원전산업 부활 중심에 '차세대 SMR' 있다

노후 원전 운영 연장 해법으로 '차세대 SMR' 부상

대형원전 가장 큰 단점인 운영 중 사고 위험성 해결...구축 비용·시간도 절감

미국·프랑스·영국 등 대규모 예산 투입해 SMR 연구...2029년 상용화 목표

뉴스케일파워 SMR 플랜트 가상 조감도 [사진=두산에너빌리티]

소형모듈원자로(SMR)는 윤석열 대통령이 공약으로 내세운 '원전강국' 실현을 위한 핵심 기술 가운데 하나로 꼽힌다. 

1일 과학계에 따르면 윤 정부가 내세운 2030년 원자력 발전 비중 30~35%는 새 원자력 발전소 건설 없이 간신히 달성할 수 있는 수치다. 한국원자력학회에 따르면 2025년 착공하는 신한울 3~4호기와 부지를 확정한 신한울 5호기만 추가로 건설하고 8년 내로 설계수명이 다할 원전 10기를 계속 운전하면 37% 비중을 달성할 수 있다.

설계수명이란 발전소의 안전과 성능기준을 만족하면서 운전할 수 있는 최소한의 기간으로, 이를 넘어서더라도 당장 안전에 문제가 생기는 것은 아니다. 원전 업계 관계자는 "설계수명이 다하지 않은 원전도 안전상 결함이 생기면 가동을 중단해야 하고, 설계수명을 넘긴 원전이라도 안전에 문제가 없다면 굳이 큰 비용을 내고 정지할 필요가 없다"고 설명했다.

하지만 설계수명을 넘긴 원전을 계속 운영하는 것은 아무리 윤 정부가 원전강국을 강조하더라도 여론에 부담으로 작용할 수밖에 없다. 

이러한 정부와 업계의 고민을 해결할 수 있는 기술이 '혁신형 소형모듈원자로(i-SMR)', 이른바 '차세대 SMR'이다.

SMR는 기존 원전보다 발전 용량과 크기를 300MW(메가와트)급 이하로 크게 줄인 소형 원자로로, 기존에는 전력 수급이 어려운 오지에 전기를 공급하기 위해 연구하고 있었다.

원자력 업계에 따르면 기존 1000~1400MW(메가와트)급 대형원전을 지으려면 5조~10조원의 비용이 들고 건설 기간도 4~5년이 필요하다. 반면 100MW급 SMR를 짓는 데 필요한 비용은 1조원 수준이며 건설 기간도 2년 내외에 불과하다. 이는 모듈이라는 이름에 맞게 공장에서 개별 부품을 생산하고 현장에서 조립하는 형태로 규격화함으로써 구축에 들어가는 비용·시간을 절감할 수 있기에 가능한 일이다. 건설 기간이 짧은 만큼 전력 수요에도 한층 유연하게 대처할 수 있다.

또한 SMR는 원자로·증기발생기·가압기 같은 핵심 장비가 하나로 통합되어 있어서 장비를 연결하는 배관에서 방사선이 유출될 우려가 있는 대형원전과 달리 사고 위험성이 적다. 이에 원전의 단점으로 지적받는 운영 중 천재지변이나 인재에 따른 사고 위험성을 해결할 수 있는 기술로 전 세계의 주목을 받고 있다.

기존 대형원전은 많은 냉각수 풀을 확보하기 위해 해안이나 강가에만 둘 수 있었지만, SMR는 이런 많은 양의 냉각수가 필요 없어 산간 지역 등 다양한 지역에도 설치할 수 있다. 발전량이 적다는 문제가 있지만, 이는 다수의 SMR를 건설함으로써 해결할 수 있을 것으로 보고 있다.

다만 한국을 포함해 대부분의 국가는 적어도 2030년은 되어야 SMR를 상용화할 수 있을 것으로 보고 있다. 조기 상용화에 성공한 국가가 글로벌 SMR 시장을 선점할 수 있는 만큼 미국, 유럽연합, 러시아, 중국, 일본 등 전 세계 주요 국가가 수조원대 예산을 투입해 차세대 SMR 기술 개발에 속도를 내고 있다.

원자력 업계에선 전 세계에서 가장 앞선 SMR 기술을 가진 국가로 미국을 꼽았다. 미국 에너지부는 지난 2012년부터 SMR 인허가 기술지원 프로그램을 수행하고 있고, 바이든 정부는 취임 후 SMR 기술 개발에 7년간 32억 달러(약 4조원)를 투자하기로 했다. SMR 관련 규제도 모두 풀었다. 이를 토대로 미국의 뉴스케일파워가 개발한 SMR 기반 발전소는 오는 2029년 미국 아이다호주에서 운영을 시작할 예정이다.

프랑스는 마크롱 대통령이 직접 '프랑스 2030'이라는 대규모 투자계획을 발표하며 SMR를 포함한 원자력 산업에 10억 유로(약 1조3300억원)를 투자하기로 했고, 영국도 SMR 상용화를 위해 3억8500만 파운드(약 6000억원)를 투입한다.