개요

 

가나의 에너지 믹스는 화력 67.9%, 수력 31.4% 및 기타 0.8%로 구성돼 있다(2022년 기준). 1990년대 이전까지는 수력이 주요 공급원이었으나 에너지 부족이 심화됨에 따라 화력 발전소가 도입돼 현재에 이르렀다. 그럼에도 불구하고 가나의 전력수요는 매년 지속적으로 증가하고 있는 상황이며 원자력 발전을 포함한 새로운 전력원에 대한 논의가 활발해지고 있다.

가나의 원자력 발전소 도입 논의는 1964년 가나 초대대통령(콰메 은크루마)으로 거슬러 올라간다. 당시 원자력 기술 도입을 위해 가나 원자로 프로젝트(Ghana Nuclear Reactor Project, GNRP)를 추진한 바 있다. 그러나 쿠데타 등으로 인해 사회가 혼란해짐에 따라 이에 대한 논의는 보류됐으며, 민주주의가 정착되고 산업이 발전하고 2000년대 전력위기가 발생함에 따라 에너지 믹스에 원자력을 추가하는 논의가 재검토됐다.

 

2022년 아쿠포아도 가나대통령은 보도자료를 통해 가나의 에너지믹스에 원자력 도입하겠다고 발표했다. 본 성명에서는 경제 성장 가속화를 위한 원자력의 평화적 이용, 지속가능성 및 기후변화에 대한 전 세계적인 노력에 동참 등 의사를 밝힌바 있다. 또한, 가나 원자력 프로그램 기구(Ghana Nuclear Power Programme Organisation, GNPPO)의 조정역할을 촉진 및 강화하기 위해 환경·과학·기술 및 혁신부(Ministry of Environment, Science, Technology and Innovation, MESTI)와 에너지부(Ministry of Energy, MOE)에 조치가 진행될 수 있도록 지시했다. 이밖에도 국가 에너지 정책, 장기적인 사회경제적 목표, 원자력 도입과 관련된 사회·경제·재정·기술적 평가 및 투명성을 강조했다. 본 성명은 가나원자력발전 프로그램 1단계 종합보고서와 함께 발표돼 사전 타당성 평가 및 IAEA 마일스톤 접근법의 모든 문제가 고려됐음을 확인했고 프로그램이 공식적으로 2단계에 접어들었음을 밝혔다.

 

NPG(Nuclear Power Ghana)는 원전 유치를 위해 2개의 후보지를 선정하였다. 1차는 서부의 Nsuban 지역과 후보지역으로 중부의 Obotan 지역이며 최종 결정을 위해 두 지역에 대한 종합적인 기술평가가 마무리단계에 접어들고 있다. 이는 가나 원자력 발전 프로그램의 두 번째 단계의 일부로서 후보지 선정, 세부 조사, 기술평가, 전략적 파트너 선정, 이해관계자 관리 등이 이루어지고 있다. NPG는 에너지부와 함께 6개국에 정보요청서(Request for Information, RFI)를 발송해 가나 원전에 적용하려는 기술과 관련하여 각 국가로부터 기술, 재무 및 계약 정보를 요청하고 답변서를 취합하여 평가를 진행하였다. RFI에 답변서를 제출한 국가는 한국, 미국, 캐나다, 프랑스, 러시아 및 중국이며 한 국가의 복수 기관으로부터 답변서를 받은 것으로 알려져 있다. NPG에 따르면 6개 기관은 대형원자로 기술(Large Nuclear Reactor, LNR, 700~1400MWe)을 제안하였고 9개는 소형 원자로(Small Nuclear Reactor, SNR, 50~300MWe)를 제안했다. 

 

원전추진 로드맵

 

원전 개발의 일반적인 과정은 IAEA에 의한 마일스톤 접근법으로 단순화돼 있으며 다양한 프로젝트에 적용돼 왔다.

  (1단계) 사전 타당성 조사 단계로서 원전 프로그램 시작 전에 고려사항을 이해하는 과정이다. NPG는 이미 1단계를 완료하였으며 원전 프로그램 수립을 위한 기술적 고려사항 또한 포함했다.

  (2단계) 원전 프로그램의 원활한 조율 및 운영을 위해 관련 조직을 설립하는 단계이다. 프로젝트 구조 및 통합관리시스템 구축, 공급업체 또는 전략적 파트너 선정, 이해관계가 관리 등이 포함되며 NPG는 현재 2단계 진행 중이다.

