한수원, 대형 원전보다 1만배 안전성 높인 '혁신형 SMR'로 탄소중립 선도

2021년부터 자체 자금으로 R&D 착수
기존 대형원전보다 1만 배 안전
2028년 혁신형 SMR 표준설계인허가 목표
2030년대 초 첫 실증로 건설 계획

경북 경주 신월성원전 1, 2호기 야경. 한국수력원자력 제공

전 세계가 2050 탄소중립 해결사로 소형모듈형원자로(SMR)를 주목하고 있다. 미국과 중국, 영국 등 각국의 치열한 SMR 개발 틈바구니 속에서 우리나라 혁신형 SMR 개발을 이끌고 있는 한국수력원자력(한수원)의 행보에 시선이 쏠리고 있다.

한수원 관계자는 29일 "화석연료 사용 감축을 위한 태양광 등 신재생에너지는 각국 자연환경이 제각각이고 저장이 어려워 한계가 있다”며 "반면 SMR은 기존 대형 원전보다 안전하고 유연해 화력발전의 대안으로 탄소중립에 기여할 최적의 수단으로 꼽힌다"고 강조했다. 관련 업계에서는 기술 개발이 마무리되는 2030년부터 본격적인 SMR시장이 열려 2050년에는 300~400GW 규모 수준으로 성장할 것으로 전망한다. 국제원자력기구(IAEA)도 2050년에는 SMR이 전 세계에 최대 1,000기가량 설치돼 시장 규모가 400조 원에 이를 것으로 전망하고 있다.

전기출력 300㎿ 이하의 SMR이 가진 장점은 건설기간 단축과 비용 절감에 있다. 기존 원전보다 안전해 산업단지나 대도시 등 수요지 인근에 건설할 수 있고, 수소생산 해수담수화 열공급 등 다양한 분야에 적용할 수 있다는 장점도 빼놓을 수 없다.

한국수력원자력 연혁 및 SMR 개발 일지. 그래픽=박구원 기자

한국원자력연구원은 2012년 7월 세계 최초로 표준설계인가를 받은 다목적 소형 원전 스마트(SMRT)를 개발했지만 탈원전 정책 여파로 상용화가 지연되고 있다. 한수원은 2021년 1월부터 혁신형 SMR의 신속한 기술개발과 산학연 기술협력을 위해 약 500억 원 규모의 한수원 자체 연구개발(R&D) 과제에 착수, 한국원자력연구원 한전기술 두산에너빌리티 등과 공동개발에 나섰다. 지난해 6월에는 혁신형 SMR 기술개발의 국책 사업화를 위한 공동 예비타당성조사에 통과해, 올해부터 6년간 3,992억 원이 투입된다.

한수원이 개발 중인 혁신형 SMR은 1개 모듈의 전력출력 기준 170㎿다. 피동형 안전설비와 무붕산 노심, 내장형 제어봉 구동장치 등 혁신 기술이 적용돼 기존 대형원전(APR-1400) 대비 안전성을 1만 배 이상 높였다는 평가다. 증기발생기와 가압기, 원자로냉각재펌프 등 원자로를 구성하는 주요 기기들을 단일 원자로 압력용기 안에 배치해 안전사고를 차단할 수 있다. 사고가 발생해도 영향을 받는 구역이 반경 300m에 불과해 피해를 최소화할 수 있다. 대형원전 방사선 비상 계획 구역 반경은 16㎞ 안팎이다. 자연순환 냉각 방식을 택해 정전에 따른 위험도 크게 걱정하지 않아도 된다.

한수원은 2028년까지 혁신형 SMR의 표준설계인허가(SDA)를 완료하겠다는 구상이다. 이어 상용화를 위한 첫 실증로 건설에 나설 방침이다. 특히 개발단계부터 첫 실증로 건설을 위한 협력 및 마케팅에 나설 예정이다. 계획이 순차적으로 진행되면 2030년대 초반 첫 실증로 완공과 세계 SMR 시장 진출 성과가 가시화할 것으로 전망된다. 한수원 관계자는 "대형원전 분야에서 40년 이상 축적된 세계 최고 수준의 기술력 등을 바탕으로 혁신형 SMR의 안전성과 경제성을 획기적으로 개선해 미래 원자력 산업을 주도하겠다"고 말했다.

경주= 정광진 기자 kjcheong@hankookilbo.com