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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.

[언론인 칼럼] 원전과 공존하는 프랑스

원전과 공존하는 프랑스
 
전자신문 변상근 기자
 
 
지난 6월 프랑스의 원자력발전 산업을 취재하기 위해 파리를 방문했다. 프랑스는 세계적으로도 손꼽히는 원전 강국이다. 국내 발전량의 약 70~80%를 원전으로 공급한다. 운영 중인 원전대수도 미국에 이어 세계 2위를 차지하고 있다. 사용후핵연료를 재처리하면서 원전 효율을 끌어올렸고, 원전 수출과 함께 사용후핵연료 재처리 사업을 산업화하려는 모습이 인상적이었다.
 
프랑스 국영 원자력그룹 아레바가 라하그 지역에 건설한 재처리 시설
사용후핵연료 저장·보관할 때는 부식되지 않도록 물의 온도와 불순물 농도 등을 제어하는 고도의 기술이 필요하다. 
사진은 프랑스 국영 원자력그룹 아레바가 라하그 지역에 건설한 재처리 시설. Ⓒ Areva
 
현지 취재할 당시 프랑스 샹파뉴 지역의 작은 마을 ‘노장 쉬르센(Nogent-sur-Seine)’을 방문했다. 이 마을은 파리의 시작점인 노트르담 대성당에서 약 110km, 자동차로 약 2시간을 운전하면 갈 수 있는 거리에 위치했다. 우리나라로 치면 서울에서 강원도 원주 정도의 거리라고 생각하면 된다. 고풍스러운 성당을 중심으로 오래된 가옥이 즐비한 이 마을은 외지인들로 북적였다. 현지인들에게는 꽤나 유명한 관광지라고 한다.
 
센강 상류를 끼고 있는 노장 쉬르센에서는 ‘NOGENT-1’, ‘NOGENT-2’ 원전을 운영하고 있다. 두 원전은 각각 1987년과 1988년에 상업운전을 시작했다. 센강 상류 물을 냉각수로 활용하는 점이 특징이다. 우리나라로 치면 한강 상류 지역의 물을 냉각수로 활용해 원전을 가동하고 있는 것이다. 통상 수도권과 멀리 떨어진 해안가에 원전이 자리 잡은 우리나라 상황을 고려하면 상당히 낯선 풍경이다.
 
프랑스 ‘노장 쉬르센(Nogent-sur-Seine)’ 원전 전경(22.6.24)
프랑스 ‘노장 쉬르센(Nogent-sur-Seine)’ 원전 전경(22.6.24)
 
최근 프랑스 정부가 노장 쉬르센의 원전 2기 수명 연장을 승인했다. 건설한 지 30년이 넘은 원전임에도 이 지역 주민들은 수명연장을 오히려 반겼다고 한다. 노장 쉬르센은 원전을 건설하면서 협력업체들이 인근에 자리 잡았고, 지역경제가 상당히 살아났다. 지역경제 활성화 차원에서 원전 유치가 꼭 필요하다는 것이 노장 쉬르센의 입장이다. 청정에너지로 꼽히는 태양광을 소규모로 건설하는 것조차 반대하는 우리나라와는 지역 수용성 면에서 차이가 크다.
 
노장 쉬르센의 원전을 환영하는 분위기는 프랑스 국가 전반의 분위기와 닮았다. 프랑스는 원전을 국가를 먹여 살리는 산업으로 인식하고 있다. 우리나라로 치면 반도체나 자동차 산업과 비슷하게 원전 산업을 인식하고 있는 셈이다. 올해 세계적으로 에너지 안보가 주목받으면서 프랑스는 원전 산업을 다시 육성하려는 움직임을 보이고 있다. 마크롱 프랑스 대통령은 지난 2월 2035년까지 원전 14기를 신규로 건설하겠다는 계획을 발표했다. 프랑스의 국영기업이 오라노(Orano)는 사용후핵연료 재처리 사업을 확대하기 위해 고심하고 있다. 세계적으로 신규 원전 건설이 줄어드는 상황에서도 원전산업 부흥을 노리고 있다.
 
물론 프랑스 원전 산업이 녹록치만은 않다. 원전 배수관 부식 문제, 폭염으로 인한 냉각수 부족으로 원전 운영이 중단되는 사태가 올해 잇따라 발생했다. 핀란드 원전 건설 지연으로 인해 손실이 커지고 있고, 원전 수출에서는 신흥 강자인 우리나라와 경쟁에 힘겨워하는 모습이다.
 
그럼에도 프랑스가 여전히 원전 강국으로서 저력을 갖춘 이유는 국가적으로 원전 산업을 대하는 태도다. 원전 확대를 국정과제로 내세운 윤석열 정부도 프랑스의 사례를 눈여겨봐야 한다. 무너진 원전 산업 생태계 복원, 원전 확대로 인한 안정적인 전력믹스 달성, 원전 10기 수출 등 성과를 이룩하기 위해서는 국민들의 원전 수용성 확보가 기반이 돼야 한다. 우리나라 원전 기술 경쟁력을 강화하면서 합리적인 사용후핵연료 처분 방식 제시를 병행하면서, 원전이 효율적이면서도 안전한 에너지원이라는 점을 알리는 점이 중요하다. 이를 통해 우리나라 국민도 원전을 국가의 중추 산업 중 하나라는 점을 인식할 수 있다.
 
 
변상근기자 sgbyun@etnews.com
 
관련 링크 : https://www.e-policy.or.kr/info_2022/list.php?admin_mode=read&no=5478&make=&search=&prd_cate=1

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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