  (3단계) 마지막 단계로서 원전 계약, 인허가 및 건설 등이 해당된다.

 

이를 바탕으로 한 가나 원전 프로젝트의 진행경과는 다음과 같다.

  - 2015년: 가나 원전 추진과 관련해 IAEA 전문가들이 가나를 방문. 프로그램의 방향성에 대해 이해도를 높이고 원자력 규제 기관법 2015(Act 895)가 통과됐으며 IAEA 통합 원자력 인프라 검토 (Integrated Nuclear Infrastructure Review, INIR) 사찰을 신청함.

  - 2016년: Nuclear Regulatory Authority (NRA)가 설립됐고 1단계 INIR 사찰 자체 평가 보고서에 참여함.

  - 2017년: INIR 1단계 임무수행 및 IAEA는 보고서를 가나 정부에 제출함.

  - 2018년: INIR 후속 미션 수행에 참여함.

  - 2019년: 가나 원자력 안전 협력(Instrument for Nuclear Safety Cooperation, INSC) 2018 프로그램에 서명하고 규제 당국을 지원하는 계약을 실시함.

  - 2020-2022년: SMR 관련 활동을 지원하기 위해 INSC 프로젝트 지원을 확대 실시함.

 

<가나 원전 프로그램 로드맵>

[자료: NPG]

 

이 과정에서 가나 정부는 IAEA의 12개 국제조약을 모두 비준했다. 해당 조약은 조기 사고 통보, 사고 및 방사능 비상 시 지원, 안전, 핵물질의 물리적 방호, 원전 피해에 대한 민사 책임에 대한 비엔나 협약, 포괄적 안전 기준 협약이 포함돼 있다.

 

다른 나라와의 협력 현황

 

가나 정부는 미국, 유럽 캐나다 및 파키스탄 등과 MOU를 체결하고 프로그램을 진행 중에 있다.

(미국) 원자력규제위원회와 ’17년 9월 원자력 안전 관련 기술 정보교류 및 협력을 위한 협정을 체결하였고 이를 통해 미국 에너지부의 원자력 보안 및 안전조치 분야에 대한 지원을 받았다.

(유럽) ENCO를 리드 컨소시엄으로 하는 유럽위원회의 INSC의 지원, Project 60, ENEN 및 DEVCO 교육 및 튜터링 프로그램의 혜택을 받았다.

(캐나다) ’19년 9월 캐나다 원자력안전위원회와 지원을 위한 양해각서를 체결했다.

(파키스탄) ’21년 12월 파키스탄 원자력안전위원회와 양해각서를 체결했다.

 

이 중 미국과는 소형원자로 기술의 책임있는 사용을 위한 기반 인프라(Foundational Infrastructure for Responsible Use of Small Modular Reactor Technology, FIRST)에 따라 공동 파트너십을 시작했다. 미국 국무부가 주도하는 FIRST 프로그램은 이해관계자 참여 지원, 고급기술협력, 프로젝트 평가 및 계획 등 가나의 SNR 기술채택을 지원하고 있다. 미국은 가나를 사하라 이남 지역의 SNR 훈련 허브 및 우수센터로 구축하기 위해 지원하고 있다. 175만 달러의 기금을 조성하여 원자력 기술자 및 운영자를 위한 제어실 시뮬레이터 제공 및 학술교류 등의 인력 개발을 지원하는 한편, ‘23년 초 미국 국무부국제안보 및 비확산국(Bureau of International Security and Nonproliferation)은 가나의 케냐의 고위급 대표단을 초청하여 미국국립연구소 및 원전을 방문한바 있다.

 

원자력 에너지 관련 정부조직 현황

 

<관련 정부 조직도>

[자료: NPG]

 

<관련 정부 조직의 역할>

[자료: NPG]

 

핵비상사태에 대한 대비책

 

원전 프로그램이 시작된 이래 GNPPO는 미래의 발전소 운영자가 안전하고 신뢰할 수 있는 방식으로 운영할 수 있도록 하기 위한 조치를 수립해왔다. 2010년에 국가재난관리기구(National Disaster Management Organisation, NADMO)는 재난관리의 일반적인 범위 및 핵/방사능 재난을 규정하는 국가재난관리계획(National Disaster Management Plan, NDMP)을 발표했다. NDMP의 체계 하에서 국가 핵 및 방사능 비상 대응계획(National Nuclear and Radiological Emergency Response Plan, NNRERP)이 개발됐고 핵 또는 방사능 비상사태에 효과적으로 대응하고 복구할 수 있도록 조직, 기관 및 부처에 실질적인 지침인 국가 비상 대응절차(National Emergency Response Procedures in the event of a Nuclear or Radiological Accident, NERPNRA)가 개발됐다.

