모든 발전소는 거대하다. 전 국토에 에너지를 골고루 공급해야 하기에 규모적으로 클 수밖에 없다. 그중에서도 원자력 발전소는 크기와 구조로 인해 더 압도적인 느낌이 받게 된다. 한국은 원자력의 나라이다. 장기간 쌓은 경험으로 제조 기술과 운영 능력에 있어 전 세계적으로 인정 받고 있다.
총 전력생산량 중 17%를 원자력에서 얻고 있는데, 이는 1위인 석탄(20%)에 버금가는 비율이다. 그럼에도 더 이상 추가 건립이 어려운 것은 국토도 좁고 친환경이 아닌 태생적 한계 때문이다. 나아갈 수도 포기할 수도 없는 와중에 주목을 받고 있는 것이 ‘SMR‘이다.
SMR의 세계에 오신 것을 환영합니다.
looks_oneSMR 원전을 아시나요? – 빌 게이츠가 설립한 기업 TerraPower(테라파워)의 ‘소형 모듈 원자로(SMR; Small Modular Reactor)’를 가리킨다. 기존 원자로처럼 경수나 중수 등의 물이 아니라 나트륨을 냉각재로 쓴다고 해서 ‘나트륨’이란 이름이 붙었다. 기존의 대형 원자력 발전소에서 쓰는 원자로를 아주 단순화한 구조로 비용이 저렴하고 대형보다 안전하다.
● Small(소형) – 전통적인 원자력 발전소보다 물리적으로 규모가 훨씬 작음.
SMR은 기존 원자로보다 훨씬 적은 토지 공간을 차지하며, 이는 다른 형태의 재생 에너지와 비교해도 마찬가지다. 예를 들어 1000MWe 전력을 생성한다고 가졍했을 때 SMR 발전소는 다른 재생 에너지 발전소(예: 바이오매스, 풍력, 태양광 또는 수력)에 비해 토지 사용량이 1% 미만이다.
● Modular(모듈형) – 시스템과 구성 요소를 공장에서 제작하고 조립한 다음 운영 현장으로 운반하여 설치가 가능한 장치로 만들 수 있음.
이러한 접근 방식은 기존 플랜트에 비해 제작 및 건설 비용의 절감 효과가 크다. 레고처럼 확장 가능하여, 단일 유닛 원자로를 플랜트 간 또는 플랜트 내부에 연결하여 에너지 수요에 따라 더 높은 용량 출력을 얻을 수 있다. 발전소는 현장마다 여러 개의 원자로 유닛을 보유할 수 있고, 전력 수요가 증가하면 추가 설치가 가능한 것이다.
● Reactor(원자로) – 핵분열을 이용해 열을 발생시키고, 이 열을 이용해 에너지(보통 전기의 형태를 생산함.
INEA(International Atomic Energy Agency, 국제원자력기구)는 소형 모듈형 원자로(SMR)를 300MW(e)(대형 발전소에 1/3 수준)의 저탄소 전력을 출력하는 첨단 원자로로 정의한다.
looks_twoSMR은 왜 꿈의 원전일까? – 나트륨 원자로는 핵 이외의 메커니즘과 전기 및 기타 장비들이 하나의 구조 안에 모두 들어간 상태로 수조(물탱크) 안에서 작동한다. 행여 사고가 나더라도 원자로 주변의 물로 바로 식힐 수 있어서 안전성이 뛰어나다.
물보다 무겁고 ‘소듐’이라고 불리는 액체 상태 나트륨을 냉각재로 사용하다 보니, 중성자의 속도가 줄어들지 않아 천연 우라늄인 ‘우라늄238’도 연료로 쓸 수 있다. 또 우리가 언론에서 자주 듣게 되는 폐연료봉(원전에서 나오는 폐기물)을 다시 연료로 쓸 수 있어, 핵연료의 활용 비율을 60배나 높이고 폐기물의 양과 독성은 획기적으로 줄일 수 있다. ‘제4세대 원전’ 혹은 ‘꿈의 원전’으로 불리는 이유다.
한국은 세계 최초로 소형 원자로를 개발한 국가다. 1997년에 개발을 시작했던 ‘스마트(SMART)’라는 이름의 이 SMR은 2012년 세계 최초로 표준설계인가도 받았다. 그러나 탈원전 정책으로 기술 발전이 주춤한 상태이다.
탈원전은 시대적 사명이다. 여러분은 현재 핵폐기물이 어디에 보관되고 있는지 아는가? 대부분 모를 것이다. 현재 우리나라는 핵폐기물 보관 장소가 없다. 여러 번 설치를 진행하였으나 부지 주변 주민들 반대로 무산되었다. 그렇다면 어디에 보관하고 있을까? 정답은 발전소 옆이다. 그냥 어쩔 수 없이 쌓아두고 있는 상태이다. 최악은 점점 수용 한계점이 다가오고 있으며, 포화 상태가 되어도 답이 없다는 점이다.
그래서 SMR은 신재생 에너지가 완벽하게 자리를 잡을 때까지 원전 사용을 피할 수 없다면 선택할 수 있는 대안(단, 폐기물이 적다는 전제/더 많을 수 있다는 연구 자료도 있음)이라고 판단하는 사람이 많다. 여러분의 생각은 어떠한가?