탄소 없고 훨씬 안전한 ‘차세대 원전’ SMR

전세계 주요 국가가 탄소 배출을 줄이기 위해 대체 에너지원을 개발하는 가운데, 소형모듈원전(SMR·Small Modular Reactor)이 대안으로 떠오르고 있다. SMR은 이산화탄소를 배출하지 않으면서 위치 선정이 비교적 자유롭고, 기존 대형 원전보다 안전하다.

SMR은 전기 출력이 300㎿(메가와트)급 이하인 소형 원전을 말한다. 기존 대형 원전(1000~1500㎿)보다 출력을 3분의 1에서 5분의 1로 줄인 것이 특징이다. 대형 원전은 건설 비용이 비싸고 입지가 바다 근처로 제한된다. 그러나 SMR은 바다에서 냉각수를 끌어올 필요가 없어 위치 선정이 비교적 자유롭다.

SMR은 기존 대형원전의 구성 요소인 가압기, 냉각재 펌프 등을 하나의 용기에 넣은 모듈 형태로 제작돼 비용과 건설 기간이 대폭 줄어든다. 또 대형배관 파단 사고가 원천 차단돼 있고, 사고가 나도 지하격납수조와 냉각재가 자연 순환해, 한 달간 안전한 상태를 유지할 수 있도록 설계된다. 한국원자력연구원은 “대형 원자로의 인허가 요건 중 하나가 3일간 안전을 유지하는 것인 점을 고려할 때 기존 대형 원자로보다 훨씬 안전성이 높다”고 말했다.

각 모듈의 전원을 개별적으로 끄고 켤 수 있어 출력 조절 유연성이 높다는 것도 장점이다. 기상 조건에 따라 발전량이 들쑥날쑥한 태양광, 풍력 등 재생에너지와 함께 사용하면 전력 수급 안정성을 확보할 수 있다. 또 고온의 증기열을 활용한 수소 생산도 가능하며, 향후 쇄빙선·선박 등 해양 및 우주용 전력 에너지원으로도 활용될 수 있다.

국내 대기업들도 관련 시장에 속속 뛰어들고 있다. 세계경제포럼(WEF)은 SMR 시장 규모가 연평균 22% 커져 2040년에는 3000억달러(약 397조원) 규모까지 커질 것으로 전망했다.

최근 전쟁으로 황폐해진 우크라이나 지역 재건 과정에서도 SMR이 들어설 예정이다. 현대건설은 미국 홀텍인터내셔널과 컨소시엄을 맺고 최근 우크라이나 원자력공사 에네르고아톰과 SMR 건설 협력계약을 체결했다. 두산에너빌리티 역시 현재 참여 중인 폴란드 원전 사업을 필두로 우크라이나 진출을 꾀하고 있다.

SK그룹은 마이크로소프트(MS) 창업자 빌 게이츠가 지난 2006년 설립한 SMR 기업 테라파워(TerraPower)에 2억5000만달러(약 3250억원) 규모의 지분 투자를 감행했다. 테라파워는 2030년 완공을 목표로 미국 서부 와이오밍주에 345㎿(메가와트)급 실증 단지를 구축하고 있다.

크리스 르베크(Chris Levesque) 테라파워 최고경영자(CEO)는 오는 7월 6일 열리는 ‘조선비즈 2023 미래에너지포럼’에서 ‘차세대 원자력 : 청정에너지 전환의 핵심’을 주제로 기조연설을 진행한다. 르베크 CEO는 차세대 원자력으로 꼽히는 SMR의 경쟁력 및 시장 전망에 대해 강연할 예정이다.