SMR

소형 원자로는 무엇인가?

맨해튼 프로젝트, 시카고에서 시작된 이 프로젝트는 2차세계대전으로부터 시작되었다. 엄청난 에너지를 무기화 한다에 목적이 있었지만 지금은 그 목적이 다르다. 엄청난 에너지를 우리가 쓰는 에너지로 바꿔 사용한다에 의미가 있다. 인간은 점점 개체수가 늘어나고 수명이 긴만큼 죽질 않는다. 결국 과포화 상태가 오는것이다. 그러한 포화상태에서 에너지는 언제나 부족하기 마련이다. 지금 일상을보라 예전엔 1200원하던 기름값은 어느순간 2000원을 넘겼다. 수요와 공급의 불균형이 만들어낸 결과이다. 우리는 언제나 엄청난 에너지가 필요하고 우리가 납득하기엔 언제나 부족하다. 보통 원자로라고 할때에는 핵분열의 연쇄작용과 그 통제에 있다, 임계점을 넘기면 무서운 핵폭탄이 되어버리지만 통제를 통하여 더 효율적이고 안전하고 높은 출력을 기대하는것이다. 하지만 그런 통제를 하기위해선 많은 양의 자원이 필요하다. 엄청난 양의 냉각수를 위하여 바다에만 설치해야하고 위험한 시설이기에 안전한 시설을 유지하기위해 유지보수 작업도 필수이다. 그리하여 인류는 소형원자로에 필요성을 절실히 느낀다. 소형원자로의 장점은 안전성이 높고 보다 크기가 작기때문에 제작기간이 짧다. 또한 용량규모도 수요에 맞게 조정 가능하다. 제일 좋은 장점은 어디에나 설치가 가능하다는 것이다. 보통 500MW이하의 원자로를 소형이라고 명칭한다.

 

SMR의 역사

기존의 원자력 발전은 오래전부터 연구되었지만 SMR은 1980년대부터 개발이 시작되었다. 개발이 오래전부터 계획되었지만 실제 건설되어 운영된 원자로는 없다. 현재 개발 중인 원자로 기술은 경수로가 주력노형이지만 가스냉각로 고속로 등을 망라하고있다. 우리는 흔히 원자로하면 미국을 생각하지만 러시아도 다양한 소형원자로를 개발하고 있다. SMR형 원자로는 항공모함,잠수함,쇄빙선 등의 선박 추진동력용으로 운용도 되고있다. 우리나라 같은경우 1997년 개발에 착수하여 2012년 세계최초로 SMR형 원자로 표준설계 인허가를 규제기관으로부터 획득 하였다. 미국같은경우 45~50MW급 가압경수형 일체형 원자로로 정부와 협상중에 있다고 한다.

SMR...왜 해야하는가?

SMR은 기존의 대형 원자로와 비교된다. 고유안전기술과 신기술의 집약체로 안전성과 신뢰성이 기존 원자로보다 높다. 공장에서 완전 조립,제작하여 현장에 설치하기만 하면 되므로 공사기간이 매우 짧다. 소요 부지가 적어서 건설비용도 저렴하다. 모듈형으로되어있어 언제든지 규모를 키우기도 적게할수도 있다는 장점이있다. 어디에든 설치가 가능하여 땅의 제약을 안받는것도 가장 큰 장점이라고 할수있겠다.(허나 이 장점은 우리나라에선 통하기 힘들다. 그 이유는 산이 너무 많기 때문이다. 또한 가용할 땅이 많지않아서 입지선정의 어려움이 우려된다는 전문가의 의견이다.) 보는바와 같이 SMR은 기존의 대형원자로를 대체할 수 있는 좋은 장점을 많이 가지고 있다. 하지만 여기엔 우리가 아직 풀지 못한 숙제도 존제한다.

 

SMR의 단점

소형 모듈은 시스템상 작게 설계할 수 밖에 없다. 물론 지금부터 나오는 단점은 기존의 원자로에도 나타나는 단점이지만 소형원자로의 목적은 어디든 세워 전력난을 없애자에 있으니 이것은 곳 단점이 많이 퍼진다고 볼수도 있다.

첫쨰로 증기온도가 기존 원자로보다 낮아서 발전효율이 낮다. 대형원자로같은 경우 들어가는 양이 많아 열생성이 많은 반면 소형원자로는 상대적으로 적은 수의 핵연료가 들어가기 때문이다. 둘째, 발전효율이 낮아 발전량이 매우 적은편이다. 셋쨰, 나온 핵폐기물의 거처이다. 핵폐기물은 아직도 우리가 살고있는 세상에선 골치거리다. 허나 소형원자로는 전국 각지에 설치할 수 있어 핵폐기물이 전보다 더 많이 나올것으로 예상된다. 넷째, 가동비용이다. 얼핏들으면 왜 더 작은데 가동비용이 문제가 될까 생각할수도 있지만 앞서 말한거와 같이 소형원자로는 전국 어디든 설치가 가능하기 때문에 전체 원자로의 용량보다 전체 SMR합친것이 클것으로 예상된다. 또한 아무리 규모가 작더라고 건설비용은 발전효율대비 작은 것은 아니다. 소형원자로는 출력규모가 100MW짜리라면 1조원정도의 예산이 들어간다. 허나 기존 원자로는 1000MW에 3~4조원이다. 거시적인 관점으로 봤을땐 아직 일반 원자력 발전소가 우위에 있다는것은 사실이다.

 

앞으로의 계획

요즘들어 전세계적으로 2050 탄소중립을 선언하며 탄소가 나오는 발전,화력발전을 중단하며 탄소배출을 하지않는 원자력발전에 대한 생각이 많아졌다. 이미 SMR의 가능성을 느끼고 빌게이츠나 워렌버핏같은 사람들은 관련회사에 막대한 자금을 투자중이다. 하지만 우리나라는 어떠한가? 친환경 에너지에서 소외받던 원자력발전이 이번년도부터 일어나는 느낌이다. 한국 스마트원전은 이제부터 시작인거다. 우리나라는 원전기술에 있어서 세계적인 기술을 다량으로 보유하고 있다. 미국의 경우 우리나라 원전기술을 알아보고 적극적인 협력을 통해 양국의 원자력발전 사업의 우상향을 그리고 있다. 또한 원자력사업의 수출도 증대하고 있는 중이다. 이제 우리가 보여줄 차례이다. 세계는 보다 빠른속도로 원자력 발전의 가능성에 다가가고 있다. 그에 뒤떨어진다는 것은 결국 세계의 발검음에 뒤쳐진다고 볼수있기에 우린 가지고 있는 칼을 보다 날카롭게 유지할 필요가 있다고 본다.