주제발표 정용훈 카이스트 원자력 및 양자공학과 교수
“日 원전 처리수 방류로 인한 피복 가능성 희박”
먼저 오염수, 처리수, 방류수에 대한 정리부터 필요하다. 오염수는 원자로 냉각에 사용되는 물에 지하수가 추가돼 늘어나는 양만큼 덜어내는 물로, 녹물과 방사성 물질이 혼합돼 있다.
오염수는 규정에 따라 방류하기 위해선 핵종을 걸러내야 한다. 걸러내는 장치가 ALPS(다핵종제거설비)다. 이를 이용, 반복 여과시키면 모든 핵종에서 삼중수소 외에는 방류기준을 맞출 수 있다.
처리수는 우리가 원하는 수준의 만족된 물로 보면 된다. 다만, 삼중수소의 농도는 방류기준을 만족하기가 어렵다. 때문에 수백 배의 해수와 혼합해 삼중수소까지 방류기준 농도를 만족하도록 해서 내보낸다. 이를 방류수라 한다.
ALPS로 걸러지는 핵종들은 세슘, 스트론튬, 플루토늄 등이며 여과시키면 처리수 내에 극히 미량만 존재한다.
2011년 사고 후 후쿠시마 원전 인근 수십㎞ 이상의 넓은 바다가 오염됐다. 세슘의 농도는 입방미터당 1천베크렐(Bq) 이상이었으며, 최대 1억Bq에 이르렀다. 현재 처리수 내의 세슘 농도는 입방미터당 수백 Bq 수준으로서 2011년 사고 전 후쿠시마 앞바다 해수의 세슘 농도와 유사한 수준이거나 그 이하다.
해류가 태평양을 돌아 우리나라로 들어오는데 5년 정도 걸린다. 그런데 2011년 이후 지금까지 우리나라 해수의 방사성 물질 농도는 변함이 없다. 따라서 수백만 톤에 불과한 처리수(2011년 후쿠시마 바닷물 수준의 오염도)를 방류해서 우리나라 바다가 영향을 받을 가능성은 거의 없다고 할 수 있다.
ALPS로도 걸러지지 않는 삼중수소는 저장탱크 내에 2.2ｇ정도 있다. 이는 자연에서 생성돼 동해바다에 비와 눈으로 유입되는 연간 5ｇ의 삼중수소에 비해서도 적은 양이다. 더욱이 후쿠시마 연간 배출량은 0.07ｇ에 불과하다. 배출 시 삼중수소 농도가 리터당 1천500Bq 이하로, 이는 WHO 음용수 기준 1만Bq에도 미치지 못한 것이다. 또한 그 농도도 방류 후 수 ㎞만 흘러가면 리터당 1Bq로 떨어지게 된다. 리터당 1Bq은 우리나라 강물의 자연적인 삼중수소 농도와 같다. 방류지점에서 수 ㎞ 이후부터는 강물과 같은 수준의 삼중수소 농도를 갖고 위험성을 논할 필요성이 없을 것이다. 시물레이션 해보니 5년 후 우리나라 바다에 리터당 0.000001Bq 농도로 유입될 수 있다. 그러나 강물이 리터당 1Bq이므로 이러한 농도 증가는 아무 의미가 없다.
피폭량도 전혀 의미 없다. 후쿠시마 앞바다 생선만 1만년 이상 먹는다 해도 엑스레이 1회 피폭량이다. 우리나라 생선은 2천만년 이상 먹어야 엑스레이 1회 피폭량이 될 것이다. 인천∼일본 나리타 1회 왕복 비행하면 후쿠시마 앞바다 수산물 900년 분량의 피폭되는 것으로 나온다. 원전 처리수로 인한 피폭량은 걱정하지 않아도 된다.
주제발표 김찬수 한국원자력연구원 박사
“원자력 수소·청정 공정열 등 신산업 창출 힘써야”
원자력은 지난 수십여 년 간 발전분야를 통해 저탄소 전력생산에 기여해 왔다. 특히 우리나라의 경우 고리 1호기 이후 경제 발전의 기반이 되는 전력을 안정적이고 저렴하게 생산해 낸 기반이 원자력임은 누구도 부인할 수 없다.
최근 기후 변화 문제 해결을 위한 2050년 탄소중립사회 실현은 이제 전 지구적인 목표로 공유되고 있다. 이미 주요 선진국들은 관련 정책과 계획들을 잇따라 발표하고 있다.
