울산시가 미래 성장동력으로 낙점하고 역점 추진 중인 SMR(Small Modular Reactor·소형모듈원전) 기술 개발 사업에 먹구름이 끼고 있다. 시는 SMR 기술 개발을 주력 산업인 조선해양 산업에 접목시켜 시너지 효과를 내겠다는 계획이지만, 당장 내년부터 시작해야 할 2단계 기술 개발을 위한 국비 지원이 중단될 위기에 처해 사업 포기를 우려해야 할 판이다. 이에 본보는 3차례 기획을 통해 SMR 사업의 중요성과 울산 기술 개발 사업의 당위성 등을 살펴본다.
◇노후 석탄화력발전 대체 에너지원
SMR은 대형 원전(1000~1400MWe급)이나 중형 원전(300~700MWe급)보다 전기 출력이 작은 원전을 말한다. 국제원자력기구(IAEA)는 전기 출력이 300MWe이하 원전을 SMR로 분류하고 있다.
SMR은 모듈화를 통해 공장 제작과 현장 조립이 가능한 원전이다. 원자로와 냉각제, 가압기 등 주요 기기를 용기 하나에 일체화해 크기를 대폭 줄일 수 있다.
이에 전 세계가 탈탄소 추세를 보이는 가운데 대형 원전의 단점을 보완할 수 있는 SMR 기술 개발이 잇따르고 있다.
2021 영국국립원자력연구소의 연구 자료에 따르면 SMR은 2035년까지 65~85GW 규모의 시장(390조~620조원 규모)을 형성할 것으로 전망되며, 2050년에는 2000GW이상까지 폭발적으로 성장할 것으로 예상된다.
국내로 눈을 돌릴 경우 2030~2040년 매년 약 100조원 이상의 노후 석탄화력발전소 교체 수요를 놓고 SMR이 천연가스 등과 경쟁할 것으로 예측된다.
◇건설 기간 짧고 비용도 저렴
SMR은 가압기, 냉각재 펌프, 증기 발생기, 노심 및 핵연료 등 구성 요소가 모두 하나의 모듈 안에 조립돼 들어간다. 일체형 제작이 가능하다는 것은 건설 기간이 짧고 건설 비용도 상대적으로 저렴하다는 것을 의미한다.
발전단가는 대형 원전보다 ㎾h당 최대 100%가량 높지만 화석연료보다는 크게 저렴한 편이다.
특히 SMR은 대형 원전보다 상대적으로 안전하다는 장점도 있다.
미국 NuScale형 SMR의 안전성 기준은 10억년에 1회 빈도의 노심 손상이다. 이는 10만년에 1회인 대형 원전의 노심 손상 확률 기준과 비교해 무려 1만배나 높은 수치다.
또 사고가 발생했을 때 대형 원전의 방사선 비상계획구역(EPZ, Emergency Planning Zone)은 16㎞ 안팎인 반면 SMR은 300m에 불과하다. 특히 UNIST에서 개발 중인 납냉각고속로(LFR) 방식의 SMR은 방사선 비상계획구역이 거의 ‘0’에 수렴한다.
이밖에 SMR은 냉각 방식에 따라 발전용수가 적게 들거나 아예 들지 않아 내륙에도 건설할 수 있다는 장점도 있다.
◇조선해양 산업과의 접목 가능
SMR의 장점 중 하나인 소형·경량화가 가능하다는 것은 선박에 탑재할 수 있다는 것을 의미한다. 시는 국제해사기구의 온실가스 배출 규제를 해결할 대안으로 조선해양용 SMR 기술 개발을 진행하고 있다.
시가 개발 중인 LFR 방식의 SMR은 선박 침몰 시 냉각재가 고체화되므로 심해 고압에서도 원자로용기 함몰을 억지하고 방사능 유출을 방지하는 특성이 있어 조선 해양용으로 가장 안전하다는 평가를 받고 있다.
또 40년 무교체로 선박에 한번 탑재하면 사실상 선박 수명이 다할 때까지 연료 교체 없이 사용이 가능하다는 장점도 있다.
이에 시는 기술 개발 후 단기적으로는 해양 원자력 수소생산 플랜트 건설에, 장기적으로는 원자력 추진 무탄소 선박에 SMR을 활용할 계획이다.
울산시 관계자는 “SMR을 탑재한 선박을 건조할 경우 대규모 수출 산업 창출 및 고용 증대 효과가 예상된다”며 “지역의 우수한 조선해양 인프라를 바탕으로 경쟁에서 승리할 경우 2030년에는 9조원 규모의 SMR 수출이 기대된다”고 밝혔다.
이춘봉기자 bong@ksilbo.co.kr
