美 소형 원자로, 차세대 원전산업으로 급부상

- 원전 건설에 정부 보증규모 확대로 시장확대 전망 -

- 제너럴 아토믹스 사, 핵폐기물을 재사용해 전력을 공급하는 소형 원자로 개발 추진 -

□ 美 오바마 정부, 30년 만에 원전 건설 재개 발표

 ○ 오바마, 조지아주 원전 건설에 80억 달러 대출 보증

  - 미국에서는 1979년 펜실베이니아주 스리마일섬 방사능 누출 사고 이후 신규 원전 건설이 중단됨.

  - 현재 31개 주에서 104개의 원전이 가동 중이며, 이는 미 전력 수요의 약 20%를 차지함.

  - 오바마 대통령은 16일 메릴랜드주 랜햄의 한 노조교육센터를 방문해 조지아주 버크 카운티 원전 건설에 정부가 80억 달러 규모의 대출보증 지원에 나설 것이라고 발표함.

  - 오바마 대통령은 이날 발표로 원자력을 새로운 대체 에너지원으로 키우며, 미래 미국의 주력 수출상품으로 육성하겠다는 강한 의지를 밝힘.

  - 또한 최근 오바마 행정부는 원전 건설에 대한 정부 대출보증 지원규모를 기존의 3배인 544억 달러로 늘리겠다고 밝힘.

  - 공화당 의원들도 원자력 발전소 건설에 적극적으로 찬성하고 있어 원전 건설이 순조롭게 진행될 전망임.

  - 미국은 원전 건설로 3500개의 일시적인 건설업 직종과 완공 후 800개의 영구적인 일자리를 창출하고, 미국 내 140만 가구에 전력을 공급할 수 있을 것으로 기대함.

□ 美 소형 원자로 관심 증가

 ○ 소형 원자로가 차세대 미국 원자력 발전 산업으로 부상

  - 지난 17일, 미국의 3대 전력회사인 테네시강유역개발공사(Tennessee Valley Authority)와 First Energy Corp., Oglethorpe Power Corp.는 소형 원전 개발회사 McDermott International Inc의 자회사 Babcock & Wilcox와 상업용 소형 원자로 건설협정을 체결함.

  - 린치버그(Lynchburg)에 위치한 Babcock & Wilcox는 1950년대부터 US 해군함 등 선박용 소형 원자로를 제조해 왔으며 8개의 대형 원자로 시설을 보유함.

  - Babcock & Wilcox의 소형 원자로 mPower는 125~140㎿의 전력 생산이 가능하며 구조가 단순해서 설치가 용이하고, 기존 원자로 부지에 10여 개를 설치해 기존 화력발전소를 대체할 수 있어 환경보전에 기여할 수 있을 것으로 기대됨.

 ○ 소형 원자로의 장점

  - 1100~1700㎿급 대형 원자로 건설에는 50~100억 달러의 건설비용이 소요되는 반면 소형 원자로는 ㎾당 5000달러, 원자로 1기당 7억5000만 달러가 소요돼 건설비용을 대폭 절감할 수 있음.

  - 건설기간도 약 5년이 걸리는 대형 원자로에 비해 소형 원자로는 기존 공장에서 설비를 제조한 후 철도나 선박을 통해 운송할 수 있어 건설기간을 절반 이상 단축할 수 있음.

  - 또한 수냉식(Water cooled)과 공기 냉각시스템(Air cooled)을 사용하기 때문에 수자원이 풍부하지 않은 지역에도 건설할 수 있다는 장점이 있음.

  - 게다가 소형 원자로는 적은 숫자의 원자로만 설치하고 전력수요량이 증가하면 신축성 있게 추가 건설이 가능하며, 폐기물도 발전소 부지에 60년간 저장할 수 있음.

  - 소형 원자로는 대형 원자로에 비해 설치와 작동이 쉬우며 오작동 가능성과 열 발생률이 낮음.

  - 또한 소형 원자로는 연료충전 없이 5년간 가동이 가능하고 탄소 배출량도 적어 친환경적 기술로 각광받음.

 ○ 소형 원자로의 전망과 향후 과제

  - 일부 환경단체들은 원자로가 폐기물 처리와 안전성 및 보안성에 문제가 있다고 주장하지만, 소형 원자로가 이산화탄소 배출을 줄일 수 있어 소형 원자로에 대한 관심은 더욱 커질 전망임.

  - 원자력 발전의 문제점으로 지목되는 폐기물 처리, 환경오염, 사고, 테러 타깃 가능성 등에 관련된 우려를 경감시키는 노력과 방안이 필요함.

  - Babcock & Wilcox의 소형원자로 mPower는 미국 원자력규제위원회(RPC)의 설계승인을 얻어야 하기 때문에 2018년에나 첫 제품이 출시될 계획임.

□ 세계적인 원자력 전문회사 제너럴 아토믹스(General Atomics)

 ○ 대형 원자로의 핵폐기물을 재활용한 소형 원자로 EM2 개발 추진

  - 샌디에이고에 본사가 있는 제너럴 아토믹스(General Atomics)는 원자력뿐만 아니라 무인 항공기 시스템, 레이저 산업 등 첨단기술의 연구, 개발 및 제조를 주도하고 있는 세계적인 기업임.

