2022. 1. 31 스물 두 번째 기후식🍚 [Lv. 22] 유니콘 같은 녀석, SMR 🦄 말도 많고 탈도 많은 원자력 발전 문제🥶 어라! 언제 봤던 오프닝인거 같지 않아? 못 본거 같다면 [원자력 발전]편 보고 오면 더욱 알찬 기후식이 될거야. 이번에는 작은 원자로 SMR(Small Modular Reactor) 기후식이거든🍚 님, 이번 편을 들어가기에 앞서 재발송 건에 대해 먼저 사과하려고 해😥왜 저번 편이 재발송 됐는지에 대한 언급이 없어 의아했을 거야. 배출권 거래제 팟캐스트를 소개하는 문구에서 오타를 발견해서 재발송되었어. 앞으로는 더 꼼꼼하게 확인하도록 할게. SMR이 뭐야? 😮 탄소중립을 위해서는 에너지전환이 필수적인 것 짹짹이들도 알지? 저번 원자력발전 기후식을 복습해보면 우리나라의 에너지 발전 비중은 석탄(35.6%), 원자력(29.0%), 가스(26.4%), 태양열 풍력에너지와 같은 신재생에너지(6.6%) 등등 순이었어. 이 중 두 번째로 많은 에너지를 생산하는 원자력 발전은 방사성원소인 우라늄을 핵분열하여 방출하는 에너지를 전기에너지로 변환하여 전기🔌⚡️를 생산하는 것을 말해. 그런데 최근 기존의 원자력발전소보다 엄청나게 작은 크기의 원자로, 즉 소형 모듈 원자로 SMR이라고 불리는 친구가 주목받고 있어. 이제 SMR에 대해 하나씩 알아볼까? 우선 국제원자력기구(IAEA)에 따르면 SMR은 전기출력 300MW(메가와트)급 이하의 원자로라 정의하고 있어. 우리나라는 동해안을 따라 주루룩 줄지어 있는 대규모 원자력발전단지가 있잖아. 그 크기가 어마무시한데. (높이만 해도 아파트 8층 정도🏢) SMR은 말 그대로 소형! 원자로이기 때문에 기존 원전에 비해 10분의 1에서 100분의 1 이하 수준까지 작아진다고 해. 건설 기간도 짧고 공장에서 모듈로 제작되기 때문에 설치가 용이하고 수송도 편리해 극지 및 오지에 전력 공급이 가능하다는 장점이 있어. SMR 더 알려줘! 🙌 SMR 안전해? 짹짹이들도 알다시피 원자력발전의 가장 치명적인 단점은 원전 사고잖아.💦 2011년 후쿠시마 원전 사고는 해일로 인한 전원상실로 냉각수가 모두 증발하여 원자로가 폭발했어. 냉각수는 원자로 속 핵연료에서 발생하는 고열을 식혀주는 역할을 하는데, 사고로 인해 전원공급에 차질이 생기면 냉각수 공급이 끊기고… 그 다음은…🥶 이러한 원전의 단점을 해결하고자 고안된 게 소형원전, SMR이야. 대형원전은 냉각수 전원이 나가면 연료봉의 붕괴열을 식히는 게 쉽지 않지만, SMR은 애초에 붕괴열이 작아 상대적으로 식히기 쉽다는 거야. 또한 기존의 원전은 주요 기기를 연결하는 배관에서 방사능 물질 누출 위험이 있는데 반해, SMR은 증기발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등 주요 기기를 하나의 용기에 일체화했기 때문에 누출 위험을 최소화하였다고 해. SMR은 원전의 안전성 문제를 보완하고자 만들어졌고, 그래서 당연히 대형원전보다 안전하다는 것을 전제하겠지? (정말 만들어진다면 말야. 그게 무슨말이냐고? 끝까지 봐줘!) 하지만 SMR이 원전의 안전 문제를 완벽하게 해결할 수 있느냐 그건 아직 몰라. 사실 테라파워(Terra Power)가 개발 중인 소듐냉각고속로라는 기술이 영국과 프랑스 등 주요국들이 개발하던 중 화재 폭발로 막대한 비용을 치른 소듐냉각고속증식로와 유사해 일각에서는 SMR의 안전에 대해 우려를 표하고 있어. 비슷한 사고가 일어난 일본도 1995년 일본 몬쥬 고속로 화재 사고로 인해 2006년 폐로를 결정했지만 현재도 연간 약 2,000억 원의 운영비가 투입되고 있어. 소듐과 함께 굳어진 핵연료를 외부로 꺼낼 방법이 없기 때문이야. 사용후핵연료(핵폐기물)은? 자, 저번 원자력 발전 편을 잠깐 복습해보면 원전의 또 다른 골칫거리, 사용후핵연료라고 불리는 핵폐기물들은 원자력발전을 하고 난 후 필연적으로 쌓이는 방사성 쓰레기야. 이렇게 발생한 핵폐기물들은 방사능 노출 정도에 따라 분류가 되어 버려지는데 그 중 다량의 방사능을 뿜고 있는 고준위방사성폐기물은 처분하기가 매우 곤란해. 영구 처분을 위해서는 10만 년 이상의 시간이 걸린다니... 