소형모듈원전(SMR), 탄소중립을 위한 청정 에너지원

최근 지구온난화의 급격한 증가로 인해 탄소중립을 위한 긴급한 필요성이 대두되고 있습니다. 탄소중립을 달성하려면 화석연료를 대체할 수 있는 청정한 에너지원의 개발이 필수적입니다. 이에 대한 대안으로 소형모듈원전(SMR)이 주목받고 있으며, 그 중요성은 더욱 커지고 있습니다.

출처: 산업통상자원부

소형모듈원전(SMR)

SMR은 전기출력 300 MWe 이하의 소형 원자로를 지칭합니다. 이는 대형 원전보다 훨씬 작은 규모를 갖추고 있으며, 공장 제작이 가능하여 건설 기간이 단축되고 안전성이 높은 특징을 지니고 있습니다. 크기가 작아 이동 및 조립이 용이하며, 공장 제작이 가능해 건설 기간이 짧고 안전성이 높습니다. 또한, 피동안전(Passive Safety) 개념을 도입하여 외부 전원이나 복잡한 제어시스템 없이도 사고에 대비할 수 있습니다.

 

소형모듈원전(SMR) 장점과 단점

장점으로는 탄소중립을 위한 청정 에너지원으로 활용 가능하며, 대형 원전에 비해 안전성이 높고 건설 기간이 짧습니다. 그러나 아직은 개발 초기 단계에 있어 비용이 높고 폐기물 처리 문제에 대한 과제가 있습니다.

 

장점:

1. 탄소중립을 위한 청정 에너지원으로 활용 가능: SMR은 우리가 직면한 지구온난화와 탄소배출의 문제에 대한 해결책으로 탄소중립을 위한 청정한 에너지원으로 강력한 잠재력을 지니고 있습니다. 화석연료를 사용하지 않으며, 원전에서 발생하는 온실가스 배출을 효과적으로 줄일 수 있어 지구 환경에 긍정적인 영향을 끼칩니다.

 

2. 대형 원전에 비해 안전성이 높음: SMR은 피동안전(Passive Safety) 개념을 도입하여 안전성을 높였습니다. 이는 외부 전원이나 복잡한 제어시스템 없이도 사고에 대비할 수 있는 특징을 의미합니다. 크기가 작아 건물의 열효과와 같은 사고를 효과적으로 제어할 수 있어 대형 원전에 비해 안전성이 뛰어나다고 평가되고 있습니다.

 

3. 건설 기간이 짧음: SMR은 모듈 단위로 공장에서 제작되어 현장에서 조립하는 방식을 채택하고 있습니다. 이로써 대형 원전에 비해 건설 기간이 상당히 단축됩니다. 이는 에너지 공급의 신속한 구현을 가능케 하며 긴 기간의 공사로 인한 환경 영향을 최소화할 수 있습니다.

 

단점:

1. 아직 개발 초기 단계: 현재 SMR은 기술적으로 유망한 전망을 가지고 있지만, 여전히 상용화에 도달하지 못한 초기 단계에 위치하고 있습니다. 이로 인해 안정성 및 성능 향상이 필요하며, 시장 진입에 관한 여러 기술적, 경제적, 정책적 문제들이 존재합니다.

 

2. 비용 높음: SMR의 개발, 설계, 및 건설에는 높은 비용이 따르고 있습니다. 현재로서는 대형 원전과 비교했을 때 경제적으로 유리한 모습을 보이지 못하고 있어, 향후 경제적 효율성 향상이 필요합니다.

 

3. 폐기물 처리 문제: 원자력 발전의 공통된 문제 중 하나로 SMR도 폐기물 처리에 대한 적절한 방안을 찾아야 하는 과제가 있습니다. 폐기물의 안전한 처리 및 보관은 확보되어야만 긍정적인 환경적 영향을 유지할 수 있습니다.

 

소형모듈원전(SMR) 활용분야

SMR은 다양한 분야에서 활용 가능한 잠재력을 가지고 있습니다. 탄소중립을 위한 청정 에너지원으로 활용될 수 있으며, 에너지 안보를 강화하고 지역 분산 전원을 확보하는 데에도 기여할 수 있습니다.

 

1. 탄소중립을 위한 청정 에너지원으로 활용: SMR은 온실가스를 거의 배출하지 않는 청정한 에너지 소스로서 탄소중립을 달성하는 데 기여할 수 있습니다. 화석연료를 사용하지 않기 때문에, 전력 생산과 동시에 대기 중 이산화탄소 배출을 크게 줄일 수 있어, 기후변화 대응에 효과적인 해결책으로 적용될 수 있습니다.

