광역시엔 대형 원전, 산단엔 SMR… ‘청정 캐나다’ 떠받치는 원자력

■ 대자연과 원자력의 조화… 현지 르포
일찌감치 청정 에너지로 판단
독자기술 보유한 원전 선진국
2040년까지 ‘대형’ 10기 건설
광대한 국토 전력 커버 어려워
빈틈 메울 전원으로 SMR 집중
2030년까지 ‘캔두’ 모델 확정
미국 등 각국에 수출 계획까지

토론토 = 신병남 기자

“캐나다 토론토는 실외주차를 며칠간 해도 자동차에 먼지 하나 붙지 않습니다.”

호수와 산림, 대자연 속에 사는 캐나다 국민은 친환경에 대한 관심과 애정이 높다. 이러한 캐나다가 일찌감치 원자력 발전을 청정에너지로 판단해 독자적 기술까지 보유한 원전 선진국이라는 것은 잘 알려지지 않은 사실이다. 최근에는 차세대 원전으로 불리는 ‘소형모듈원전(SMR)’ 경쟁에도 참여하며 기술 고도화에 속도를 내고 있다.

◇세계 127개 SMR 설계 경쟁… 캐나다 첫 노형은 미국산= SMR은 소형모듈원전(Small Modular Reactor)의 약자다. 출력을 300㎿e급 이하로 줄이고 주요 기기를 공장에서 제작해 현장에서 조립하는 방식의 원전으로, 대형 원전보다 건설 기간이 짧고 소규모·분산 배치가 가능하다는 것이 강점으로 꼽힌다. 쉽게 말해 재보급 없이 작전 수행이 가능한 핵추진 잠수함의 추진체 격의 소형 발전 동력이 전략적으로 사용되는 형태로 이해할 수 있다. 작동 원리도 기존 원전처럼 핵분열로 발생한 열을 이용해 끓인 물로 발전기 터빈을 돌리는 방식과 같다.

SMR을 둘러싼 세계 각국의 경쟁은 본격화하고 있다. 국제원자력기구(IAEA)에 따르면 전 세계에서 127개 SMR 설계가 진행 중이지만, 실제 상업운전 중인 것은 러시아 부유식 ‘KLT-40S’와 중국 고온가스로 ‘HTR-PM’ 2기뿐이다.

캐나다 SMR의 주인공은 ‘BWRX-300’이다. GE-히타치(미국·일본)가 개발한 300㎿e급 비등경수로로 수십 년간 쌓인 비등경수로 운전 경험을 바탕으로 설계를 단순화해 건설 기간과 비용을 줄인 것이 특징이다. 온타리오주 달링턴(Darlington) 부지에 4기 건설이 추진되고 있으며, 4기가 모두 가동되면 1200㎿e의 전력을 생산하게 된다. 캐나다 원자력안전위원회(CNSC)는 2025년 4월 첫 호기에 건설 허가를 내줬고, 온타리오주 정부와 온타리오전력공사(OPG)는 그해 5월 건설을 승인했다. 2030년 완공이 목표이며, 북미에서 처음으로 가동되는 SMR이 될 전망이다.

다만 한계도 있다. BWRX-300은 캐나다 고유의 기술이 아니다. 미국 GE와 일본 히타치의 합작사가 개발한 비등경수형으로, 캐나다가 자랑하는 중수로와는 계통이 다르다. 캐나다원자력연구소(CNL) 관계자도 지난 2일(현지시간) 문화일보에 “Darlington 1호기는 미국 기술(GE-Hitachi BWRX-300)”이라고 선을 그었다. SMR 선도국으로 불리는 캐나다지만, 정작 첫 상용 SMR의 노형은 미국·일본 기술인 셈이다.

◇대형 원전은 광역도시권에… SMR은 산업단지로= 캐나다는 지난 6월 ‘국가 원자력 에너지 전략(Nuclear Energy Strategy)’을 발표했다. 2040년까지 대형 원전 최대 10기를 새로 짓는다는 구상이다. 신규 건설·수출 확대·우라늄 증산·혁신의 4개 축으로 구성됐다. 캐나다 온타리오주 달링턴 SMR 4기 건설에만 209억 캐나다달러(약 21조 원)가 투입되고, 연방정부는 이 사업의 지분 15% 확보에 20억 캐나다달러를 투입하기로 했다.

대형 원전은 토론토 같은 전력 수요 집중 지역을 맡는다. 그러나 한국의 100배에 달하는 국토 곳곳의 산업단지와 원격 지역까지 대형 원전으로 커버하기는 어렵다. 이 빈틈을 메울 ‘전략적 전원’으로 캐나다가 점찍은 것이 SMR인 것이다.

구체적인 SMR 형태에 대해서는 여전히 연구가 필요하다는 입장이다. CNL 관계자는 “캐나다 에너지 전략에서 SMR은 신기술로 분류되지 않는다. 이미 여러 설계가 나와 있고 실제 제작 중이어서 전략의 주류에 속한다”고 말했다. 그러면서도 SMR이 서부 석유·가스 업계 등에 사용될 것으로 기대된다고 부연했다. 오일샌드에서 스팀으로 원유를 뽑아내는 공정에 SMR의 열을 직접 쓰는 수요가 있다는 의미다.

◇신규 기술 늘리고 비용 낮추고, 중수로 경쟁력 키운다= 그렇다고 캐나다가 중수로를 놓은 것은 아니다. 국가 원자력 에너지 전략은 2030년까지 현대화된 캔두(CANDU·캐나다원자력공사 모델) 설계를 확정하고, 2040년까지 4개국 이상에 캔두 기술을 수출한다는 목표를 담았다.

게리 로즈 캔두 에너지 CEO는 지난 2일(현지시간) “미국에서도 캔두 원자로를 건설하고 싶다”고 말했다. 미국은 90개가 넘는 원자로를 갖춘 세계 1위 원전 국가지만 앞으로 4배가 필요하다는 게 그의 설명이다.

미국 테네시밸리공사(TVA)의 클린치리버 BWRX-300 건설 허가 신청 등 경수로형 SMR 확대도 본격화하는 가운데 로스는 “세상에 다양한 종류의 원자로가 필요하다”며 용도와 지역에 맞는 노형 선택을 강조했다.

승인 절차 단축도 병행한다. 연방·주 이원 절차를 단일 절차로 바꾸고, 같은 설계를 반복 건설해 비용을 낮추겠다는 구상이다. 로스는 “단위별로 변경하는 것을 중단하고 같은 것을 계속 반복해서 만들면 비용을 낮출 수 있다”고 말했다.

신병남 기자