다른 몇몇 원전 보유국들은 지상에 보관할 수 있는 중간저장의 처리 방식까지 하고 있고, 한국은 원전 내 저장하는 임시저장시설밖에 없어 그대로 쌓아두고 있는 실정이야. 사용후핵연료... SMR은 어떨까? 당연히 SMR도 사용후핵연료는 발생해! 다만 2년 이상의 장주기 운동을 통해 사용후핵연료 발생을 최소화하거나, 냉각재를 액체 나트륨으로 바꾸면 최대 95% 이상의 사용후핵연료를 감소시킬 수 있다고는 하는데... 이것도 실현 가능한 것인지는 밝혀지지 않았어. 사용후핵연료를 아무리 줄인다고 하더라도 영구처리까지 10만 년 이상이 걸리는 이 핵폐기물은 계속해서 발생할 거야. 혁신적으로 사용후핵연료 처리 기술이 만들어지면 모를까, 아니면 계속 쌓여가기만 할 핵폐기물들… 어떡해... 효율적이야? 경제적이야? 그렇지만 대형원전이 작아지고 좀 더 안전해진다면 좋은 게 아닐까? 하는 짹짹이들이 있을 거야. 흠 크기는 작아졌지만 여기엔 문제가 있어. 크기가 작아진 만큼 출력량 또한 줄었기 때문이야. 물론 기존의 발전소 크기에 비해 출력량이 비례한 건 아니지만. 우리나라 신고리 4호기의 경우 1,400MW의 전기를 출력하는 데 반해, 현재 우리나라에서 개발중인 혁신형 소형모듈원자로는 170MW가량의 출력량을 기대한다고 해. 크기는 약 100분의 1 이하 수준이지만 출력량은 10분의 1이 넘어. 음 사실 SMR이 작고 크기 대비 출력량이 크다 하여도 기존 원전 1기를 대체 하기 위해서는 SMR을 더 많이 지어야겠지. 건설비가 더 많이 들 테고 이를 하나하나 다 관리하기 위해서는 관리비용이 막대할 거야. 비교적 개발이 더 진행된 뉴스케일파워의 SMR 한 기당 전기출력은 77MW야. 대형원전에 비해 턱없이 부족하지. 뉴스케일파워는 이를 보완하기 위해 12기의 SMR을 묶어 운용한다는 해결책을 내놨어. 그러나 12개를 만들어야 하니 건설비가 더욱 많이 들 거라네… 또한 원전은 크기가 클수록 발전단가가 내려가는데 SMR은 발전단가가 대형원전에 비해 훨씬 높기도 하고. 재생에너지의 단가는 꾸준히 내려가고 있거든. 현재로선 SMR이 가격경쟁력이 있는지 의문이야. 원전을... 더 많이 지어야 한다고? 앞서 얘기한 것처럼 대형원전을 대체하기 위해서는 SMR을 더 많이 지어야 할 거야. 지금도 혹시 모를 안정성에 대한 걱정으로 주민 반대가 심해 원전 시설 부지를 선정하기가 어려워. (사용후핵연료 임시저장시설인 맥스터 증설에도 이렇게 힘겨운데?) 내 집 앞에 소형이지만 원자력발전시설이 들어온다면 반길 사람은 없을 거야. SMR 건설을 위해 지역 사회 합의를 도출하고 그에 맞는 보상이 따라야 할 텐데, 그만큼 사회적 비용 또한 증가할 것은 틀림없어. SMR, 진짜 좋은거 맞아? 🤔 자, SMR에 대해 알아봤어. 어때? 아직 좋은지, 안 좋은지 잘 모르겠다구? 음. 근데 짹짹이들이 이거 하나는 알았으면 좋겠어. 사실 SMR은 아직 이 세상에 존재하지 않는 녀석이야. 엄밀히 얘기하면 상용화가 되지 않았다는 얘기지. 다들 서로의 강점을 부각한 SMR을 개발 중이거나, 개발하겠다고 선언하는 정도에 그쳐 현재(2022년 1월 기준) SMR 분야에서 미국 기업 “뉴스케일파워”만이 미국 원자력규제위원회 NRC에서 세계 최초 설계 심사를 통과했을 뿐. 아직 실체는 없다는 거야. 유니콘 같은 놈…🦄 그럼에도 불구하고 SMR이 이토록 주목받은 이유에는 재생에너지의 간헐성을 보완하고 탄소 배출이 거의 없다는 점이야. 그렇기에 SMR이 가진 가능성이 전혀 없다고도 할 수 없어. 앞서 말한 단점들을 보완하고 혁신적인 기술개발이 이루어진다면 기존 원전을 대체할 가능성도 있겠지? (지속적인 개발과 투자가 필요할 텐데…) 다만 현재로서는 하루라도 빨리 에너지전환을 통해 탄소중립으로 가야 하는데 SMR이 과연 도움이 되느냐는 거야. 언제 완성될지 모를 이 기술에 인류의 미래를 걸기엔 우린 그리 여유롭지 않아. 자, 그동안 SMR을 둘러싼 명과 암에 대해 알아보았어. 계속 강조하고 있지만 아직 실체가 없는, 완전하지 않은 그러한 기술이기에 장점과 단점 모두 현재로선 예측과 기대일 뿐이야. SMR이 재생에너지를 대체할 수 있는 유일한 대안이라는 과장된 해석은 금물이라는 말 하고싶어. SMR과 관련한 국내외 이슈 국내이슈🇰🇷
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