다만, 신규 원전 건설, 신재생에너지, 전기차 등 여러 가지 저탄소기술들의 급격한 발전 및 도입 증가에도 불구하고 현재의 이산화탄소 저감 효과는 2050년 탄소중립사회 실현과는 거리가 멀어 보인다. 전력 및 수송 못지 않게 산업 분야에서도 많은 이산화탄소를 배출하고 있기 때문이다.
향후 많은 산업들은 탄소중립을 실현하기 위해 원자력과 신재생과 같은 탄소중립전력을 활용할 것으로 전망된다. 이는 필연적으로 대규모 발전설비 및 송전망 건설로 이어질 것이며, 무조건적인 발전설비 구축에는 한계가 있다. 따라서 에너지 효율의 극대화가 필요하며, 전세계적으로 최근 원자력을 기존 전력 생산뿐만 아니라 청정 공정열 및 수소 생산으로 활용분야를 확대하는 것이 적극 검토 중이다.
이미 일부 국가에서는 원자력의 열에너지를 산업 공정열 및 지역난방, 담수화에 활용한 사례가 있다. 특히 캐나다는 대규모 원자력 공급단지를 운영한 바 있고, 스위스는 지금도 제지공장에 원자력으로 생산한 증기를 공급하여 연간 2만3천t의 석유를 대체하고 있다.
현재 전 세계는 탄소중립사회를 위해 단기적으로는 가동원전을 활용한 수전해 수소생산 실증사업을 진행하고 있다. 장기적으로는 고온선진소형모듈원자로를 활용한 공정열 공급 및 수소 생산 실증이 진행될 예정이다. 독일을 제외한 모든 원자력 선진국들은 원자력 공정열 및 수소 생산을 탄소중립 실현을 위한 수단 중 하나로 적극 고려하고 있으며, 정도의 차이가 있을 뿐 원자력 수소 및 공정열 관련 기술 개발은 필연적으로 가야할 길로 보인다.
우리나라도 원자력 수소 및 청정 공정열로 경제적 탄소중립 실현과 에너지 안보 확보에 기여해야 할 것이다. 실현 요소로는 우선적으로 가동원전을 활용한 수전해 수소 생산을 위해선 국민 수용성 증대가 필요하다. 그리고 원자력 분야와 수소 생산, 화학 공정 분야와의 협력 증진으로 여러 신사업을 창출해야 할 것이다.
이를 통해 최종적으로 고온선진원자로 개발을 통한 고효율 수소 생산 및 공정열 생산분야의 화석연료를 경제적으로 에너지 안보를 확보하며 대체해야 한다. 이는 우리가 지금까지 원자력을 통한 저렴한 안정적인 전력생산으로 경제적으로 고도 성장을 해온 것처럼, 탄소중립사회에서 원자력 공정열 및 수소는 국내 산업경쟁력 유지 및 지역 발전에 기여할 수 있을 것이다.
주제발표 김경수 사용후핵연료관리핵심기술개발사업단장
“사용후핵연료 처리, 처분부지 확보에 달려있어”
우리나라가 1978년 원자력 발전을 시작한 이래 장기간 해결하지 못하고 있는 부분이 사용후핵연료의 처리 문제다. 2016년에야 최초로 법정계획을 수립하였으며, 현재는 국회에서 이의 이행에 필요한 특별법 제정 논의가 진행되고 있다.
정부는 법적 토대가 마련되면 13년 이내에 처분 부지를 결정하여 중간저장시설을 짓고, 14년간 원위치 실증과 이후 10년간 건설을 거쳐 처분시설을 운영하겠다는 일정을 세우고 있다. 현재 국회에서 심사 중인 특별법은 고준위 방사성폐기물 관리 법정계획 이행을 위한 첫 단추를 끼우는 것임에도, 발전소 내 임시적인 건식저장시설의 저장 용량에 관한 조항 등에 관하여 합의에 이르지 못하고 있어서 20대 국회에 이어 또다시 제정 지연을 우려하는 상황이다.
사용후핵연료 문제를 풀 실마리는 처분부지 확보에 달려 있다. 특별법의 핵심은 처분 부지를 확보하는 민주적인 절차와 방법이다.
최근의 여론조사에서는 지역지원 등의 혜택이 주어지더라도 처분장 설치 찬성률이 40％를 밑돌고 있다. 이것은 법률적 토대가 마련돼 부지선정에 착수하게 되더라도 최근 일본의 대마도 방폐장 유치 추진 건에서 나타나는 찬반 갈등은 피할 수 없다는 것을 의미한다.
