보잉 787 드림라이너 리튬이온 배터리 화재와 전세계 운항정지 사태

2013년 1월 7일 승객 없이 주기돼 있던 일본항공(JAL) 소속 보잉 787-8(기체번호 JA829J)의 보조동력장치(APU) 리튬이온 배터리에서 내부 단락으로 인한 열폭주가 발생해 연기와 화염이 뿜어져 나왔다. 보스턴 로건 국제공항의 정비 인력이 화재를 신속히 진화해 인명피해는 없었다. 미국 국가교통안전위원회(NTSB)는 즉시 사고 조사에 착수했다. 이 사고는 787의 핵심 신기술인 리튬이온 배터리 시스템에 대한 안전 우려를 처음으로 크게 부각시킨 사건이었다. 이후 열흘도 안 돼 유사한 사고가 일본에서 재발하며 사태는 걷잡을 수 없이 커졌다.

2013년 1월 16일 일본 야마구치 우베에서 도쿄로 향하던 전일본공수(ANA) 소속 787기가 주(메인)배터리 이상 경고과 연기 경고로 인해 다카마쓰 공항에 비상착륙했다. 승객들은 비상 슬라이드를 이용해 긴급히 대피했으며 다행히 중상자는 없었다. 이는 불과 열흘 앞서 발생한 JAL 사고와 함께 787 배터리 시스템의 구조적 결함 가능성을 강하게 시사하는 두 번째 사례였다. 일본 항공당국은 즉각 자체 조사에 착수했다. 이 사건은 결국 미국 연방항공청(FAA)의 전격적인 운항정지 결정을 촉발하는 직접적 계기가 됐다.

ANA 비상착륙 사고 당일인 2013년 1월 16일 미 연방항공청은 긴급 감항성 지시를 발동해 미국에 등록된 모든 보잉 787의 운항을 전면 정지시켰다. 이는 1979년 이후 처음으로 단행된 기종 전체 운항정지 조치로, 항공업계에 큰 충격을 안겼다. FAA는 배터리 화재 위험이 해소될 때까지 안전을 담보할 수 없다고 판단했다. 이 결정은 곧이어 다른 나라 항공당국의 연쇄적인 조치로 이어지는 신호탄이 됐다. 보잉은 당시 787을 세계 각국 항공사에 막 인도하기 시작한 상황이어서 타격이 컸다.

FAA의 조치 하루 만인 2013년 1월 17일 유럽항공안전청(EASA)이 유럽 영공에서의 787 운항을 정지시켰고, 일본 국토교통성 항공국(JCAB)을 비롯한 각국 항공당국도 며칠 사이 잇따라 동참했다. 이로써 787은 사실상 전 세계에서 운항이 전면 중단되는 초유의 사태를 맞았다. 당시 취항 중이던 787 기종은 전 세계 8개 항공사, 약 50대에 달했다. 이번 사태로 보잉은 막대한 손실을 입었고 787 인도 일정도 전면 지연됐다. 각국 항공당국의 신속한 공조는 리튬이온 배터리 리스크에 대한 국제적 경계심을 반영한 것이었다.

2013년 2월 20일 일본 국토교통성은 ANA 사고기의 보조동력장치 배터리가 주배터리와 잘못 연결돼 있어 과열에 기여했을 가능성이 있다고 발표했다. 이는 단순한 부품 결함을 넘어 설계·조립 과정의 문제 가능성을 제기한 조사 결과였다. 미국 NTSB도 별도로 진행한 조사에서 배터리 셀 내부 단락이 인접 셀로 연쇄적으로 번지는 열폭주 현상을 확인했다. 그러나 이 시점까지도 단일한 결정적 원인(smoking gun)은 특정되지 않은 상태였다. 이러한 조사 결과는 보잉이 근본적인 배터리 시스템 재설계에 나서야 한다는 압박으로 이어졌다.

2013년 3월 14일 보잉은 787 배터리 시스템에 대한 종합 개선안을 공식 발표했다. 개선안에는 배터리 셀 사이 간격을 넓히고 세라믹 절연재를 추가하는 한편, 문제 발생 시에도 화염과 연기를 기체 밖으로 배출하는 티타늄 벤트관과 강화된 스테인리스강 밀폐 상자를 새로 장착하는 내용이 담겼다. 또한 배터리 생산 공정의 품질관리와 배선 검증 절차도 대폭 강화했다. 이 개선안은 2월부터 FAA와 사전 협의를 거쳐 마련된 것으로, 근본 원인을 명확히 규명하기보다 다중 안전장치로 위험을 억제하는 접근법을 택했다. 이는 이후 FAA 승인의 기반이 됐다.

2013년 4월 19일 미 연방항공청은 보잉이 제시한 재설계 배터리 시스템을 공식 승인하며 787의 운항 재개 절차를 위한 길을 열었다. 이는 약 3개월간 이어진 전 세계 운항정지 사태를 끝내는 결정적 조치였다. FAA는 개선된 밀폐·배출 시스템이 향후 유사한 화재 발생 시에도 기체와 승객의 안전을 담보할 수 있다고 판단했다. 각국 항공당국도 FAA의 승인을 뒤따라 유사한 재승인 절차를 진행했다. 이 승인 이후 각 항공사들은 신속히 기체 개조 작업에 착수했다.

2013년 4월 27일 에티오피아항공이 아디스아바바에서 나이로비로 향하는 노선에 787을 투입하며 전 세계 최초로 운항정지 이후 상업비행을 재개했다. 이는 1월 16일 전면 운항정지가 시작된 지 약 3개월 만의 일이었다. 이후 다른 항공사들도 순차적으로 개조 작업을 마친 기체를 실전 배치하며 787 운항을 정상화해나갔다. 이번 사태는 보잉에 막대한 재정적 손실과 신뢰도 타격을 안겼지만, 동시에 리튬이온 배터리 안전기준을 국제적으로 크게 강화하는 계기가 됐다. 787은 이후 항공업계의 주력 기종으로 안착했다.

운항 재개 두 달여 만인 2013년 7월 12일 런던 히스로공항에 무인 상태로 주기돼 있던 에티오피아항공 소속 787에서 또다시 화재가 발생해 항공업계에 다시 긴장이 감돌았다. 그러나 후속 조사에서 이번 화재는 리튬이온 배터리가 아니라 비상위치송신기(ELT) 배선 결함이 원인으로 밝혀지며 앞선 배터리 문제와는 무관한 것으로 결론났다. 그럼에도 이 사고는 787의 전반적인 안전성에 대한 대중의 불안을 다시 자극했다. 항공당국과 보잉은 두 사건이 근본적으로 다른 원인임을 명확히 하며 신뢰 회복에 나섰다. 이 사건을 계기로 항공기 전기배선 계통 전반에 대한 점검도 강화됐다.

2014년 12월 미 국가교통안전위원회는 보스턴 APU 배터리 화재에 대한 최종 조사보고서를 발표하며 보잉의 설계·시험 과정의 미비점, 배터리 제조사 GS유아사의 품질관리 문제, 그리고 FAA의 인증 심사 부실을 모두 지적했다. NTSB는 이를 토대로 리튬이온 배터리의 향후 인증 기준을 강화하는 다수의 권고안을 제시했다. 이 최종보고서는 787 배터리 사태의 공식적인 조사 마무리를 의미했다. 이 사건은 신소재·신기술을 항공기에 도입할 때 안전 검증 절차가 얼마나 중요한지를 보여준 대표 사례로 남았다. 이후 항공업계 전반에서 리튬이온 배터리 안전기준이 한층 엄격해졌다.