러시아 원자력 산업 개요

러시아 원전의 총 전력 용량은 2만7727㎿이고 러시아의 전체 전력 생산량 중 원자력 비중은 약 20%에 달한다. 전 세계에서 원자력이 전력 생산의 약 10%를 차지하고 있음을 고려했을 때 평균보다 전력 생산에서 원자력이 차지하는 비율이 높다고 할 수 있다.

일부 국가에서는 안전, 환경 영향에 대한 우려와 정책적 판단에 따라 원자력 발전소를 단계적으로 폐쇄하고 있지만 러시아 등 18개국에서는 신규 원전 건설이 진행되고 있다. 현재 러시아에는 4개의 원자로가 건설 중이며 총 전력 용량은 3.76GW에 달한다. 러시아 원자력 발전의 역사는 1950년대부터 시작돼 그 역사가 깊고 원전 관련 기술이 오랜 기간 축적된 반면, 그만큼 원전의 노후도도 심한 편이다. 러시아에서 운영 중인 원전의 평균 가동 연수는 40년으로 미국 39년, 유럽 35년, 일본 29년에 비해 더 높다. 2021년 Rosatom은 1970년대에 건설된 원전들을 2035년까지 신규 원자로 15기로 교체할 계획이라고 발표하는 등 노후 원전을 점차 폐쇄하고 이를 대체하는 신규 원전을 건설하려는 움직임이 지속될 것으로 전망된다.

<주요국 원자력 발전소 노후도>

[자료: IAEA]

한편, 북극 등 격지로의 안정적인 에너지 공급과 함께 환경을 보호하기 위해 러시아 내에서도 소형 원전에 관심이 높아졌으며 수출 유망 품목으로서도 인식이 확대되고 있어 이 분야를 집중 육성하기 위한 정부의 정책이 추진되고 있다. 아울러 의료분야, 스마트시티 분야에서도 원자력을 활용하기 위한 기술 개발 등의 시도가 이뤄지고 있다.

러시아의 최근 원자력 분야 정책

2020년 4월 16일 푸틴 대통령은 ‘러시아 연방 원자력 사용 분야에서의 장비, 기술, 연구 개발’에 대한 대통령령 No.270'에 서명했으며 이어 '2024년까지 러시아 연방 원자력 사용 분야의 장비, 기술, 연구 개발' 종합 프로그램이 승인됐다. 이 대통령령에는 Rosatom이 종합 프로그램의 담당 기업으로 지정됐으며 매년 연방 프로젝트 예산을 작성할 때 동 종합 프로그램 실현을 위한 연방 예산을 할당하도록 명시돼있다. 2022년에는 정부 명령에 따라 러시아 국부펀드인 리저브펀드에서 50억 루블의 예산이 배정되었으며 Rosatom 10억6000만 루블, 러시아 교육과학부 29억2000만 루블, 쿠르차토프 국립 연구센터 10억2000만 루블이 각각 배정된다.

2024년까지의 원전분야 종합 프로그램에는 5개의 주요 연방 프로젝트가 포함돼 있으며, 이를 통해 러시아 정부가 원전산업 발전에서 중요하게 생각하는 방향을 직접적으로 엿볼 수 있다. 해당 5개 프로젝트는 △폐쇄형 핵연료 사이클을 갖춘 복합 구조 원자력 에너지 기술 개발, △폐쇄형 핵연료 사이클을 갖춘 복합 구조 원자력 에너지 기술 개발을 위한 현대적 실험 기반 구축, △제어형 열핵융합 및 혁신적인 플라즈마 기술 개발, △첨단 에너지 시스템을 위한 신소재 및 기술 개발, △원격지를 위한 소형 원자로 포함 새로운 원자력 에너지로 러시아 과학 아카데미, Kurchatov 연구소, 핵 연구 공동 연구소, 기타 대학 및 연구 센터와의 긴밀한 협력을 통해 Rosatom이 수행한다.

한편, 2022년 4월 14일에는 대통령령 No.202 ‘2024년까지 러시아 연방 원자력 사용 분야의 장비, 기술, 연구 개발 종합 프로그램의 기한 연장’이 발표돼 기존 4년(2020∼2024년)으로 설계된 프로그램의 구현 기간이 2030년까지 6년 연장됐다. 추가된 6년의 기간 동안 완료되어야 할 주요 프로젝트는 아래와 같다.

