SMR(소형원자로)의 희망과 현실

영국과 한국의 전력공급계획에 대한 생각에 대한 생각
"SMR의 가장 큰 문제 중 하나는 존재하지 않는다는 것입니다.”
"One of the biggest problems for SMRS is that they don't exist,"
전 미국 원자력 규제위원회 위원장 인 앨리슨 맥팔레인(Allison Macfarlane)

최근, 차세대 원자력 기술인 소형모듈형원자로(SMR)이 주목을 받으며 관련 기업의 주가 역시 거침없이 올라 가고 있다. 2050년 탄소중립의 목표는 화석연료 의존도가 높은 현재의 상황을 고려할 때 매우 도전적인 점은 명확하다. 태양광, 풍력, 배터리 등 이미 빠르게 확산되고 있는 주요 핵심 기술도 존재하나 원자력 역시 필요 하다는 목소리 역시 상존한다.

10년 전 원전은 2기에 5~6조 원의 비용으로 통용되었으나, 현재 대한민국에서 2022년 준공된 신한울 1, 2 호기의 경우 10조 원이 초과되었고, 건설 중인 1,400MW급 2기 새울 3, 4호기의 경우 11조 원 이상으로 추정 된다. 너무 비싸게 느껴지는가? 그러나 미국과 영국의 사례를 살펴보면, 한국의 건설비 증가는 상대적으로 작 은 편이다. 미국에서 2023년 7월 상업운전을 시작한 보그틀(Vogtle) 3호기의 경우 1,250MW 용량에 31억 달러(약 40조 원)라는 비용이 들었으며, 영국의 힝클리 포인트 C는 3.2GW에 450억 파운드(약 80조 원) 이상 이 소요될 것으로 예상된다. 서방권에서 원자력 산업 생태계는 사실상 붕괴했다. 이유는 간단하다. 너무 비싸 기 때문이다.

그래서 원자력 생태계에서는 그 대안으로 소형원자로(SMR)를 강력히 밀고 있다. 여러 기능적 개선이 있지만 가장 큰 추진 이유는 민간 주도의 생태계 형성이 가능해 보이기 때문이다. 수십 조가 초과하는 수퍼 메가 프로 젝트는 정부가 납세자의 돈으로 보증하고 지원하는 형태가 필수적이다. 그러나 그 프로젝트 규모를 줄인다면, 민간에서도 접근가능하다. 그리고 아직 SMR 첫호기가 가동되고 있지는 않지만 기술 개발이 계획대로 잘 이뤄 져, 대규모 수요가 생성된다면 레고블록처럼 어디선가 생산하고, 어디선가해서는 설치하는 형태로 확산이 가 능해진다. 흡사, 반도체의 TMSC처럼 원자력 역시 생산만 전담하는 곳에서 대량 생산하면 비용을 낮출 수 있 다는 구상을 가지고 있다.

원자력 비중이 높은 미국, 유럽의 국가들은 공통점이 있다. 바로, 원자력의 평균 연식이 높다는 데 있다. 그래 서 이를 대체할 수 있는 기술이 필요하다. (물론, 원자력 산업 생태계 관점에서는 특히 그렇다.) 원자력 기술을 새로운 원자력 기술로 대체하는 수요가 존재하고, 이를 위한 프로젝트가 여기저기서 기획되고 있다. 아직, 상 용화를 달성한 곳은 없으나(중국이 이미 상용화에 근접했거나 이미 달성했다는 주장이 있으나 신뢰도가 높지 않으며, 해당 기술을 미국, 유럽에서 도입할 가능성은 매우 희박하다) 상용화를 위한 프로젝트는 활발히 진행 중이다.

