는지, 그리고 절연 감시 등 인버터 보호 기능 글에서 설명하는 인버터 점검에 달려 있습니다. 이 글은 개념만 설명하며 배선이나 설정은 다루지 않습니다.

차량에는 있지만 차고에는 없는 보호 장치

구동 배터리 팩은 차량의 한 부품으로 설계됩니다. 여러 보호 계층이 팩 내부가 아니라 팩을 둘러싼 차량에 있으며, 팩을 떼어 내면 함께 따라오지 않습니다. 아래 계층은 현재 전기차의 일반적인 방식이며, 설계는 차종마다 다르므로 모든 팩에 해당하는 것은 아닙니다.

접촉기 계층은 특히 주의해야 합니다. 접촉기(컨택터) (외부 사이트로 연결됩니다)는 팩의 고전압 단자를 외부와 연결하는 대전류 릴레이로, 차량에서는 프리차지 과정과 차량 제어기가 감시하는 여러 점검을 거친 뒤에만 닫힙니다. 재사용 시스템은 이 감시 제어기를 새로운 제어기로 바꾸는데, 새 제어기는 그 팩과 함께 평가받은 적이 없습니다.

용량도 안전성의 기준이 될 수 없습니다. UL은 사용 후 배터리마다 차량에서 겪은 충방전 조건이 다르므로 하나하나 개별적으로 평가해야 한다고 밝힙니다. 용량이 정상으로 나오는 팩에도 충돌이나 침수로 인한 셀 손상이 있을 수 있으며, 손상되거나 혹사된 리튬이온 셀은 한번 시작되면 멈추기 어려운 자가 발열 반응인 열폭주 (외부 사이트로 연결됩니다)에 이를 수 있습니다.

재사용 전기차 배터리에 적용되는 표준

이제 소방 규정은 재사용을 직접 다룹니다. 시애틀이 채택한 국제소방규정(IFC) 제1207.3.9조는 전기차 구동 등 다른 용도에 사용되었던 축전지는 UL 1974에 따라 승인된 배터리 재생 업체가 재생하지 않는 한 재사용할 수 없다 (외부 사이트로 연결됩니다)고 규정합니다. 오스틴도 도면 심사에서 같은 조항을 적용합니다. NFPA 855(2023년판)에 대한 해설은, 용도 변경은 UL 1974를 준수하는 업체가 수행해야 하고 재사용 장비는 재정비, 시험, 승인을 거쳐야 한다는 동등한 요건을 소개합니다. 2026년판에서는 조항 번호가 다를 수 있으므로 관할 기관에 확인하시기 바랍니다.

UL은 등급 판정만으로는 충분하지 않다고 분명히 합니다. 고정형 저장용 재사용 배터리 (외부 사이트로 연결됩니다)는 UL 1973 인증도 받아야 하며, ESS 전체는 UL 9540 인증을 받아야 합니다.

2021년판 IRC 제R328조의 주거 규정은 UL 9540 인증과 단위당 최대 20 kWh (외부 사이트로 연결됩니다), UL 9540A 데이터로 더 좁은 간격이 입증되지 않는 한 단위 간 3피트 이격, 그리고 설비실(utility closet), 지하실, 수납 공간에서는 총 40 kWh, 차고, 부속 건물, 외벽, 실외에서는 총 80 kWh를 요구합니다. 일반적인 전기차 팩은 외함 하나에 20 kWh를 훨씬 넘는 용량을 담고 있습니다.

NEC 706.20(B)는 전압 한도도 둡니다. 주거용 ESS는 도체 간 또는 대지 간 100볼트를 초과할 수 없습니다 (외부 사이트로 연결됩니다). 전기차 팩은 보통 수백 볼트로 작동합니다. NEC에는 일상 정비 시 충전부에 접근할 수 없는 장비에 대한 예외가 있으며, 인증된 고전압 가정용 배터리는 이러한 조항에 근거합니다. 정확한 문구는 관할 지역이 채택한 판에서 확인하시기 바랍니다. 고전압 가정용 배터리가 금지된 것은 아니며, 규정은 개방된 폐차 팩에는 없는 인증된 밀폐형 구조를 근거로 이를 허용합니다.

