[원전 이슈 분석 ⑦] 원자력 에너지 기술의 혁신 'SMR'…세계 시장 '각축'

지난 4월 14일 한국원자력연구원과 한국수력원자력이 혁신형 SMR(소형모듈형원자로) 개발 추진방안을 마련하기 위해 열린 '혁신형 SMR 국회 포럼' 출범식 모습. <한수원 제공>

한국원자력연구원과 경북도·경주시는 지난달 21일 감포읍 대본·나정리 일원에서 SMR(소형모듈형원자로) 등 혁신 원자력 연구개발 단지인 '문무대왕과학연구소'의 첫 삽을 떴다.
연구소는 오는 2025년까지 5년간(1단계) 총사업비 7천64억 원(국비 3천224억 원)을 들여 222만㎡ 부지에 16개 연구시설(연구기반 6개·연구지원 8개·지역연계 2개 동)이 들어선다.

문무대왕과학연구소의 핵심 사업은 4차 산업혁명 기술을 이용해 SMR의 연구개발로 미래 원자력 시장 선점을 위한 혁신 원자력 기술 연구·실증·산업화 등이다.

SMR(Small Modular Reactor)은 증기발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등 주요 기기를 하나의 용기에 일체화한 소형 원자로로 전기출력이 300메가와트(㎽) 이하인 원자로다.
SMR이 조명받는 이유는 높은 안전성이다. 300㎽ 이하의 출력을 내는 SMR은 한국형 3세대 대형 원전 모델인 APR1400에 비해 출력은 4분의 1 정도지만, 사고 발생 때 각 연결 부위에서 방사능이 유출될 위험이 대형 원전보다 훨씬 적다.

SMR은 모듈화 상태로 제작돼 설계가 상대적으로 단순하다. 완공까지 5년 이상 걸리는 대형 원전보다 SMR은 공기가 2년에 불과해 경제적이다.

최근 세계적으로 환경 이슈와 ESG(환경·사회·지배구조) 경영이 대두되면서 에너지 산업뿐만 아니라, 산업에서 탄소 중립 실현에 주목하고 있다. 혁신형 SMR은 기존 원자력 발전의 안전성을 더욱 강화하며, 안정적인 에너지 보급과 탄소 배출을 줄이는 새로운 에너지 발전원으로 주목받고 있다. 또한, 미국 바이든 정부의 에너지 정책에 힘입어 원자력 발전 분야에서는 SMR이 큰 주목을 받고 있다.

마이크로소프트(MS) 창업자 빌 게이츠와 투자의 귀재 워런 버핏 버크셔해서웨이 회장이 차세대 원전 건설을 위해 손을 맞잡아 화제다. 이들은 게이츠가 설립한 원전 기업 테라파워와 버핏 소유의 전력회사 퍼시피코프가 미국 와이오밍주의 폐쇄된 석탄 공장 터에 345㎽ 규모의 소형 원전을 건설하기로 한 것.

우리나라도 한국원자력연구원과 한국수력원자력이 1997년부터 SMART(System-integrated Modular Advanced-Reactor)라는 SMR 모델을 개발하기 시작해 2012년 7월 세계 최초로 표준설계 인가를 받았으며, 한수원은 현재 SMART를 개량해 '혁신형 SMR'을 개발하고 있다.
혁신형 SMR은 170㎽급 소형모듈원자로로 한국 원전의 우수성을 널리 알리고 SMR 세계 시장을 선점하기 위해 2028년 인허가 획득을 목표로 SMR을 개발하고 있다.

SMR의 전 세계 시장 규모는 2034년에 65~85기가와트(GW), 2050년에는 2천~4천 기 규모로 시장이 성장할 것으로 전망된다. 미국·러시아·중국 등 많은 국가에서 SMR을 개발을 서두르는 이유다.
현재 SMR은 한국·미국·러시아·중국 등 많은 국가에서 총 71종 이상의 SMR을 개발하고 있다. 미국 17기, 러시아 17기, 중국 8기, 일본 7기, 한국 2기 등 미국과 러시아가 기술개발을 주도하고 있다. 개념설계 40기, 기본설계 5기 등 대다수가 개발 초기 단계다.

현재 상용화를 앞둔 노형은 운영 1건, 건설 중 2건, 설계인증 2건 수준이다.

2012년 한국의 'SMART'가 세계 최초로 표준설계 인가(SDA)를, 2020년 미국의 뉴스케일(NuScale)이 뒤를 이어 SDA를 획득했다.
송종욱기자 sjw@yeongnam.com

송종욱 기자

경주 담당입니다

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