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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.

원자력발전에대한설명
원자력발전에대한설명

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.

[전문가 칼럼] 신규 원전, 해법은 이익공유 모델

신규 원전, 해법은 이익공유 모델

 

노동석 에너지정보문화재단 원전소통지원센터장

 

전남 신안군의 인구가 증가했다. 1004개 섬을 보유하며 인구 고령화와 지방소멸 위기 고위험군에 포함됐던 신안군의 인구가 2014년 이후 처음으로 증가한 것이다. 인구 증가는 전국 최초로 시행된 신재생에너지 개발이익 공유제효과다. 쏠라시티발전소가 자리잡은 안좌면은 38, 이웃한 지도읍은 51명의 인구가 순 유입됐다. 박우량 신안군수는 "태양광 이익공유 정책이 인구 유입에 획기적인 역할을 하고 있다"면서 "30세 이하는 전입 때 바로 태양광 배당금을 지급받을 수 있어 청년층이 많이 늘어날 것으로 보인다"고 경제적 인센티브와 인구유입의 인과관계를 설명했다.

 

신안군의 신재생에너지 개발이익 공유제는 다른 지역 재생에너지 발전의 롤모델이 되고 있다. 군산시와 서부발전이 공동으로 추진하는 새만금육상태양광 2구역 사업, 지역 번영회와 이익공유 및 농어촌상생협력기금을 지원하는 한국난방공사의 강원도 정선 태양광발전소, 적극적인 지역사회 참여를 이끌어낸 남동발전의 해창만 수상태양광등 사례는 수 없이 많다. 이제는 지역상생 모델이 재생에너지 사업의 기본이 됐다.

 

이익 공유제는 지역의 적극적인 협조를 통한 공기단축과 금융비용 절감, 지역업체의 사업참여 확대 등 지역경제 활성화에 기여할 수 있다. 이익공유 약속이 없는 양수발전소도 비슷하다. 전체 인구가 16000명으로 전국에서 인구가 가장 적은 경북 영양군은 양수발전소 유치에 사활을 걸고 있다. 범 군민 유치위원회가 설립됐고, 지난 8월에는 양수발전소 유치를 위한 릴레이 캠페인을 벌였다. 수 백억원의 지역발전 지원금 확보, 연간 14억원의 지방세 수입등 직접적인 혜택과 함께 장기적으로 관광자원이 될 수 있다는 기대 때문이다. 10여년 전 영양댐 건설이 주민들의 반대로 무산된 것은 옛날 얘기가 됐다.

 

재생에너지 발전이 이익 공유, 지역상생 컨셉트의 효시는 아니다. 십 수년 전 국내 굴지의 기업들은 원전사업의 민간 참여를 추진했었다. 전문인력을 스카웃하고 회사 내에 원전사업 조직을 만들었으며, 민자원전 타당성 용역을 발주하는 등 대대적으로 투자를 단행했다.2030년까지 신규원전 규모가 400여기에 달할 것으로 전망됐던 시기였다. 당시 필자가 정부에서 위탁 받아 수행한 과제가 원전산업 선진화를 위한 민간참여 타당성 연구. 몇 가지 방안이 검토됐지만 특수목적법인(SPC) 설립이 가장 현실적인 대안으로 호응을 받았다. 대안의 핵심 중 하나가 원전사업을 개방해 SPC에 지자체(주민)를 포함시키는 것이었다, 지자체가 부지 제공 등의 투자를 통해 주주가 되고 발전소 운영기간 동안 이익을 공유할 수 있게 하자는 구상이었다. 하지만 후쿠시마 사고로 이 계획은 없던 일이 됐다.

 

후쿠시마 사고 후 12년이 흘렀다. 기후위기, 우크라이나 전쟁 장기화 등으로 에너지안보와 탄소배출 저감, 변동성 재생에너지의 보완 수단으로서 원전이 재평가되고 있다. 우리도 실행가능하고 합리적인 에너지믹스 재정립을 목표로 원전을 중시하는 정책을 추진하고 있다. 조기착수된 11차 전력수급기본계획에 신규원전이 반영될 것이라는 예상이 일반적이다. 11차 전기본에 신규원전이 반영되면 당장 착수해야 하는 일이 지역의 수용성을 전제한 원전입지확보다. 원전 수용성이 예전보다 좋아진 것도 사실이다. 지역 이장협의회의 원전유치 플래카드가 걸리고 자생적 친 원전시민단체가 생겼으며 반원전 시위에 맞불 집회가 열리는 것도 전에 없던 일이다.

 

혁신형 SMR 국회포럼은 SMR 선두주자와의 격차를 해소하고 조기에 사업화를 추진하려면 SPC가 필요하다는 의견을 냈다. 10여 년 전 필자의 구상과 같다. 굳이 이익공유, 상생 등의 용어를 쓰지는 않지만 세계적으로도 원전 소유형태는 국영, 공영, 민간 또는 혼합형태가 혼재 할 뿐 아니라 소유와 운전이 분리돼 민간 또는 지자체가 원전사업에 지분참여할 수 있다.

 

과제 수행 당시 에너지 전문변호사의 자문보고서 중 일부이다. "현행 전기사업법 하에서 전력산업에 대한 민간의 참여는 동법이 정하는 허가의 요건을 구비하는 한 원칙적으로 허용된다. 그밖에 원자력안전법 등에서도 발전용 원자로 등의 건설허가는 공기업에 국한하지 않는다." 이는 법률적 관점에서 지자체나 민간의 원전산업 참여에 문제가 없다는 말이다. 이익 공유, 지역상생 모델이 재생에너지 사업의 전유물은 아니다.


