[Tech 스토리] 차세대 원전 SMR, 대형 원전과 뭐가 다를까

기사입력 : 2024년09월29일 09:28

최종수정 : 2024년09월29일 09:28

SMR와 대형 원전 가장 큰 차이는 '크기'와 '집약도'
아직 상용화 이전이라 해결 과제도 많아
국내선 두산에너빌리티가 선도

기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 조수빈 기자 = 차세대 에너지원으로 꼽히는 소형모듈원전(SMR). 뉴스에는 많이 나오지만 사실 아직도 낯선 개념인 것은 맞습니다. 쉽게 말하면 미니원전입니다만 크기만 작게 만든 것이 아니라 우리가 흔히 알고 있는 대형 원전을 하나의 '원자력 캡슐' 안에 넣어둔 것이 좀 더 올바른 설명입니다.

전통적인 원전과 대표적인 SMR 기업 '뉴스케일 파워'의 SMR 모형. [사진=뉴스케일파워 홈페이지 갈무리] 2024.09.26 beans@newspim.com

그렇다면 대형 원전과 SMR은 어떤 차이가 있을까요. SMR은 우선 전기 출력 300메가와트(MWe)의 소형 원자로입니다. 대형 원전은 1000~1500 MWe에 달하니 크기 면이나 발전 용량은 기존 원전보다는 훨씬 작습니다. 대신 집약도는 훨씬 크죠.

생김새도 달라요. 원전 하면 연상되는 돔 형태의 건물은 원자로가 위치한 격납 건물입니다. 원자로를 보호하기 위해 두꺼운 돔 형태의 콘크리트 보호막이 쳐져 있죠.

이외에도 대형 원전은 원자로, 증기발생기, 냉각재 펌프, 가압기, 냉각탑 등 각각의 구성 요소가 하나의 건물을 차지하고 있는 형태로 구성돼 있습니다. 즉 우리 눈에 보이는 모든 건물이 다 각각의 구성 요소라는 거예요. 각각의 역할을 맡고 있는 건물들은 하부 배관 등으로 연결돼 하나의 원자력 발전소로 움직이게 되는 거죠.

SMR은 이 각각의 건물이 하나의 용기에 압축돼 있는 버전이에요. 하나의 밀폐된 격납 용기를 만들고 그 안에 원자로, 가압기, 펌프 등의 요소를 넣은 거예요. 보통 원기둥 모양의 격납 용기를 채택하고 있어요. 기존 원전보다 훨씬 덩치가 작아진 덕분에 선박 등 이동수단에까지 실을 수 있다고 합니다.

크기가 작아지면서 설치 부지에 대한 부담도 대형 원전보다는 줄어들었어요. 냉각수 등의 문제로 해안가 부지를 확보해야 하는 기존 원전과는 달리 SMR은 지하 설치도 가능하다고 알려졌거든요.

SMR의 특징 중 하나인 모듈식 설계 덕분에 건설 현장에서 모든 것이 이루어지 않아도 된다는 점이 강점이에요. 공장에서 생산 후 현장으로 운송해 그 자리에서 조립해도 될 정도로 작으니까요. 덕분에 SMR은 부품 수나 건설 비용에서 기존 원전의 약 10분의 1 정도로 효율화를 이룰 수 있습니다.

안전성도 확률로는 어느정도 입증이 됐습니다. 원전의 중대사고 발생 가능성은 노심 손상 빈도(CDF)라는 지표를 기준으로 이야기 하는데 이 기준으로 보면 SMR은 기존 원전 대비 사고율이 3000분의 1 수준이에요.

물론 가장 큰 한계점은 자료도 기존 원전 대비 충분하지 않은 '미지의 영역'이라는 SMR의 정체 자체입니다. 아직까지 SMR을 본격적으로 상용화한 국가도 없죠. 기술이 개발 단계에 있기 때문에 건설단가도 발전단가도 기존 원전보다는 높은 수준입니다. 실제로 SMR을 가동하는 단계에서 새로운 안전 문제가 발생할지도 모르죠.

그럼에도 불구하고 많은 국가와 기업들이 SMR을 주목하고 있는 이유는 앞서 언급한 '효율성' 때문입니다. 미국 국립연구소(INL)는 2050년까지 신규 건설 원전 가운데 SMR 비중이 절반 수준까지 확대될 것으로 전망하고 있어요. 그만큼 SMR에 대한 기대감이 크다는 이야기입니다. 우리나라에서도 K-원전을 이끄는 주역들이 SMR 상용화를 위해 기술 개발에 나서고 있어요.

가장 주목받고 있는 곳은 두산에너빌리티인데요. 두산에너빌리티는 기존 원전 사업에서 더 나아가 SMR 사업모델을 구상하고 있습니다. 두산에너빌리티는 향후 5년간 연 4기 이상의 대형원전 제작 시설을 안정적으로 확보하는 한편, SMR은 5년간 연 20기 규모의 제작시설을 확충한다는 목표를 세웠어요. SMR 전용 공장도 짓고 있습니다.

기술이 열리고 있으니 시장을 열어주는 정부의 움직임도 필요한 상황입니다. 다른 국가들은 벌써 SMR을 위한 규제 풀기에 나섰어요. 대형 원전과는 다른 안전 구역 설정과 핵 폐기물 발생에 대한 방폐장 건설 등이죠.

미국은 지난해 SMR의 방사선 비상계획구역(EPZ)의 범위를 따로 설정할 수 있도록 해 SMR의 경제력을 확보해둔 상태입니다. EPZ는 방사선 누출 사고에 대비한 주민 보호 대책이 필요한 구역이에요. EPZ가 넓을수록 원전에 들어가는 대비 비용이 커지죠.

그러나 아직까지 한국은 관련 제도 정비가 이루어지진 않은 상태예요. 아직까지 한국의 SMR의 EPZ는 대형 원전의 기준을 따르고 있는 상태입니다. SMR 이라는 '뉴클리어(Nuclear)' 에너지 생산 방식의 등장에 맞는 '뉴' 정책의 등장도 기대해봐야겠습니다.

beans@newspim.com

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