이와 더불어 국가안보위원회에서 화학, 생물학, 방사능 및 핵 비상 대응 계획(National Chemical, Biological, Radiological and Nuclear(NCBRN) emergency response plan, NCBRN-ERP) 또한 개발됐다. CBRN 물질 또는 시설과 관련된 악의적 행위 및 자연발생적 또는 기술적 사고에 대한 대응을 포함해 CBRN 사고 또는 비상사태에 관련된 이해관계자들이 적시에 효율적인 조치를 시행할 수 있는 국가 비상 대응역량을 구축했다.

 

원전 연계 그리드 요구사항

 

에너지 믹스에 원전이 도입될 경우 안전하고 기술적으로 완벽하게 운영될 수 있도록 관련 인프라를 조성해야 한다. 전력망과 원전의 운영 조건은 일반적으로 상호 간에 크게 영향을 미치며, 전압과 주파수가 허용 오차를 벗어나 지속적으로 변동성을 보이거나 불안정할 경우 원전이 적합치 않다. 따라서 IAEA 마일스톤 접근법에서는 국가 전력망 시스템에 대한 예비 평가를 권장하고 있는데, 이는 원전에 적합한 전력망으로 업그레이드 하는데 필요한 보완조치를 알아내는데 도움이 될 수 있다.

가나의 상호연계 송전시스템 운영자는 그리드코(GRIDCo)이며 그리드 계획 및 운영을 담당하고 있다. 가나의 전력망 시스템은 기능할 수 있으나 원전을 에너지 믹스에 포함하기 위해서는 상당한 개발이 필요할 것으로 보여 사전 타당성 조사가 수행됐다. 원자력 도입이 기술 및 경제적으로 실행 가능한 지에 대한 모든 발전원 및 상호 연결에 대한 부분을 검토하였고 전송 손실을 포함한 부하흐름 분석, 단락분석 및 비상상황에 대한 연구 등도 진행됐으며 다음과 같은 3단계 로드맵이 도축됐다.

  (1단계) 원전 도입의 기술적 실행 가능여부를 입증하기 위해 예비 계통 통합 연구를 수행, 모든 발전원 및 상호 연결성에 대해 연구

  (2단계) GRIDCo와 원전 관련 기관 간의 협력을 통해 원전과 호환할 수 있는 전력망으로의 개선 및 확장 관련 실행계획을 수립(자금 및 파이낸싱을 포함하여 시운전 전에 그리드 준비 완료가 목표)

  (3단계) 업그레이드 및 개선 사항을 완료하고  발전소와 전력망 운영의 조율 방안을 개발, 그리드 안정성을 지속적으로 분석 및 개선하고 원전 이중화 오프사이트 전원 공급장치 개발 및 테스트, 그리드에 중대한 손실 발생시 오프사이트 전략을 적시에 복구하는 비상 계획을 확인

 

<그리드 연결 확인 단계>

[자료: NPG]

 

시사점

 

가나는 2030년 원전 가동을 목표로 단계적인 작업을 진행 중에 있다. 이를 위해 가장 적극적으로 참여하고 있는 국가는 미국으로 알려져 있으며 지난 23년 10월에는 아크라에서 미-아프리카 원자력 에너지 서밋(US-Africa Nuclear Energy Summit, USANES 2023)을 개최한 바 있다. 이 행사에는 정부, 학계, 산업계 및 아프리카 대륙의 관련 전문가들이 참여하여 활발한 논의가 이루어졌으며 협력을 촉진하고 혁신적인 솔루션을 공유하는 자리가 됐다.

향후 원전 건설이 본격화 될 경우 발전소 건설 자체 및 가나 기업과의 파트너십 기회가 증가할 것으로 보인다. 또한 다양한 장비, 기계 및 부품 공급기회 또한 발굴이 예상된다. 더불어 한국의 원전 개발 및 운영과 관련된 기술이전을 포함한 포괄적 협력 방안 검토가 필요할 것으로 판단된다.

 

자료 : NPG, 에너지부, KOTRA 아크라 무역관 자체 자료 종합