 ① 톰스크주 세베르스크시에 납냉각식 신형 고속 중성자로 BREST-OD-300를 갖춘 원전 건설

 ② 드미트로브그라드시 내 핵원자로 과학 조사 연구소(Scientific Research Institute of Atomic Reactors) 부지에 다목적 연구용 고속 중성자 원자로(MBIR) 건설

 ③ 러시아 연방 국가 과학연구소 TRINITI에 고온 초전도체 기반 자기 시스템의 원자로 기술을 갖춘 토카막(핵융합 실험에서 사용되는 실험 장치들 중 하나로서 핵융합 반응에 필요한 플라즈마를 자기장을 이용하여 담아두는 도너츠 모양 장치) 구축

 ④ 크라스노야르스크주 젤레즈노고르스크의 Mining and Chemical Plant에 연구용 용융염 원자로 건설

  · 이 곳에서 원자력의 환경안전성 향상을 위해 사용 후 핵연료로부터 악티늄족을 효율적으로 재연소하기 위한 기술을 연구할 예정

상기 4개의 주요 프로젝트 외에도 세계적으로 전망이 밝은 소형 원전 프로젝트 등 다수의 파일럿 프로젝트가 개발, 추진될 예정이다.

러시아의 소형 원전 산업 육성 정책

2022년 2월 11일에 개최된 ‘2030년까지 사회·경제적 발전을 위한 실행 및 결과에 대한 회의’에서 A. Novak 러시아 부총리는 2030년까지 세계 소형 원자력 발전소 시장의 20%, 핵연료 시장의 24%를 점유하겠다는 계획을 발표했다. 아직까지 소형 원전 수출 실적은 전무 하나 2026년까지 최초 수출, 2030년까지 소형 원전 6기 수출을 달성하여 소형 원전 분야에서 선도적인 위치를 확보하겠다는 계획이다. 특히 최근 EU 택소노미에 원자력 분야가 일부 포함된 것에 대해 러시아도 소형 원전 등 원전 수출에 더욱 긍정적으로 작용할 것이라고 기대하는 분위기이다.

앞에서 언급한 원전 분야 국가 종합 프로그램의 다섯 번째 프로젝트인 ‘원격지를 위한 소형 원자로를 포함한 새로운 원자력 에너지’에는 RITM 시리즈 소형 원자로를 기반으로 한 소형 원자력 발전소가 포함돼 있는데, 이러한 러시아의 계획은 쇄빙선 원자로 개발 및 운영에 대한 성공적인 경험을 바탕으로 하고 있다. 러시아는 1959년부터 11척의 쇄빙선과 1척의 경량 운반선에서 20기 이상의 원자로를 운영한 경험이 있으며 현재 RITM-200 원자로는 쇄빙선 Arktika, Sibir, Ural에서 운영되고 있고 야쿠티야, 추코트카 쇄빙선에도 해당 원자로가 설치될 예정이다.

Rostom은 2022년 6월 2030년까지 5060억 루블 규모의 새로운 원자력 기술 개발 계획을 마련했다. 해당 계획은 △Small Atom, △Wasteless Atom, △Pure Atom to the World 등 크게 세 가지 방향으로 구성돼 있는데 여기에도 소형 원전 관련 내용이 다수 포함돼 있다. 러시아 측은 동 계획 실행의 효과로 연간 110만 톤의 이산화탄소 배출이 감소할 것으로 추산한다.

<Rosatom 원자력 기술 개발 주요 계획>

주: 밑줄은 소형 원전 관련 부분

[자료: Rosatom, Interfax]

Rosatom 관계사인 Rusatom Overseas의 사장 Evgeny Pakermanov는 소규모 원자력 발전소는 북극과 같이 중앙 전력망과 떨어진 지역에 안정적이고 친환경적인 에너지 공급을 위한 최적의 솔루션이자 오래된 석탄 또는 디젤 발전소 교체에도 적합하다고 말한다. 실제로 55㎿ 용량의 RITM-200 원자로를 갖춘 세계 최초의 부유식 소형 원자력 발전소 프로젝트가 야쿠티아(사하공화국)에서 2027년까지 완료될 예정이며, 금 등 광물 채굴에 필요한 에너지를 제공할 계획이다. 역시 북극 지역인 추코트카에서도 광물 채굴 프로젝트를 위해 각각 110㎿ 용량의 부유식 발전소가 도입될 예정으로 이러한 고립 지역에 총 350㎿의 소형 원전이 건설될 예정이다. 이러한 국내 격지에서 파일럿 프로젝트를 성공적으로 추진하고 이 성과를 바탕으로 본격적으로 해외 소형 원전 시장 수출을 확대하겠다는 것이 러시아의 전략으로 풀이된다.

