1950년대 미국, 구소련, 영국 등에서 상용원전 가동을 시작한 이래 지난 반세기동안 원자력발전은 대용량, 고출력을 추구해왔다. 그러나 최근 막대한 건설비용과 송·배전 시설 구축이 어려워 대형 원전이 부적합한 국가들을 중심으로 중소형 원전에 대한 관심이 높아지고 있다.

중소형 원전은 대형 원전 중심의 세계 원전 시장에서 틈새 시장을 공략할 수 있을 것으로 전망되면서 시장 선점을 위한 각 국들의 경쟁도 치열해지고 있다.

2050년까지 350조원 시장 열려

미국 시장조사 업체인 내비건트 리서치(Navigant Research) 보고서에 따르면, 중소형 원전의 예상 수요는 2030년까지 18.2GWe로 예상된다. 이는 향후 15년간 100MWe 중소형 원자로를 매년 10여기 이상씩 건설하는 수준으로, 2050년까지 500~1000기 이상 세워져 350조원대 시장이 열릴 것으로 전망된다.

중소형원전의 잠재고객은 원자력 발전을 희망하지만 경제적, 지리적 이유로 대형 원전을 도입할 수 없는 나라들이다. 경제규모가 작아 1기당 건설비가 3조원이 넘는 대형 원전건설에 부담을 느끼는 개발도상국가, 넓은 국토에 인구밀도가 낮은 인구 분산지형 국가, 소규모 전력망을 갖춘 국가 등은 1기의 대형 원전보다 다수의 중소형 원전을 분산해 구축하는 것에 큰 매력을 느낀다.

기존의 소형 발전소 노후화에 따른 대체수요도 높을 것으로 전망된다. 현재 전 세계 발전소의 96.5%는 300MWe 이하 규모의 소형 발전소이며, 그중 30년 이상 운전한 화력 발전소는 1만 8000여기에 달한다. 특히 석유, 석탄, 가스 등을 연료로 사용하는 화력발전소는 이산화탄소를 대량으로 배출시켜 지구온난화의 주범으로 손꼽히기 때문에, 이산화탄소 배출이 거의 없는 중소형 원전이 대체 발전으로 주목받고 있다.

이 때문에 미국, 러시아, 중국, 프랑스 등 주요 원자력선도국들이 앞 다퉈 자기 나라가 개발한 독자모델을 앞세워 중소형 원자로기술개발에 힘쓰고 있다. 미국 에너지부(DOE)는 2022년까지 상업운전을 목표로 중소형 원자로 개발에 4억5200만달러를 투입하기로 결정했다. 아르헨티나는 소형 일체형원자로의 원형로를 건설 중이며, 후속 단계로 10만~20만㎾짜리 원자로를 건설한다는 계획이다. 중국 러시아 프랑스 등 10여개국 역시 중소형 원전을 개발 중이다.

순수 국내 기술로 개발한 ‘SMART’

우리 정부에서는 1997년 중소형 원자로 시장의 성공 가능성에 주목해 SMART 연구개발을 시작한 이래 지난 20년 가까운 세월동안 연구비 3477억원을 투입해 기술개발을 완료했다.

SMART는 출력은 대형원전(1000㎿ 이상)의 10분의 1이지만 원자로 주요계통 기기를 압력용기 하나에 배치해 안전성을 10배 이상 높인 일체형 원자로다.

전력 생산뿐 아니라 해수담수화, 지역난방 및 산업체 열 공급 등 다목적으로 활용이 가능하다.

SMART를 원자로에서 발생한 열로 바닷물을 끓여 전기를 생산하고 일부 증기는 냉각해 담수를 만드는 해수담수화용으로 건설하면 인구 10만명인 도시가 사용할 수 있는 90MWe의 전기와 함께 하루 담수 4만t을 생산할 수 있다.

또 건설기간이 36개월 정도로 한국형표준원전(APR 1400, 58개월)보다 짧고 건설비용도 대형원전의 5분의 1 정도로 저렴하다.

중동 수출 발판삼아 세계 원자로 시장 선점 노려

우리 정부는 지난 3월 3일 사우디아라비아와 '한-사우디 SMART 파트너십 및 공동 인력양성을 위한 양해각서(MOU)'를 체결했다.

이번 협력은 우리나라 중소형 원자로 수출 확대의 중요한 발판이 될 것으로 기대된다. 협약에는 3년간 양국의 공동(한국 3000만달러, 사우디 1억달러) 투자를 통한 상세설계 진행, 사우디 내 2기 시범원자로 건설(사우디 단독 재원) 뿐만 아니라 제3국 공동 수출 추진 내용까지 담겼기 때문이다. 2조원대의 수출과 고용창출 효과는 물론 앞으로 중동 및 동남아 관심국가로의 추가 수출도 기대된다.

최순 한국원자력연구원 소형원자로개발단장은 “대형 원전과 달리 중소형 원전 시장에서는 한국의 경쟁력이 매우 높다”며 “사우디아라비아 정부가 한국 미국 중국의 중소형 원자로를 모두 비교한 뒤 스마트를 최종 선택한 것이 이를 증명한다”고 설명했다.

원자력연구원은 올 여름 사우디와 구체적인 협약서를 작성하고, 연내 상세설계를 시작한다.

최 소장은 “중동 및 북아프리카, 개발도상국 등 지리적, 경제적 여건이 어려운 국가를 중심으로 중소형에 대한 관심이 커지고 있고, 30년 이상 운전한 노후 화력발전소가 늘어나면서 조기 건설에 유리한 중소형 원자로 시장수요가 커질 것으로 전망된다”며 SMART의 성장가능성을 자신했다.

이어 “SMART 수출 확대로 직접적 수익은 물론, 국내 원전 소재산업 육성, 일자리 창출 등 원자력산업 인프라를 확대할 수 있도록 수출 산업화에 박차를 가하겠다”고 강조했다.