안전성이 높은 한국형 소형원자료(SMR) 개발

한국 에너지 수입 의존도는 92.8%(2020년 기준)로 국가 연간 총수입액의 약 25% 에너지수입에 사용하므로, 에너지 자립을 위한 대책이 시급한 상황이다. 이에 소형원자로(SMR)가 미래 에너지원 중 하나로 제시되고 있다. 대형 상업원전에 비해 안전도가 1000배 이상 높고 신재생 에너지의 간헐성 극복을 위한 원전의 활용을 무시할 수 없다는 주장이다.

소형원자로는 원자로의 주요기기들을 일체형으로 공장에서 모듈로 제작 후 현장에서 쉽게 조립할 수 있도록 설계한 안전성이 개선된 전기출력 300MWe 이하 원자로다.

2035년까지 세계 SMR 시장이 630조원 규모로 성장할 것으로 전망되고 있다. 반면 우리나라는 2012년 세계 최초로 표준설계 인허가를 받은 SMR ‘스마트’를 보유하는 등 원천기술을 갖고 있다. 그렇지만, 후속 연구 부족으로 경쟁국 대비 뒤처져 있다는 평가다.

작년 8월 기준 가동 중인 세계 대형원전은 총 438기로, 미국은 92기, 프랑스 56기, 중국 55기, 러시아 37기, 일본 33기 다음으로 우리나라가 6번째로 많은 원전(25기)을 운영 중이다.

대형원전은 용량을 키우는 대형화로 경제성은 높였으나, 중대사고 발생 위험도 증가하는 구조로 이뤄져 있다. 아울러 높아진 출력 제어를 위해 복잡해진 시스템으로 사고 시 대응하기 어려워 중대사고 발생으로 이어질 수 있다.

한국 SMR 기술개발은 대표적으로 세 개다. 한국원자력연구원에서 개발 중인 SMART는 축적된 대형원전 기술력을 바탕으로 개발한 100MWe급 시스템 일체형 PWR(가업수형원자로) SMR이다. 한국형 SMR 독자적 원천기술 확보해 2012년 7월 세계 최초로 표준설계인가(SDA)를 취득했다. 하지만 총 5100억원을 투입해 개발했으나 대형원전의 설계개념을 적용해 안전성, 경제성 및 유연성 부족으로 상용화되지 못했다.

한국원자력연구원과 한국수력원자력이 SMART 개발 경험을 바탕으로 개발하는 모듈당 170MWe급 일체형 PWR SMR은 2023년부터 개발을 시작한 이 사업의 총사업비는 3992억원으로 2030년대 글로벌 시장 진입을 목표로 하고 있다.

황일순 서울대 원자핵공학과 명예교수는 현재 국내 개발 중인 고속로 중에서 SFR(소듐냉각고속로), MSR(용융염원자로)의 완성이 2035년 이전에 어려울 것으로 보이므로, 2032년에 상용화가 계획된 LFR(납냉각고속로)을 민간 주도로 개발하도록 정부가 지원하는 게 바람직하다고 봤다.