<러시아 부유식 원자력 발전소 Academik Lomonsov>

[자료: tass]

러시아 원전 수출 현황 및 전망

러시아 정부가 추정하는 2030년 대형(VVER-TOI) 및 소형(지상, 수상) 원자력 발전소 계약 예상 규모는 230억 달러이다. 러시아 원자력 분야 국영기업인 Rosatom은 원전 수출 분야가 장기적으로 기업의 매출 목표 달성에 핵심적인 역할을 할 것으로 전망한다. Rosatom에 따르면 현재 러시아는 원자력 발전소 수출시장의 67%를 차지하고 있으며 12개국에서 35기의 원전 건설 계약을 체결해 수주 규모는 1330억 달러를 웃돌고 있다. 최근 몇 년간 러시아는 이집트, 중국과 8개의 신규 발전 블록 건설 패키지 계약을 체결했으며 이외에도 인도, 우즈베키스탄, 카자흐스탄 등과도 신규 원전 수출 관련 논의를 진행하고 있다. 특히 우즈베키스탄 원전 2기 건설 사업은 마지막 합의 단계에 있는 것으로 알려지고 있다.

Rosatom은 2022년 관계사인 JSC Rusatom Overseas(RAOS)를 기반으로 해외에서 자사 원전 라인을 홍보하고 판매할 새로운 자회사인 JSC Rusatom Energy Projects를 설립했다. Rusatom Energy Projects사는 원전 해외 수출 외에도 다양한 잠재 소비자들의 요구를 충족할 수 있도록 초저전력, 4세대 원자로 등 솔루션의 전력 및 기술적 범위를 완성하는 역할도 수행할 예정이며 Rosatom은 원전 건설 분야에 더욱 집중할 것으로 예상된다.

<러시아의 주요 원전 수출 현황>

[자료: Rosatom, neftegaz.ru, islamnews, interfax, tass, gazeta.ru, ruposter]

Rosatom은 특히 향후 수십 년 동안 소형 원자로에 대한 전 세계적 수요가 지속적으로 높아져 동 기술로 높은 수익을 거둘 수 있을 것으로 전망한다. 대형 원자로 건설 비용은 평균 40~50억 달러에 달하나 소형 원자로 1기의 비용은 그보다 훨씬 낮은 3억~4억 달러이며, 태평양 지역 등 격지에는 부유식 발전소와 같은 장치가 수십 개 필요하다는 것이 현지 전문가의 의견이다. 아울러 Rosatom은 소형 원전 사업에서 투자 임대를 통해 더 높은 수익성을 기대하고 있다. 당장의 이익 발생은 어렵지만 부유식 원자력 발전소 건설에 50억 달러를 투자해 향후 30~40년 동안 약 100억~200억 달러의 수익을 거둘 것으로 전망한다.

시사점

러시아는 1950년대부터 원자력 발전을 도입한 원전 분야 선진국으로서 높은 기술 수준을 가지고 있으며 고속 중성자 원자로, 부유식 소형 원전, 원전 원료 등의 분야에서 신기술을 개발해 세계 시장에서 선도적인 위치를 점하려는 계획을 가지고 있다. 러시아가 ‘2030년까지 러시아 연방 원자력 사용 분야의 장비·기술·연구 개발 종합 프로그램’을 수립하고 중장기적 관점에서 핵심 발전 방향 선정, 세부 과제들을 추진하는 만큼 우리 기업들의 관심이 필요한 분야이다.

수출 분야에서는 러시아가 원전 수출을 고부가가치 수출산업으로 인식하고 향후 소형 원전을 중심으로 한 수출 확대를 모색하고 있어 마찬가지로 원전 수출을 추진하는 우리나라와 해외 시장에서의 경쟁이 불가피할 것으로 보인다. 다만 러시아는 CIS, 중국, 인도, 아프리카 등에서 강세를 보이는 만큼 이를 고려한 진출시장 선택 및 전략 수립이 필요하며 과거 러시아의 원전 수출 사례와 시행 전략들을 참고하여 협력 또는 경쟁 방안을 모색해야 할 것이다.

자료: IAEA, Rosatom, Rusatom Overseas, Goverment.ru, neftegaz.ru, islamnews, interfax, tass, gazeta.ru, ruposter, KOTRA 블라디보스톡 무역관 자료 종합