뉴욕시와 롱아일랜드

2025년 10월 26일부터 뉴욕시의 주거용 저장장치는 NFPA 855에 시 개정 사항을 더해 채택한 1 RCNY 3616-07 (외부 사이트로 연결됩니다)의 적용을 받습니다. 배터리는 지상층의 차고나 실외에만 설치할 수 있고 주거 공간에는 설치할 수 없으며, 대지당 총 80 kWh를 넘을 수 없습니다. 1 kWh를 초과하는 고정 배선 시스템은 UL 9540 인증을 받아야 합니다. 함께 적용되는 규칙 1 RCNY 101-19에 따라 설치마다 DOB 퍼밋과 별도의 전기 퍼밋도 필요하며, 요구되는 경우 제품은 FDNY 승인서(Certificate of Approval)를 보유해야 합니다. 허용되는 설치 위치와 한도는 기존 태양광에 배터리 추가 글에 자세히 정리되어 있습니다.

이 규칙은 재사용도 직접 다룹니다. 제4.2.10.1조는 전기차 구동 등 다른 용도에 사용되었던 축전지는 “재사용하거나 용도 변경하는 것이 허용되지 않는다(shall not be permitted to be reused or repurposed)”고 규정합니다. 따라서 뉴욕시에서 폐차 전기차 팩을 가정용 저장장치로 쓰는 것은 단순히 인증이 없는 수준이 아니라 명시적으로 금지되어 있습니다.

제품 승인은 두 번째 장벽입니다. FDNY 가이드에 따르면 (외부 사이트로 연결됩니다) 승인서 신청인은 배터리 장치 제조사 또는 그 공인 대리인이며, 심사는 UL 1741, UL 1973, UL 9540 시험 보고서를 근거로 하는데, 자가 제작 시스템에는 이 중 어느 것도 없습니다. 부속서 주석 A.15.7.3은 전기차에 탑재된 배터리를 주거용 총용량 한도에 포함하지 않는다고 밝힙니다. 규칙에 명시된 것은 아니지만, 저희는 이것이 차량에서 떼어 낸 팩이 아니라 차량에 장착된 채 차량으로 사용되는 배터리를 뜻한다고 해석합니다.

롱아일랜드와 뉴욕주의 다른 지역에서는 뉴욕주 주거 규정(RCNYS)과 지역 건축과가 관할하며, 일부 소방 당국은 자체 요건을 추가합니다. 같은 인증 원칙이 적용되므로, 현행 판과 지역 개정 사항을 해당 타운이나 빌리지에 확인하시기 바랍니다.

보험은 직접 확인하셔야 할 사항이며, 저희가 대신 답변드릴 수 없습니다. 재사용 가정용 배터리에 대한 보험사의 공개 입장은 찾지 못했습니다. 어떤 배터리든 설치하기 전에 보험사에 서면으로 문의하시고, 보험금 청구 시 퍼밋 없는 공사와 인증되지 않은 장비는 엄격하게 검토될 수 있다는 점을 염두에 두시기 바랍니다.

사고 데이터가 보여 주는 것

주거용 재사용 시스템의 화재에 관한 신뢰할 만한 통계는 찾지 못했으며, 저희는 어느 방향으로도 발생률을 주장하지 않습니다. 존재하는 데이터는 시스템 통합이 취약한 고리임을 가리킵니다. EPRI, PNNL, TWAICE의 2024년 근본 원인 연구는 분석할 정보가 충분한 고정형 배터리 고장(81건 중 26건)을 대상으로, 65%를 운영과 통합에, 11%를 셀이나 모듈 자체에 돌렸고, 72%가 시공, 시운전 또는 가동 후 첫 2년 안에 발생했다고 밝혔습니다. 대부분 전문가가 구축한 전력망 및 상업용 시스템이었으며, 자가 제작 재사용 시스템은 가동 초기의 맞춤형 통합이라는 점에서 기록된 고장이 집중되는 유형에 해당합니다.

인증을 받은 상업용 재사용 저장 시설은 실제로 있습니다. DatacenterDynamics에 따르면 B2U가 캘리포니아에서 운영하는 사용 후 전기차 팩 기반 저장 시설은 UL 9540 인증을 통과했으며 (외부 사이트로 연결됩니다), 각 배터리를 감시하다가 설계 한도를 벗어나면 자동으로 분리합니다. 차고 자가 제작과의 차이는 셀이 아니라 엔지니어링과 시험에 있습니다.