 

2. 에너지 안보 강화: SMR은 안정적이고 신뢰성 있는 전력을 공급함으로써 에너지 안보를 강화하는 데 기여할 수 있습니다. 특히, 전력 네트워크에 안정성을 제공하면서도 대형 원전에 비해 상대적으로 입지 제약이 적어 에너지 생산 및 공급을 다양화하는 데 효과적입니다.

 

3. 지역 분산 전원 확보: SMR은 소규모이면서도 다수를 분산 배치할 수 있기 때문에 지역 분산 전원을 확보하는 데 기여할 수 있습니다. 특히, 소규모 원전을 지역 사회에 분산 배치함으로써 전력의 지역적인 의존성을 줄이고 지역사회에 경제적 이익을 제공할 수 있습니다. 또한, 긴급 상황 시 특정 지역에 안정적인 전력을 지속적으로 공급할 수 있어 지역의 에너지 독립성을 강화할 수 있습니다.

 

4. 산업용 열 및 열원으로 활용: SMR은 전력 생산 뿐만 아니라 고온 열을 생성하는 데에도 활용될 수 있습니다. 이러한 열은 산업적인 고온 공정에 사용될 수 있어, 다양한 산업 분야에서 열원으로서의 활용 가능성을 제공합니다. 이는 에너지의 효율적인 다중 활용을 통해 에너지 생산의 효율성을 향상시키는 기회를 제공합니다.

 

5. 해안도시 및 원격 지역에 대한 에너지 솔루션: SMR은 크기가 작고 상대적으로 이동이 용이하므로 해안도시나 원격 지역에서의 에너지 수급 문제에 대한 솔루션으로 적합합니다. 건설과 운영에 있어서 상대적으로 덜 복잡하며, 해당 지역의 에너지 수요를 신속하게 충족시킬 수 있습니다.

 

소형모듈원전(SMR) 전망

전 세계적으로 다양한 국가에서 SMR 개발 및 상용화를 추진하고 있는 가운데, 한국 또한 2030년까지 SMR 10기 수출을 목표로 하고 있습니다. SMR이 상용화되면 탄소중립 달성과 에너지 안보 강화에 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다.

 

1. 국제적인 SMR 개발 및 상용화 추진: 현재, 세계 각국은 지속가능한 에너지 소스를 확보하기 위한 노력의 일환으로 SMR의 개발과 상용화를 적극적으로 추진하고 있습니다. 미국, 중국, 캐나다, 영국 등 다양한 국가에서 SMR 프로젝트에 투자하고 있으며, 국제적인 협력과 경쟁이 고조되고 있습니다. 특히, 이러한 국가들 간의 협력은 기술 개발과 안전성 강화에 긍정적인 영향을 미치고 있습니다.

 

2. 한국의 SMR 개발 및 수출 목표: 한국도 SMR 분야에서 적극적으로 움직이고 있습니다. 한국은 2030년까지 SMR 10기를 해외에 수출하는 것을 목표로 세우고 있습니다. 이는 국내 기술력을 해외 시장에 확장하고, 에너지 산업에서의 경쟁력을 강화하기 위한 전략의 일환이며, 이를 통해 국내 경제에도 긍정적인 파급효과를 가져올 것으로 기대됩니다.

 

3. 상용화의 기여: SMR이 상용화되면, 전 세계적으로 탄소중립 달성과 에너지 안보를 강화하는 데 큰 기여를 할 것으로 예상됩니다. 특히, 이러한 소형 모듈화 된 원전은 에너지의 지속 가능성을 높이고, 전력 공급의 안정성을 향상시켜 지구 환경 및 에너지 안보에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

 

4. 글로벌 에너지 패러다임 변화: SMR의 성공적인 상용화는 전 세계적으로 에너지 패러다임을 변화시킬 수 있습니다. 기존 대형 원전 중심의 에너지 생산 구조에서 소형, 분산형 SMR 중심의 구조로 전환됨으로써 에너지 공급의 유연성이 높아지게 될 것입니다. 이러한 변화는 지속가능한 에너지 발전 및 탄소중립의 방향으로 세계적인 에너지 산업을 이끌어 나갈 것으로 기대됩니다.

