●우크라이나 사태가 발발한 후, 세상의 유가는 그 끝을 모른 체 치솟아 오르고 그에 따라 휘발유 및 경유 역시 오르고 있다.
사실 오르는 것이 기름뿐만 아니라 각종 석탄과 가스 또한 마찬가지다. 그도 그럴 것이 유럽에 40%의 가스와 각종 자원들을 세계에 공급하던 러시아가 공급을 뚝 끊어버리니 유럽은 그 대체제로 다른 데서 LNG, 혹은 석탄 그리고 석유를 찾고 있는 것이다.
여기서 드는 생각은 좀 뜬금없지만, 온갖 물가가 치솟는 것과 동시에 전기 및 가스 가격도 오르겠구나 라는 생각이 들었다. 왜냐하면 우리나라의 화력 발전이 차지하는 비중은 전체 전기 생산의 절반을 넘는 수준이기 때문이다. (2020년 기준 약 62.7%) 이미 <한국전력공사>의 적자 폭은 예상치지만 -5조가 넘었고, 유가는 더욱 오르고 있기 때문에 -10조까지 예상되고 있는 현실이다.
원전에 다소 관심이 많았던 나는 탈원전 정책이 현실을 외면한 정책이라고 생각하고 있던 참이었다. 우리나라는 다른나라에 원전 기술력을 수출할 수 있는 원전 강국이기 때문이다. 그러나 어찌되었건 탈원전 정책은 시작되었고 시간이 지나 전력 생산에 들어가는 자원이 비싸짐에 따라 나라도 현실을 깨닫고 원전 비중이 다시금 높아지던 참이다.
그러다가 윤석열 당선인의 공약 탈원전 완전 백지화와 더불어 원전 강국 건설에 대해 알아보다가 SMR(초소형 모듈 원전)에 대해 알게 되었고 조사후 간략하게 포스팅하려고 한다.
●SMR이란 무엇인가?
Small Modular Reactor의 약자로 간단하게 말하면 기존 원전의 발전 용량과 크기를 크게 줄인 것이다.
용량이랑 크기를 얼마나 줄였냐 하면, 기존의 대형 원자력 발전소의 모든 주요기기를 하나의 용기 안에 배치했고, 그 크기도 줄였다. 대신 발전 용량도 적어서 기존 원전이 1000~1400 MWe급이라고 하면 SMR은 일반적으로 300 MWe급 이하급 발전량이다. (발전량 기준으로 보는 분류)
●SMR의 장점은 무엇인가
▶1. 안전하다.
▷현재 연구 중인 컨으로는 매우 작은 크기와 발전 용량 덕분에 냉각수나 기타 복잡한 안전장치 없이 대류현상 등의 자연적인 힘 만으로 냉각이 가능해 운전 중에는 물론 각종 자연재해나 사고 시에도 안전을 확보할 수 있으며 원자력 발전소 중대사고 연구 시 아예 대주제로 분리되어 있을 정도로 사고 위험이 있는 냉각수 외부 배관도 당연히 생략되고, 원자로 압력용기 내부에서만 돌기 때문에 두꺼운 강철 외피가 통째로 뚫리는 상황이 아니고서야 냉각수 고갈 문제도 적다.
▶2. 건설 부지 선정이 용이하다.
▷또 대형 원전의 경우 2차 냉각재가 순환하고, 또다시 유입되는 거대한 냉각수 풀이 필요해서 해안이나 강가 부지를 요구하기 때문에 이런 지형이 없는 나라나 지역에서는 건설이 어려운데, SMR은 규모가 작으므로 부지 문제도 상대적으로 자유롭다.
▶3. 건설 단가가 싸다.
▷아무래도 규모가 작기도 하면서, 자연의 힘을 빌기 때문에 원전 건설 단가의 큰 부분을 차지하는 냉각수 및 안전설비 관련 비용을 획기적으로 줄였다.
▶4. 건설 기간이 짧다.
▷모듈형으로 되어 있기 때문에 공장에서 전부 제작/조립하고 공장 부지로 이동해서 설치만 하면 된다.
●SMR의 단점에는 무엇이 있는가?
아니 이렇게 좋아 보이는 SMR인데 그럼 이때까지 안 하고 뭐했나? 사실 안 하고 있다기보다 개발 중에 있었는데 보이지 않았다가 더 올바른 표현이겠다. 유럽의 경우는 탈원전에서 다시 원전으로 돌아선 지 얼마 안 되었는데 비해 미국 러시아 중국의 경우, 원전 및 SMR 개발에 적극적이었지만 아직 상용화 단계까지 이르지 않았기 때문이다.
이런 SMR에도 두 가지 단점이 있다.