  - 제너럴 아토믹스가 개발하고 있는 소형 원자로 EM2(Energy Multiplier Module)는 대형 원자로의 4분의 1(길이 60피트, 직경 16피트) 크기로 구조가 단순해 설치와 운반이 용이해 기존 대형 원자로에 비해 30% 이상 비용을 절감할 수 있을 것임.

  - EM2는 핵폐기물을 재처리하는 기술을 활용해 전력공급이 가능하고, 원자력 발전의 최대 난제인 방사성 폐기물 처리문제를 쉽게 해결할 수 있어 친환경 기술로 주목받을 전망임.

  - 특히 대형 원자로에서 나오는 핵폐기물의 양과 유독성 물질을 감소시키면서 기존 에너지 효율을 90% 이상 유지할 수 있다는 장점이 있음.

  - EM2는 섭씨 850도 이상의 고온 원자로(High temperature reactor) 방식으로 가동되며, 석유시추, 해수 담수화, 석유정제 작업 등과 같이 고열 발전이 필요한 부문에 기존보다 약 240㎿ 더 효율적인 전력을 공급할 수 있음.

  - 또한 고온 원자로는 헬륨 가스로 냉각시키는 과정을 거치기 때문에 대형 원자로와 같이 많은 양의 물이 필요하지 않아 입지 선정도 자유로움.

 ○ 소형 원자로 EM2 개발을 위한 선행과제

  - 개발에 착수하기 위해서는 미국 원자력규제위원회(NRC: Nuclear Regulatory Commission)의 설계인증(Design Certification)을 받아야 함.

  - 또한 고온 원자로가 사용 부품에 과도한 열을 발생시키는 문제가 있음에도 40~60년 동안 안전하게 가동될 수 있는 것을 보장하는 NRC의 인증절차도 없음.

  - 또한 공장시설 인근에 원자로를 설치하고자 하는 기업들이 화재나 폭발 등의 위험사고를 방지하도록 하는 안전성 지침이 필요하기 때문에 앞으로 NRC는 소형 원자로에 대한 관련 인허가 제도를 마련해야 할 것임.

  - 또한 제너럴 아토믹스는 12년간 약 17억 달러의 소형 원자로 개발 비용을 필요로 하나, 아직 미국 에너지부(US Energy Department)로부터의 지원이 불투명한 상황임.

  - 제너럴 아토믹스는 5년 내에 NRC의 설계인증을 받는 것을 목표로 하며, 2022년까지 소형 원자로 상용화를 기대함.

운반과 설치가 편리한 소형 원자로 EM2

자료원 : The Wall Street Journal

□ 시사점

 ○ 오바마 정부의 원전 건설 대출 보증 발표에 따라 미국 소형 원자로 시장 확대될 듯

  - 소형 원자로는 안전성과 경제성이 높고 환경친화성을 극대화할 수 있다는 이점을 갖고 있어 향후 수요가 높아질 전망임.

  - 2012년 Babcock & Wilcox의 mPower가 미국 핵규제위원회(NRC)로부터 설계 승인을 받을 경우 소형 원자로시장이 본격적으로 확대될 것으로 예상됨.

  - 더불어 미국시장에서 소형 원자로에 대한 관심이 높아지는 추세이므로 우리나라도 소형 원자로 시장 진출을 적극 추진해야할 것임.

  - 핵폐기물을 재사용해 전력을 공급하는 새로운 친환경 소형 원자로 기술도 대두돼 우리나라도 관련 기술 개발에 적극 나서거나 관련 미국업체(General Atomics, Babcock & Wilcox)와 공동연구 및 개발 노력이 필요함.

 ○ UAE 원전 수주에 성공한 한국, 미국 진출도 검토해야

  - 한국원자력연구원은 2011년까지 독자 기술로 중소형 원자로‘스마트(SMART) 개발을 완료해 해외시장에 뛰어들 계획임.

  - 국제원자력기구(IAEA)는 미래 중소형 원전 시장규모를 약 3500억 달러로 보며, 미국 에너지국(GNEP)도 2050년까지 1000여 기의 수요를 예상해 앞으로 중소형 원자로 시장은 더욱 커질 것임.

  - IAEA 2005년 발표에 따르면 현재까지 세계 중소형 원자로 중 러시아 KLT-40S를 제외하면 한국원자력연구원의 스마트가 가장 앞선 것으로 평가됨.

  - 따라서 UAE 원전 수주에 성공하면서 기술력을 인정받은 한국은 앞으로 미국 원자로 시장 진출을 적극적으로 모색해야 함.

자료원 : The Wall Street Journal, USA Today, The San Diego Union-Tribune 등 현지 언론, 한국과학기술연구원 KISTI 글로벌동향브리핑, KAIF 한국원자력산업회의 해외원자력동향 , KOTRA 로스앤젤레스KBC 자체보유자료