 

5. 기술적인 도전과 극복: 상용화에는 여전히 기술적인 도전들이 많이 존재합니다. 안전성 강화, 경제성 확보, 폐기물 처리 문제 등이 이에 속합니다. 그러나 국제적인 협력과 지속적인 연구 개발 노력을 통해 이러한 도전들을 극복할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.

 

6. 에너지 산업의 지속 가능성 강조: SMR의 성공적인 상용화는 에너지 산업에서 지속 가능성을 강조하며, 국제사회가 온실가스 감축과 지속가능한 발전에 더욱 집중하도록 유도할 것입니다. 이는 미래 세대를 위한 지구환경과 에너지 안보를 고려한 긍정적인 전망을 제시할 것입니다.

 

소형모듈원전(SMR)의 상용화를 위한 과제

SMR의 경제성 확보, 안전성 강화, 폐기물 처리 문제 등 여러 과제가 존재합니다. 이를 해결하기 위해서는 대량생산과 표준화, 기술개발을 통한 비용 절감, 피동안전 기술의 성능 향상, 폐기물 처리에 대한 근본적인 해결책 마련이 필요합니다.

 

1. 경제성 확보: SMR의 경제성은 상용화의 핵심 과제 중 하나입니다. 현재로서는 대형 원전과 비교했을 때 높은 초기 투자 비용 및 생산 단위당 비용이 증가하는 경향이 있습니다. 경제성을 확보하기 위해서는 대량생산과 표준화가 필수적입니다. 모듈화된 부품들을 대규모로 생산하고 표준화된 설계를 통해 비용을 줄이는 노력이 필요합니다.

 

2. 안전성 강화: 원자력 발전소의 안전성은 항상 우선 고려사항입니다. 피동안전 기술의 성능 향상은 물론, 예방 및 대응 시스템을 강화하여 사고 발생 시 신속하게 대응할 수 있는 체계를 갖추는 것이 중요합니다. 안전성을 강화하기 위해서는 현장에서의 운영 경험을 바탕으로 한 향후 설계 및 운영 개선이 필요하며, 국제적인 안전 표준 및 협력체계를 강화해야 합니다.

 

3. 기술개발을 통한 비용 절감: SMR의 기술 수준을 향상해 비용을 절감하기 위해서는 지속적인 연구 및 개발이 필요합니다. 새로운 재료 및 제조 기술을 도입하여 생산성을 높이고, 고급 제어 시스템 및 모니터링 시스템을 도입하여 효율성을 개선해야 합니다.

 

4. 피동안전 기술의 성능 향상: SMR의 피동안전 기술은 사고 상황에서 외부 전력이나 인간 개입 없이도 안전을 유지할 수 있는 핵심 기술입니다. 이를 향상하기 위해서는 센서, 제어 시스템, 냉각 시스템 등의 기술적인 요소들의 성능을 향상하는 연구와 개발이 필요합니다.

 

5. 폐기물 처리에 대한 근본적인 해결책 마련: 원자력 발전의 고질적인 문제 중 하나는 방사성 폐기물의 처리입니다. SMR이 적용될 경우에도 해당 문제는 해결되어야 합니다. 신속하고 안전한 폐기물 처리를 위해서는 새로운 폐기물 관리 기술의 개발과 규제 및 국제적인 협력이 필요합니다.

 

6. 국제적인 협력 강화: SMR의 상용화를 위해서는 국제적인 협력이 필수적입니다. 다양한 국가와 기관 간의 지식 공유, 연구 개발의 공동 노력, 안전 규제의 표준화 등 국제 사회와의 강화된 협력이 필요합니다. 공동으로 과제에 대응하고, 안전 기준을 공유하여 SMR의 글로벌 상용화를 촉진할 수 있습니다.

 

7. 국내외 정책 및 규제 확립: SMR의 상용화를 위해서는 국내외에서의 적절한 정책 및 규제가 필요합니다. 안전 규제와 함께 수출 및 운영을 지원하는 정책적인 지원이 상용화를 촉진할 것입니다. 국제적으로도 평가받을 수 있는 투명하고 효과적인 규제 체계가 구축되어야 합니다.

 

SMR은 탄소중립 달성과 에너지 안보 강화를 위한 핵심 기술로 주목받고 있습니다. 아직은 해결해야 할 과제들이 존재하지만, 이를 극복할 경우 SMR은 미래 에너지원으로서 큰 역할을 할 것으로 기대됩니다. 탄소중립의 핵심 도구로서 SMR이 성공적으로 상용화되면 지구온난화와 에너지 안보에 대한 긍정적인 영향을 미칠 것으로 전망됩니다.