출처 한국에너지정보문화재단

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정책

원전해체산업 육성전략

20년대 중반 이후 설계수명이 만료되는 원전이 확대되는 상황에서, 고리1호기 해체를 기술역량 축적 및 산업 생태계 창출의 기회로 삼고 글로벌 시장진출을 도모하고자 2019년 4월 17일 원전해체산업 육성전략이 발표되었습니다. 이번 전략으로 건설-운영 등 기존 선행 주기에 해체-폐기물 관리 등 후행 주기 분야까지 더해 원전산업 전반의 경쟁력을 확보하고, 원전기업의 새로운 먹거리 창출을 통한 지역의 경제활력 제고에도 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.

세계 원전해체시장 현황

  • IAEA국제원자력기구에 따르면, 전 세계적으로 450대의 원전이 가동 중이고 이중 30년 이상 가동 중인 원전은 300대가 넘습니다.
    사실상 세계 원전 시설이 노후화 단계에 접어들면서, 세계 각국은 투자회수율이 낮아진 원전을 대상으로 원전해체를 진행하고 있습니다.
  • 영구 정지된 원전 173대 중 안전하게 해체가 완료된 원전은 20기입니다.
    원자력 선진국으로 손꼽히는 미국, 독일, 일본이 각각 16기, 3기, 1기의 원전을 해체한 경험이 있습니다.

주요국가 원전해체 진행 현황

(IAEA-PRIS 2019년 3월 기준, 단위 : 개)

  • 미국해체계획:6 ,해체진행중:13,해체완료:15,총:35,우크라이나 해체진행중:4 총:4

  • 영국해체계획:4 ,해체진행중:13,총:30,슬로바키아 해체계획:3 총:3

  • 독일해체계획:9 ,해체진행중:16,해체완료:3,총:28,스페인 해체계획:1 , 해체진행중:2 총:3

  • 일본해체계획:13 ,해체진행중:4,해체완료:1,총:18,리투아니아 해체진행중:2 총:2

  • 프랑스해체계획:2 ,해체진행중:10 , 총:12,아르메니아 해체진행중:1 총:1

  • 캐나다해체계획:3 ,해체진행중:3, 총:6,벨기에 해체진행중:1 총:1

  • 러시아해체계획:2 ,해체진행중:4 ,총:6,카자흐스탄 해체계획:1 총:1

  • 스웨덴해체계획:2 ,총:3, 총:5 , 한국 해체진행중:1 총:1

  • 불가리아해체계획:4 , 총:4, 네덜란드해체계획:1 총:1

  • 이탈리아해체계획:4 ,총:4,스위스해체계획:1 총:1

  • 미국 : 총35
  • 영국 : 총30
  • 독일 : 총28
  • 일본 : 총18
  • 프랑스 : 총12
  • 캐나다 : 총6
  • 러시아 : 총6
  • 스웨덴 : 총5
  • 불가리아 : 총4
  • 이탈리아 : 총4
  • 우크라이나 : 총4
  • 슬로바키아 : 총3
  • 스페인 : 총3
  • 리투아니아 : 총2
  • 아르메니아 : 총1
  • 벨기에 : 총1
  • 카자흐스탄 : 총1
  • 한국 : 총1
  • 네델란드 : 총1
  • 스위스 : 총1
  • 해체계획
  • 해체진행중
  • 해체완료

주요 내용

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.

  • 초기시장 창출 및 인프라 구축
    • - 본격 원전해체 시작 전인 ’22년까지 해체물량 조기발주, 상용화 R&D 등 민.관 합동으로 대규모 선제 투자 추진
    • - 원전해체 사업 세분화(폐기물 처리시설 구축, 해체 공사용 장비 구매, 해체 계획서작성 등) 시행 가능한 것부터 조기발주 착수
    • - 원전해체연구소를 설립하고 등 관계부처 및 관련 연구기관과 공동으로 기술 고도화 및 상용화를 위한 연구개발을 적극 추진
  • 원전해체 전문 강소기업 육성
    • - 원전기업이 해체분야로 사업을 전환하여 역량을 키워나갈 수 있도록 생태계기반, 인력, 금융 등 종합지원 추진
    • - 지역과 협력하여 인근 산업단지 등을 중심으로 지역별 특성을 반영한 기업집적 및 생태계 활성화를 추진
    • - 기존의 원전인력을 해체 수요에 맞게 단계적 전환을 유도하는 등 전문인력 양성
  • 단계적인 글로벌 시장 진출 지원
    • - 해체실적(Track-record)이 중요시되는 해체시장 특성상, 고리 1호기 실적을 토대로 3단계에 걸쳐 해외진출 추진
      • ①해외 해체원전 단위사업 수주(’20년대 중반) ②원전 운영 경험 등이 상대적으로 부족한 제3국에 선진국과 공동진출(‘20년대 후반) ③제3국 단독진출(’30년대 이후) 3단계에 걸쳐 단계적으로 글로벌 시장에 진출
  • 제도기반 구축 및 대국민 정보공개 확대
    • - 안전한 해체관리를 위해 관련 규정을 정비하고 폐기물 등에 대한 안전관리 강화 및 관련 정보공개 확대로 대국민 이해도와 신뢰도 제고
    • - 전문기업 확인제도 운영 등 산업육성을 위한 제도적 근거를 신설하고, 안전기준 명확화
    • - 해체 세부기준 조기 마련 추진

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