원자력
원자력발전은 핵분열 반응으로 발생하는 열을 사용해 물을 증기로 만들고, 그 증기로 터빈을 돌려 전기를 만드는 방법이다. 핵분열은 크고 무거운 원자핵이 외부의 강한 힘으로 쪼개지는 현상을 말한다. 원자력은 자연계에서 가장 무거운 원소인 우라늄을 이용한다. 우라늄 원자핵에 빠르게 움직이는 중성자를 충돌시키면 바륨, 크립톤, 스트론튬, 제논과 같은 더 가벼운 원소로 쪼개지면서 에너지와 중성자를 함께 방출한다. 이 중성자는 다른 우라늄 원자핵과 반응하여 다시 에너지와 중성자를 생성하고, 이러한 과정이 반복되어 일어나므로 핵분열 에너지를 긴 시간에 걸쳐 꾸준하게 얻을 수 있다. 이 에너지로 물을 끓여서 터빈을 돌려 전기를 얻는 것이 바로 원자력발전이다.
원자력 (2021년 기준) (출처 : 한국전력)
발전비중 : 27.4%
발전량 : 158,015GWh
원자력발전은 우라늄-235가 2~5%만 농축되어 있는 저농축우라늄을 핵연료로 사용하여 18개월 내외의 발전주기 동안 핵분열이 지속적으로 서서히 일어나도록 한다. 또한 붕소로 이루어진 제어봉으로 핵분열 연쇄반응을 멈추게 할 수도 있다. 발전 과정에서 이산화탄소는 거의 발생하지 않으며 산업 전체로 보더라도 화석연료 발전에 비해 탄소배출량이 적다.
원자력발전은 에너지를 만들어내는 과정에서 방사선과 방사성 물질이 발생하기 때문에 최우선적으로 고려하는 것이 안전성이다. 우리나라 원전은 방사성물질이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위해 다섯 겹의 5중 방호벽으로 이루어져 있다. 또한 불의의 고장이나 사고로부터 안전성을 높이기 위해 다중성·다양성·독립성 3가지의 설계 원칙을 따르며, 지진이나 해일 등 자연재해에도 대비 하고 있다.
원자력발전에 있어 선결과제로 꼽히는 것은 사용후핵연료 처리 문제이다. 말 그대로 핵연료물질을 발전용 또는 다른 방법으로 핵분열시킨 후 배출되는 고준위 방사성 폐기물을 뜻한다. 겉으로 보기엔 일반 핵연료물질과 차이가 없지만, 이미 핵분열 반응을 했기에 고열을 방출하고 그 방사선의 반감기가 길어 세심한 관리 보관이 필요하다. 핵연료를 다 쓰고 나면 열이 식을 때까지 수조에 임시 보관 후 방사능이 어느 정도 낮아지도록 원전 내에 중간 저장하고 있으나 포화 시점이 다가오고 있다. 최종 단계인 영구처분을 위한 기술 개발과 관리계획에 대해서는 심도깊은 논의가 필요하다.
KEPCO 국내 탄소가격과 원전정책조합의 발전부문 온실가스 감축 효과 2050 NET ZERO
2030 국가 온실가스감축목표(NDC)의 이행 국가별 NDC는 각국의 기후변화대응 정책의 핵심으로 2021년 10월, 우리나라는 2030 온실가스 배출 목표를 상하였습니다. 국내 전환(발전)부문 온실가스 배출 목표를 192.6백만tCO2eq에서 149.9백만tCO2eq으로 강화하였고 올해 3월, 총 145.9백만tCO2eq으로 배출목표를 수정하였습니다. 2030 NDC의 부문별 온실가스 감축목표 (수정 NDC 23.3월) 단위: 백만tCO2e 수소 8.4 타 부문 123.2 전환 145.9 산업 230.7 총배출량 합계 : 436.6 (40.0%) 전환 (45.9%) 산업 (11.4%) 타 부문 수소
전기화 필연성과 발전부문 온실가스 규제 전기화는 탄소중립 달성을 위한 핵심 수단으로, 이를 위해 전력생산 과정(발전부문)에서의 저탄소화 실현은 필수입니다. 2030 발전부문 NCD 달성을 위해서는 시장 왜곡을 최소화하면서 보다 비용 효과적으로 온실가스 배출을 위한 정책간 조합이 필요합니다. 직접 규제방식 정책당국이 오염물질 배출자의 선택이나 대안을 직접 조정하는 방식 석탄 발전 상반제 시장기반 규제 방식 발전사업자가 온실가스배출용을 부담하게 만들어 탄소저감을 유도하는 방식 가격규제 탄소세 물량규제 배출권거래제
가격 기반 규제 및 원전 활성화 정책 조합 시 온실가스 감축효과 탄소세(2~4만원/tCO2eq)와 원전 계속운전 정책 조합의 온실가스 감축효과를 4가지의 시나리오로 구분하여 전력시장을 모의한 결과 원전 계속운전으로 약 23.6백만tCO2eq의 온실가스 감축될 경우 발전 부문 2030 NDC 달성에 있어 탄소세는 약 44.3~67.4%의 영향을 미치며, 원전 계속운전은 32.6~55.7%의 영향을 미치는 것으로 평가할 수 있습니다. 시나리오 구분 9차 대비감축량 9차 기준 시나리오 탄소세 총배출량 원전 계속 운전 감축량 감축량 탄소세 없음+모든 원전 계속운전 202.4 S1 23.6 23.6 (100.0) S1+ 42.4 탄소세 2만원 /tCO2e S2 S3 178.8 18.8 (44.3) 23.6 (55.7) S1+ 탄소세 3만원 /tCO2e 탄소세 4만원
탄소가격 정책과 원전 정책 조합의 주요 시사점 원전 이용 확대는 발전 부문의 온실가스 배출량 감축에 상당한 역할을 합니다. 그러나 발전 부문 2030 NOC는 원전 계속운전 정책으로 달성할 수 없다는 한계점도 명확합니다. 탄소세 등 추가적인 탄소저감 정책을 도입하여 시너지 효과를 유발하는 등 목표 달성을 위한 종합적인 고려가 필요할 것입니다. CARBON TAX
정책
(IAEA-PRIS 2019년 3월 기준, 단위 : 개)
원전해체를 원전산업의 새로운 먹거리로 육성함에 따라, 2035년까지 세계 원전해체 시장 점유율 10%를 달성하고 세계 5위권 이내로 진입하는 것을 비전과 목표로 4대 과제를 담고 있습니다.