▷1. 가격 경쟁력이다. SMR이 안전성은 매우 높지만, 제조 비용은 다른 에너지 산업에 비해 높다고 평가받고 있다
예로 들어 뉴스케일 파워의 SMR 한 기당 전기 출력은 77 MWe다. 기존 원전의 전력생산이 1000~1400 MWe인 것과 비교해 턱없이 부족하다. 뉴스케일 파워는 이를 보완하기 위해 12기의 SMR을 묶어 운용하는 해결책을 내놨다. 12기를 하나의 메인 컨트롤룸에서 관리하는 시스템도 지난해 설계인증에 포함돼 있다. 결국 화력 발전소 하나를 대체하기 위해 12기의 SMR을 만들어야 하다 보니 건설비가 더 많이 든다.
▷2. 사용 후 핵연료 처리 문제도 있다.
기존 원전 대비 SMR의 핵원료 교체 주기가 월등히 길어지기는 했지만 사용 후 핵연료 처리 문제는 여전히 남아 있기 때문에 많은 환경 단체들은 SMR 증축에 반대하고 있다.
이를 해결하기 위한 방법은 토륨 원전 개발 및 파이로 프로세싱 기법이 있다고 한다. (아직 상용화에 이르지는 못하고 연구 중에 있다고 한다.)
●세계는 SMR의 기술을 어디까지 왔나
미국, 중국, 러시아 등 주요 원전 강국이 70여 종의 SMR을 개발 중에 있다. 세계 각국이 SMR 기술 개발에 적극적으로 나서고 있는 이유는 탄소중립이 세계적 과제가 되었기 때문이다. 이 중 SMR 상용화 기술은 미국이 가장 앞서 있다. 미국 뉴스케일 파워의 원전은 SMR 최초로 미국 원자력규제위원회(NRC)의 설계 심사를 통과했고 전력회사가 주문만 하면 건설에 착수할 수 있는 상태다. 현재는 러시아/미국이 선두하고 있고 그 뒤를 일본 중국 및 영국이 따라가는 중이다.
우리가 잘 아는 마이크로 소프트 전 회장 "빌 게이츠"씨도 "워런 버핏"과 손을 잡고 차세대 원전 기술 개발에 힘쓰고 있다. 빌 게이츠 씨가 만든 <테라파워>는 2006년에 세워졌으며 현재는 발전소 개발 및 상용화에 몰두하고 있다고 한다.
대부분 나라들의 목표는 2030년 혹은 2050년을 바라보면서 SMR 개발에 한창이다.
●한국은 SMR의 현황이 어떠한가?
놀라운 일이지만 한국의 경우에는 1997년부터 개발을 시작하여 2012년에는 표준설계에 대한 인증까지 모두 마친 상태라고 한다.
그러나 2017년부터 시작한 탈원전 정책이 시작되고 한국에서 원전 산업은 죽어가고 있고 탈원전 기조가 5년째 이어지고 있는 이 시점에서는 원전 관련 기업들은 줄도산의 위기에 처해지고 있다고 한다.
최근 윤석열 당선인이 탈원전 전면 백지화 및 원전 강국을 강조해서 원전 관련 기업들은 별 감흥이 없다는 인터뷰를 했다고 한다. 왜냐하면 지금 원전을 시작한다고 해도 부지 선정 및 물건을 만들고 납품까지 이어지는 데 까지는 까마득한 시간이 걸린다고 한다. (최소 4년이라는 인터뷰 내용이다.) 그렇기에 거의 빈사 사태에 이른 한국의 원전 시장을 금융 지원 등의 정책으로 시급히 살리는 것이 먼저라고 생각이 든다.
★결론: 시간이 지날수록 인류에게 전력 소비량은 더욱 커지고 있다.
세계에 탄소 중립은 이미 외면할 수 없는 문제에 다다랐고 그에 누구라도 동의할 것이다. 그러나 사람들은 그 방법에 대해서는 의견이 분분하다. 친환경 전력이 필요하다는 것은 다들 생각하고는 있지만 현실적이지가 않다.
풍력/태양광/지력/수력/에 대한 친환경 발전이 있지만 기존 화력/원전 대비 지극히 적은 양이기 때문이다.
따라서 탄소 중립을 지키면서 우리에게 필요한 전력을 공급해줄 수 있는 것은 원자력 발전밖에 없다. 이 사실을 다들 외면하고 싶지만 외면할 수가 없는 현실이다.
자동차 사고가 많이 발생한다고 해서 자동차를 없애거나 하지는 않는다. 각종 규제/ 법규 / 자동차 안전 시스템 구축 / 및 각종 기술적 법적 안전장치를 마련하는 것이 인간이 살아오고 발전한 방법이다.
원자력 또한 마찬가지라고 생각이 든다. 우리에게 주어진 과제라고 하면 어떻게 해야 원전의 단점을 줄이고 장점을 부각하는가에 대한 대안이 SMR이라고 생각한다. 비록 우리나라는 탈원전 기조에 의해 많이 퇴보되기는 했지만 이번 정부 정책이 다시 바뀌어서 대규모 투자 및 지원이 뒷받침된다면 다시 도약할 수 있을 것이라고 생각이 든다. 그만한 잠재력을 한국은 가지고 있는 성과와 역사가 있기 때문이다.
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