결국, 지역사회 동의를 조건으로 하는 부지확보의 성패는 처분시설 수용성 증진이 관건이다. 이를 위한 기술정책적 방안으로 △안전 최우선 정책 추진 △한국형 고효율 처분시스템 개발 △연안 해저 암반도 처분구역으로 고려 △처분기술의 안전 성능 사전 입증이다. 구체적으로 살펴보면, 장기적인 지질 안정성을 부지선정 평가기준의 핵심으로 세워, 기간 단축은 물론 정책 신뢰도 향상을 추구해야 한다. 또 국토의 효율적 이용을 위해 선도국 방식보다 처분장 면적을 획기적으로 줄이고, 안전성과 경제성은 강화하는 처분시스템이 필요하다.
육지 처분 방식은 어느 곳이나 수용도가 낮을 것이므로 적용 가능한 대안이 필요하다. 처분구역을 바다 밑까지 넓히면 지역사회의 님비(NIMBY) 심리 완화, 핌피(PIMFY) 분위기를 조성할 수 있을 것이다.
무엇보다 시설에 대한 주민 불안을 해소해야 한다. 2030년 초 완성되는 연구용 URL에서 처분기술의 성능·안전성 현장시험 결과를 국민에게 공개해 신뢰를 꾸준히 확보해야 한다.
주제발표 이태호 한국원자력연구원 박사
“안전성·경제성 대폭 향상 SMR 가치에 주목하자”
전 지구적 기후위기 대응을 위한 탄소중립 달성이 글로벌 메가트렌드로 대두되고 있다. 이에 따라 모든 국가들은 에너지 안보를 확보해야 하는 시대적 도전에 직면하였다. 이러한 상황에서 유럽 의회는 원자력을 친환경 경제활동 분류체계에 포함시켰다. 원자력의 역할을 보다 강조하기 위한 조치다. 특히 유럽에선 러시아∼우크라이나 전쟁으로 인해 에너지 공급 위기 여파가 일자 종전 원전 제로화 정책에서 이제는 원전을 보다 적극적으로 활용하는 방향으로 선회하는 추세다. 이와 더불어 △재생에너지와의 연계 △석탄화력발전 대체 △오지·격지·도서지역·광산 등에 대한 분산형 소규모 전원 △수소·공정열 생산 △우주·해양 분야 적용 등 다양한 분야에서 무탄소 원자력에 대한 필요성이 부각되고 있으며, 기존의 대규모 전력생산에 국한되었던 원자력 역할을 점차 다변화 시켜 나가고 있다.
특히 원자력 주요국은 기존 대형원전 대비 안전성·유연성·경제성을 대폭 향상 가능한 다목적 소형모듈원자로(SMR)의 가치에 주목하고 있다. 각국의 환경에 맞게 기술개발 지원책을 수립하여 전략적 투자 확대에 힘쓰고 있는 것이다. 실례로 미국은 탄소중립 달성 및 청정에너지 경제 전환을 위한 혁신기술 중 하나로 SMR을 선정하고 관련 지원책을 시행 중이다. 에너지부와 국방부의 적극적 지원에 힘입어 다수의 민간 기업이 기술혁신을 주도하면서 실증 및 상용화 노력 중이다. 국제원자력기구에 따르면, 2022년 9월 기준 전 세계적으로 80여 종 이상의 SMR이 개발 중이다. 이는 기술우위에 기반한 미래 시장선점을 위한 것이라 할 수 있다. 일부 모델은 이미 비즈니스 단계로 접어들어 해외 수출 사업도 본격화 되고 있다.
중국과 러시아는 이미 SMR을 가동 중인데 추가로 확장 공사가 한창이다.
우리나라도 지난 수십여 년 간 축적한 원자로 설계-기기공급-건설-운영 경험을 보유하고 있고, 2012년에는 한국형 SMR인 SMART의 표준설계인가를 획득했다. 현재는 한층 향상된 경쟁력을 갖춘 ‘혁신형 SMR’을 개발하고 있다. 기술개발이 완료된 SMART는 2020년대 글로벌 SMR 시장진출을 목표로 하고 있다. ‘혁신형 SMR’은 본격적으로 2030년대 시장에 진입할 예정이다. 또한 소듐냉각고속로·고온가스로·용융염원자로 등 제4세대 원자로 역시 글로벌 사업화를 목표로 민-관 협력 개발 사업을 추진 중에 있다.
/정리=이부용기자