배터리 데이터와 재사용에 대한 유럽의 접근

EU 배터리 규정 (EU) 2023/1542는 재사용을 비공식적 활동이 아닌 규제 대상 활동으로 다룹니다. 제14(1)조에 따라 2024년 8월 18일부터 고정형 저장장치, 경량 이동수단(LMT), 전기차 배터리의 배터리 관리 시스템 (외부 사이트로 연결됩니다)은 건강 상태와 예상 수명을 결정하는 매개변수의 최신 데이터를 포함해야 합니다. 이 규정에 대한 해설들은 배터리 구매자나 그 대리인이 잔존 가치 평가와 용도 변경 등의 목적으로 해당 데이터에 읽기 전용으로 접근할 수 있다고 설명합니다. EU 독자께서는 공식 문서와 시행 법령의 현황을 확인하시기 바랍니다.

2027년 2월 18일부터 EU 시장에 출시되는 전기차, 경량 이동수단, 2 kWh 초과 산업용 배터리에는 배터리의 특성과 이력을 기록한 전자 기록인 배터리 여권 (외부 사이트로 연결됩니다)이 필요합니다. 2차 자료에 따르면 용도 변경된 배터리는 원래 여권과 연결된 새 여권을 받습니다.

저희의 권장 사항

배터리는 차량에 그대로 두십시오. 차량 안에서 팩은 냉각 장치, 구조, 감시 제어기, 제조사 지원을 그대로 유지하며, 차량과 충전기가 지원하는 경우 인증된 양방향 충전기로 이 배터리를 가정 비상 전원으로 쓸 수 있습니다. 이 시리즈의 메인 글은 배터리를 차량에 둔 채 주택에 활용하는 방법을 설명하며, 뉴욕의 전기차 비상 전원과 자동차 제조사가 V2H를 제한하는 이유 글은 승인된 장비와 그 한계를 다룹니다.

• 전용 저장장치가 필요하면, 시스템으로서 UL 9540 인증을 받은 배터리와 하이브리드 인버터를 사용하고 뉴욕시나 지역 규정이 허용하는 위치에 설치하십시오.
• 기존 마이크로인버터 어레이가 있다면 어레이를 하이브리드 인버터에 AC 커플링하여 패널을 교체하지 않고 인증된 배터리를 추가할 수 있습니다.
• 뉴욕시 밖에서는 재사용 셀로 만든 제품도 완성된 시스템이 UL 9540 인증을 받고 지역 소방 규정을 충족하는 경우에만 선택지가 됩니다. 뉴욕시 안에서는 제4.2.10.1조가 재사용 전기차 배터리를 배제합니다.
• 오픈소스 프로젝트에 끌리는 이유가 로컬 데이터 접근이라면, 에뮬레이션된 배터리 대신 로컬 모니터링 인터페이스가 공개된 장비를 선택하십시오.

기술적으로 가능하다고 해서 허용되는 것은 아닙니다

작동하는 시스템이라고 해서 허용되는 시스템은 아닙니다. 맞춤 제작되었거나 인증되지 않은 배터리 인터페이스는 NEC, UL 인증 요건, 전력회사 계통연계 규정, 그리고 뉴욕시의 경우 소방 규정과 FDNY 승인을 포함한 미국 규정상 일반적으로 인증 또는 승인된 시스템이 아니며, 아예 허용되지 않는 경우가 많습니다. 차량, 배터리, 인버터 보증이 무효가 되고 보험에 영향을 줄 수 있습니다. 인버터 제조사도 이를 문서로 밝히고 있으며, 예를 들어 Solis는 승인 배터리 목록에서 목록에 없는 배터리를 설치하면 인버터 보증이 무효가 된다 (외부 사이트로 연결됩니다)고 명시합니다. 고전압 직류는 생명을 앗아갈 수 있으며, 리튬이온 배터리는 화재를 일으킬 수 있습니다.

어떤 작업이든 시작하기 전에 관할 기관, 전력회사, 장비 제조사, 라이선스를 보유한 전문가와 상의하십시오. 이 글은 이러한 시스템의 작동 원리와 각 안전 계층이 존재하는 이유를 설명하는 것이며, 설치 안내가 아닙니다.