소형 원전 시장, 2040년 3000억달러 규모 성장할 것 VS 가성비 낮고 환경문제 여전 [카테고리 설정이 아직되어 있지 않습니다.] 8일(현지 시각) 지속가능성 미디어 서스테이너블 뷰(Sustainable Views)가 2024년 SMR(소형 모듈형 원전)이 글로벌 원자력 시장에서 크게 성장할 것이라고 전망했다. 반면 그린피스 등 환경단체는 SMR 개발이 비용이 많이 들며 방사성폐기물 처리 문제에서 자유롭지 않다고 지적했다.
원자력 발전소 / 픽사베이
SMR, 대형 원전에 비해 입지, 비용, 냉각 면에서 유리…
2040년까지 시장 규모 약 400조 성장할 것
SMR은 단일 용기에 냉각재 펌프를 비롯한 원자로, 증기발생기, 가압기 등 주요 기기를 모두 담아 일체화시킨 원자로로, 전기 출력 300MW 이하의 전략 생산이 가능하다. 2011년 후쿠시마 원전 사고 이후 대형 원전의 위험성에 대한 우려가 커지면서 글로벌 SMR 시장이 확대되는 추세다. 컨설팅기업 삼정 KMPG는 ‘미래 에너지 시장의 올라운더(All-rounder)를 꿈꾸는 SMR’ 보고서에서 SMR 시장이 2040년까지 3000억달러(약 393조7500억원) 규모로 성장할 것이라고 전망한 바 있다.
그간 원자력 발전은 탄소 중립이라는 장점에도 불구하고 방사능 유출 가능성과 높은 개발 비용 때문에 재생에너지에 비해 주목받지 못했다. 그러나 국제에너지기구(IEA)는 원자력이 글로벌 전력 생산량의 약 10%를 차지하고 있으며, 이는 SMR 발전소 확대에 따라 더욱 증가할 것이라고 밝혔다.
IEA는 ‘2050년 넷제로 시나리오(Net Zero Emissions by 2050 Scenario)’에서 원자력 발전 용량이 2022년 초 413GW에서 2050년 812GW로 두 배 증가할 것이며, 2050년 배출량 감축의 절반은 아직 상용화 전인 SMR 등 신기술이 견인할 것이라고 예측한 바 있다.
실제로 SMR은 대형 원전에 비해 여러 면에서 유리하다. 일단 원자로를 비롯한 기자재의 크기가 작아 차량 이동 및 조립이 용이하다. 공사 기간도 대형 원전에 절반 수준이다. 입지 선정도 자유롭다. 기존의 대형 원전은 가열된 원자로를 식히기 위한 냉각수가 필수이기에 해안이나 강가 등 물을 대량으로 사용할 수 있는 곳에 설치된다.
그러나 SMR은 자연 대류 현상을 이용한 자연순환 방식이나 공기를 이용한 수동 냉각이 가능해 다양한 곳에 설치할 수 있다. 해안이나 도서 지역 등 고립된 지역을 위한 발전원으로 활용할 수 있다는 의미다.
원자력 업계에 따르면, SMR은 대형 원자로 대비 연료 사용 효율도 높다. 국제원자력기구(IAEA)는 “SMR 기반 발전소의 충전 주기는 3~7년으로 기존 발전소의 1~2년에 비해 빈도수가 적은 편”, “일부 SMR은 연료 보급 없이 최대 30년 동안 작동할 수 있도록 설계됐다”고 주장했다.
SMR 시장, 중국이 선두… 미국, 유럽 등도 산업 육성에 박차
전 세계 SMR 시장은 빠르게 성장하고 있다. 선두 국가는 중국이다. 2023년 12월 선둥성에 건설한 200MW급 고온가스 냉각로(HTGR) 원전이 시운전을 마치고 정식가동(상업운전)을 시작한 것이다. HTGR은 국제적으로 인정받는 4세대 첨단기술 SMR의 일종이다. 서스테이너블 뷰에 따르면, 2022년 기준 중국은 15기의 SMR을 건설 중에 있다.
미국도 2050년까지 SMR을 포함, 원자력 발전 용량을 200GW 추가할 계획이다. 미국 에너지부는 차세대 원전 용량 확대를 위해 1억6천만달러(약 2099억원)를 지원하고 있으며, 인플레이션 감소법(IRA)에 따라 신규 원전 건설의 자금 조달 비용 30%를 세액 공제 혜택으로 환급해주고 있다.
유럽연합(EU)도 올해 초 SMR 관련 산업 연합을 출범시킬 계획이다. 2023년 유럽위원회는 SMR 안정성 연구에 1500만유로(약 215억원)의 기금을 조성한 바 있다.
영국 정부는 2050년까지 24GW 원자력 공급 목표를 수립, SMR 개발자에 최대 200파운드의 자금을 지원하고 있다. EDF, 히타치, 롤스로이스 등의 SMR 사업계획안이 2023년 10월 최종 선정된 바 있다.
가성비 낮고 기존 원전 위험성 해결 못할 것… 회의적 시각도
여러 장점에도 불구하고 SMR 효용성에 대한 전문가들의 의견은 분분하다. SMR 또한 방사선 유출 가능성이라는 원자력의 근본적인 문제를 내포하고 있기 때문이다.
2022년 11월 미국 아르곤 국립연구소(Argonne National Laboratory)와 아이다호(Idaho National Laboratory) 국립연구소는 SMR은 기존 원자로에 비해 핵 폐기물을 줄일 수 있다고 밝혔다. 반면 같은 해 5월 스탠포드 연구진은 SMR 설계 방식이 기존 원자로에 비해 방사성 폐기물 양을 2~30배까지 증가시킬 수 있다는 연구 결과를 발표했다.
영국 그린피스의 수석 과학자인 더그 파(Doug Parr)는 “SMR 개발자들은 소형 원전의 광범위한 배치를 원하고 있다. 이는 방사성폐기물의 위험성 또한 넓은 지역에 분산된다는 뜻”이라고 경고했다.
높은 비용 문제도 제기됐다. 브리티시 컬럼비아 대학교 물리학 교수 MV 라바나(MV Ramana)는 “소형 원자로는 규모의 경제를 충족하지 못하기 때문에 메가와트당 기준으로 볼 때 대형 원자로보다 발전 비용이 더 비싸다”고 주장했다.
2023년 11월 미국 유타주 전력 시스템(Utah Associated Municipal Power Systems)의 SMR 건설 프로젝트가 취소되었는데, 그 이유 또한 전력 단위당 건설 비용이 너무 높았기 때문이라는 것이다. 라마나 교수에 따르면 해당 프로젝트의 KW당 발전 비용은 2만달러(약 2624만원)로, 국제재생에너지기구(IRENA)가 산정한 2022년 북미 육상 풍력 1KW 발전 평균 비용 1285달러(약 168만원)의 10배가 넘는다.
서스테이너블 뷰는 국제적으로 많은 관심을 받고 있는 SMR이 과연 2024년 원전 시장을 주도할 수 있을지 지켜볼 필요가 있다고 논평했다.
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