조금 더 깊은 이해를 위해 영국 사례를 분석해 보겠다. 2024년 시점에서, 영국에서 가동 중인 원자력 발전소 는 총 8기(9.5GW)이며, 전체 전력 생산의 약 15%를 차지한다. 평균 연식은 40년에 이르며, 대부분의 현존하 는 원자력 발전소가 2030년대에 폐쇄될 예정이다. 이를 대체하기 위해 소머셋 지역에 3.2GW 용량의 힝클리 포인트 C가 건설 중이며, 서퍽에 3.2GW 용량의 사이즈웰 C가 계획되고 있다. 2050년까지 24GW 운영을 목 표로 하고 있기 때문에, 이 두 신규 원전을 제외하더라도 16GW 이상의 전력 공급 공백이 발생한다. 영국은 이 공백을 SMR로 대체할 방안을 구상 중이다. 이를 위해 2022년 Great British Nuclear (GBN)을 설립하였으 며, SMR 기술 개발을 위해 최대 200억 파운드(약 33조 원)을 투입할 계획이다. GBN에서는 최초의 SMR 가 동을 2023년 7월 에너지부 장관 그랜트 샤프스(Grant Shapps)이 제시한 2030년대 초보다는 늦은 2030년 대 중반을 목표하고 있다.

그러나 이런 초기 기술에 지나치게 의존하는 것을 경고하는 목소리 역시 크다. 미국 원자력 규제위원회 위원 장인 앨리슨 맥팔레인(Allison Macfarlane)은 “SMR의 가장 큰 문제 중 하나는 존재하지 않는다는 것입니 다.”라고 말하기도 한다.장기 국가 정책은 다양한 이해관계를 반영하며, 기술 전문가들은 충분한 연구 자금과 실제적 추진을 위한 설득이 필요하다. 이 과정에서 '지나친 낙관'이 계획에 반영되는 일은 이상하지 않다. 그 러나 이러한 속성으로 인해 장기 계획은 현실성이 결여될 수 있다. 희망과 현실의 차이는 크며, 돌파적 기술이 초과 달성될 가능성도 있지만, 원하는 대로 되지 않는 잔혹한 현실을 경험할 가능성이 더 크다.

오늘(2024년 5월 31일) 발표된 전력수급계획에 SMR이 포함되었다. 아직 구현되지 않았으나 희망사항이 담 겼다고 볼 수 있다. 시장은 정부의 계획을 먼저 눈치챘는지, 발표 며칠 전부터 관련 기업의 주가가 상승했다. 다만, 이러한 계획은 실체가 있을까? 아니면 단순한 희망사항일까? 희망을 가지는 것은 나쁘지 않지만, 현실을 직시하는 것이 더 중요하다. 희망과 현실의 간극이 존재하며, 그 간극은 한마디로 '높은 불확실성'이라 말 할 수 있다. 그 불확실성을 제거하기 위해서는 구체적이고, 실제적인 추진이 필요하다. 안타깝게 대한민국에 서 그렇다고 단언하기는 어렵다고 본다.

덧붙이자면, SMR 기술에 대해 지나치게 비판적일 필요는 없다. 이는 탄소 배출을 줄일 수 있는 기술이며, 미 국, 영국, 프랑스, 중국, 일본, 한국, 러시아 등 원자력 기술 생태계가 존재하는 주요 국가에서 추진 중인 기술 이다. 강조하고 싶은 점은 너무 큰 희망은 단기적으로 이익이 될 수 있지만, 중장기적으로는 독이 될 위험도 있다는 것이다. 희망적 시각이 정책에 반영되었다면, 비판적 시각도 균형을 맞추기 위해 필요하다.

참고 문헌:

1. https://www.ft.com/content/46a0b8c9-832e-463d-b5ff-2a8411b23b02
2. https://www.hani.co.kr/arti/society/environment/1142902.html
3. https://namrc.co.uk/intelligence/uk-new-build/
4. https://www.nsenergybusiness.com/features/new-nuclear-power-plants-uk/
5. https://publications.parliament.uk/pa/cm5803/cmselect/cmsctech/626/report.html

작성자 : ESC 지구환경에너지위원회 위원장 김선교(한국과학기술기획평가원, 전기공학)