4000억 투입하는 혁신형 소형모듈원자로… “경제성 확보 관건”

대형 원전을 하나의 원자로 모듈로
내년 예산 올해 대비 약 9배로 늘려
안전성 높고 건설비 줄일 수 있지만…전력 단가 높아 수요자 확보가 과제

COP28에 참가한 한국, 미국, 프랑스 등 22개국은 화석연료 사용을 줄이고 탄소중립을 달성하기 위해 2050년까지 원자력에너지 발전량을 3배 늘리겠다고 발표했다. 게티이미지코리아

새해 정부 연구개발(R&D) 예산의 삭감에도 내년도 ‘혁신형 소형모듈원자로(i-SMR)’ 기술 개발 사업 예산은 올해 31억 원 대비 약 9배로 늘어난 274억 원이 책정됐다. 전 세계 에너지 시장의 ‘게임체인저’라고 불리는 SMR은 정부가 12대 국가전략기술 중 하나로 내세운 차세대 원자력 기술의 중추이기 때문이다.

28일 과학계에 따르면 전문가들은 탄소중립 구현에 필요한 것으로 여겨지는 SMR의 강점인 안전성은 물론이고 경제성 확보를 목표로 한 R&D에 방점을 찍어야 한다는 목소리를 내고 있다.

● “i-SMR, 노후화된 대형 원전 대체할 것”

13일(현지 시간) 아랍에미리트 두바이에서 폐막한 제28차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP28)에서 한국을 포함해 미국, 프랑스, 아랍에미리트 등 22개 참가국은 최종 합의서와는 별개로 2050년까지 원자력에너지 발전량을 3배 늘리겠다고 발표했다. 원자력 없이는 탄소중립에 드는 비용이 너무 높은 데다 전 지구적 전기 수요를 감당할 수 없다는 이유에서다.

정부는 이에 따라 차세대 원자력 기술을 국가전략기술로 내세웠다. 새해 274억 원의 R&D 비용을 투입하고 2028년까지 6년간 총 3992억 원을 투자해 i-SMR 핵심 기술을 개발하고 전 세계 시장에 진출하겠다는 계획이다.

SMR은 대형 원전 대비 발전용량과 크기를 줄이고 각종 복잡한 구동장치를 하나의 원자로 안에 넣어둔 ‘모듈형’ 구조다. 냉각수 누설 등 기존 원전에서 자주 발생하던 사고를 줄일 수 있어 안전성이 높다는 평가를 받는다. 한국원자력연구원이 개발해 세계 최초로 표준설계인가를 획득한 110MWe(메가와트)급 중소형 원자로 ‘스마트(SMART)’가 한 예다.

7월 출범한 ‘혁신형 소형모듈원자로 기술개발 사업단’은 SMART 기술 기반으로 i-SMR을 새롭게 개발하겠다고 나섰다. 여기엔 위험 상황 발생 시 전기 없이도 안전장치가 작동하는 ‘완전피동형안전계통’, 복잡한 설비가 요구되는 붕산 없이도 원자로 출력을 제어할 수 있는 ‘무붕산운전’, 냉각수 유출 사고의 주원인이 됐던 외부 제어 장치를 원자로 안으로 집어넣는 ‘내장형 제어봉구동장치’ 등이 추가된다.

● “건설비 줄일 수 있지만 경제성부터 확보해야”

건설비를 줄이는 것도 i-SMR의 목표 중 하나다. i-SMR은 원자로 여러 기가 보조 설비를 공유할 수 있어 발전소를 추가할 때마다 관련 시설을 더 지을 필요가 없다. 강한옥 원자력연구원 SMART 개발단장은 “10기를 짓더라도 건설비가 크게 늘어나지 않아 원자로 여러 기를 묶음으로 원전시장에 공급할 수 있다”며 “노후화된 대형 원전을 대체할 수 있을 것”이라고 했다.

그러나 일각에서는 정부의 SMR R&D 투자 계획에 실질적인 경제성을 확보하려는 노력이 포함돼야 한다는 지적이 나온다. 석광훈 에너지전환포럼 전문위원은 “중요한 건 실질적 경제성”이라며 “SMR의 높은 전력 단가를 감당할 수요자가 없을 것”이라고 말했다.

미국 SMR 업체 뉴스케일파워의 미국 유타주 소형모듈원전사업(CFPP)은 올해 11월 전력 단가가 MWh(메가와트시)당 89달러에 달하며 수요를 찾지 못해 좌초됐다. 이 사업에는 두산에너빌리티, IBK증권 등 국내 기업들이 참여하기도 했다. 석 전문위원은 “원전에만 집중하는 게 아닌 풍력에너지 등 재생에너지에 대한 투자도 지속적으로 늘려야 한다”고 강조했다.

박건희 동아사이언스 기자 wissen@donga.com