새 원자력 발전모델, 소형 모듈라 원자로

후쿠시마 원전 사고 이후 원자력 발전

▲ 원자력 발전소 ⓒScienceTimes

미국의 인터넷언론매체인 CNET은 최근 보도를 통해서 후쿠시마 원전 사태 이후 소형 모듈라 원자로(small modular reactors)가 새로운 대안으로 주목받고 있다고 보도하였다.

후쿠시마 원전 사태 이후 일본, 독일 등 많은 나라들이 원전개발 자체를 중단하거나 포기하는 방법을 선택하였다. 하지만 고(高)유가 시대가 도래하면서 영국, 독일, 핀란드 등 유럽 각국에서 다시 원자력 발전을 검토하려는 시도가 일고 있다. MIT 에너지 재정 포럼에 참여한 한 원자력 전문가 역시 “많은 국가들이 원자력에 대해 아직까지 관심을 보이고 있으며, 보다 안전한 신규 원자로 기술에 대한 관심이 높아지고 있다”고 언급한 바 있다. 

하지만 후쿠시마 원전 사태로 인해 원전 사고가 발생하면 유발될 수 있는 피해 규모가 얼마나 심각할 수 있는지를 목격한 세계 각국은 새로이 건설할 원전은 이전보다 더욱 안전적인 형태로 운영하기 위한 다양한 방법을 모색하고 있다.

소형 모듈라 원자로 두각

이러한 과정에서 가장 주목 받고 있는 기술 중 하나가 바로 소형 모듈라 원자로(small modular reactors)이다. 현재 일반적으로 건설되는 원자로의 용량은 1000㎿이지만, 소형 원자로의 용량은 1㎿~330㎿가 일반적이다. 이러한 소형 원자로의 장점은 기존 원자로보다 발열이 덜하고, 외부 전력 공급 없이 자체적인 냉각이 가능하기 때문에 기존 원자로에 비해 안전성이 높다는 점이다. 또한 기존의 원전보다 설치가 용이하고 설치 기간도 짧아 건설 비용이 휠씬 싸다는 점 또한 장점이다. 

CNET 보도에 따르면, 소형 모듈라 원자로(small modular reactors)를 설계할 수 있는 능력을 보유한 회사인 누스캐일 파워(NuScale Power)의 CEO 로렌지니는 “대형 원자로를 대체하여 미국의 100만 가구에 전기를 공급할 수 있으며 모듈화 개념의 각 소형 원자로를 결합하여 기저부하용 발전소와 동일한 용량의 전기를 생산할 수 있다”고 언급해 소형 원자로 기술이 급진전되고 있음을 확인시켜 주었다. 

이미 주요국들은  소형 원자로를 차세대 원자로로 집중 육성하기 위한 방법을 다양하게 모색하고 있다. 스티븐 추 미 에너지부 장관은 “소형 원자로 기술을 적극 장려하겠다”고 적극적인 지지 의사를 표명한 바 있으며, 후쿠시마 원전 사고의 당사자인 일본조차 사고 이후 소형 원자로 활용을 대안으로 고려하고 있다고 월스트리트저널이 보도한 바 있다. 중국도 소형 모듈라 원자로(small, modular reactors)를 후지안성의 장주에 건설할 예정이다.

한국형 소형 원자로 SMART 원자로

▲ 한국형 중소형 원자로 SMART ⓒ한국원자력연구원


국내에서도 소형 원자로의 시장성에 주목하여 일찌감치 관련 기술을 축척해 오고 있었다. 올해 9월 19일부터 23일까지 4일간 오스트리아 비엔나의 국제원자력기구(IAEA) 본부 원형홀에서 열린 IAEA 정기총회 기술전시회에서 국내에서 자체 개발한 중소형 원자로인 SMART 원자로를 출품하여 호평을 받은 바 있다.

SMART(System-integrated Modular Advanced ReacTor)원자로는 한국원자력연구원이 1997년부터 자체적으로 개발해온 원자로로 대형 상용 원전의 10분의 1수준인 ‘소형 원전’이자 주요 기기들이 대형 배관으로 연결된 지금의 상용 원전과 달리 주요 기기를 한 개의 압력용기 안에 설치해 배관이 파단될 사고 가능성을 원천적으로 없앰으로써 안전성을 확보한 환경친화적인 신개념 원자로이다.

SMART 원자로는 이미 지난 해 12월 30일 표준설계인가(SDA)를 교육과학기술부에 신청하는 등 전 세계의 소형 일체형 원자로 가운데서는 가장 앞선 상용화 과정을 진행 중이다. 또한 SMART는 전력만 생산하는 것이 아니라 해수담수화가  동시에 가능하다는 장점을 갖고 있다. SMART 원자로 1기를 설치할 경우 인구 10만명 규모의 도시에 전력(약 9만kW)과 마실 물(하루 4만톤)을 동시에 공급할 수 있다. 

소형 원자로 부분이 후쿠시마 원전 사고로 인해 새로운 원전의 행태로 전 세계적인 주목을 받고 있어 시장성이 점쳐지고 있으며, 국내 자체적으로 소형 원자로를 개발할 수 있는 기술력을 확보하고 있는 상황에서 정부 역시 지난달 18일 소형원자로 기술 개발 사업 수요 조사를 마무리 한 바 있다. 

지식경제부와 한국산업기술평가관리원은 2012년 미래산업선도기술개발사업 과제기획 기술수요조사를 진행하였다. 사실 소형 원자로 산업을 집중 육성하기 위한 시도는 이전에도 있었다. 지식경제부와 한국산업기술평가관리원은 소형 원자로 사업을 미래산업선도기술개발사업으로 지정하기 위해 노력해 왔다.

미래산업선도기술개발사업은 우리나라 미래의 먹을거리를 창출하기 위해 중점 육성할 기술들을 선별하는 사업으로, 초기에는 플렉시블 디스플레이, 뉴로툴, 소형 모듈 원자로, 해양 플랜트, 인쇄전자, 다기능 그래핀 등 6대 기술을 선정하고 사업을 추진했다. 하지만 예비타당성 조사에서 뉴로틀과 그래핀 등과 함께 소형 모듈 원자로가 탈락하였다. 따라서 이번 기술수요조사는 예비타당성 조사 결과로 집중육성 산업부분에서 탈락한 소형원자로 사업을 미래산업선도기술개발사업으로 다시 추진하고자 하는 정부의 의지를 엿볼 수 있는 대목이다.

최근 치솟는 국제 유가, 에너지 위기, 교토 의정서에 따라 온실가스 배출량 감소 등의 이유로 다시 원자력 발전이 주목받고 있는 이때 기술 수요조사 결과에 따라 정부의 소형 원자로 육성 사업이 어떻게 진행될지 주목된다.

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