미국 아이다호에 소형 모듈라 원자로(SMR) 건설을 목표로 하고 있는 뉴스케일은 호스벗(Horse Butte) 풍력 프로젝트 인근에 신재생 에너지-원자력 복합 발전 단지를 건설하려고 한다. 미국 내 증가하는 태양광 및 풍력 발전은 다양성을 제공하고 있다. 그 결과 전력회사들은 기존 부하전원 공급원인 석탄이나 원자력이 더 유연성을 가져 낭비되는 과생산 전기와 전력망 과부하를 방지할 수 있기를 기대하고 있다.
독일, 프랑스, 캐나다의 원자력발전소는 이미 이런 임무를 수행하고 있다. 하지만 근본적인 설계가 아닌 필요에 따른 것이다. 뉴스케일의 원자로는 전형적인 원자로보다 훨씬 작고 개별 모듈의 가동을 선택할 수 있어 더 효율적으로 부하 추종 운전을 할 수 있다.
미국 내 원자력을 도입하고 에너지 혼합에 유연성을 더하기 위해 이런 발견은 중요한 것이다. 일부 원자력발전소의 조기 가동중단으로 상당량의 무탄소 부하전원이 사라지고 신규 원자력발전소 건설도 난관에 직면해 있다. 미국 전역에 걸쳐 천연가스 화력발전소나 신재생 발전소 건설 비용이 더 저렴해지고 있다.
현재 미국은 90기의 원자로를 가동하여 20%의 전기를 충당하고 있다. 최근 MIT의 연구에 따르면, 경제성이 없다는 이유로 모든 원자력발전소를 가스 화력으로 전환하면 미국의 온실가스 배출이 4.9%까지 증가하는 것으로 나타났다. 이런 상황에서 뉴스케일의 SMR과 같은 소형 원자로는 새로운 기회를 창출할 수 있다. 기본적으로 부하추종 운전이 경제적으로 이루어질 수 있게 된다.
하지만 SMR은 아직 상용화가 되지 못하고 있다. 뉴스케일도 작년 말에야 원자력규제위원회(NRC)에 인허가 신청서를 제출한 상태다. 뉴스케일의 첫 번째 상업용 SMR은 유타지역발전연합(UAMPS)이 주도하에 아이다호 국립연구소에 2026까지 건설될 예정이다. NRC가 신청서를 검토하는데는 약 3년이 걸릴 것으로 예상된다.
에너지부의 자금 지원을 받는 뉴스케일은 플루어사와 엔지니어링 계약을 체결했다. 경수로 기술에 기반을 둔 이 소형 원자로는 손상 가능성이 있는 펌프를 사용하지 않고 냉각수를 순환할 수 있다. 개별 원자로는 높이 23.16ｍ, 직경 4.57ｍ로 50 MWe의 발전량을 가지고 있다. 단일 제어실에서 12기의 SMR을 관리할 수 있다.
뉴스케일의 원자로는 개별 원자로의 운전을 켜고 끄는 것으로 부하추종을 할 수 있다. 또한 증기터빈을 우회하는 것으로 더 빠르게 부하추종을 할 수도 있다. 하지만 SMR이 풍력이나 태양광 발전소와 공존하기 전까지 이런 부하추종은 이론에 불과하다.
뉴스케일을 비롯하여 SMR을 개발하고 있는 기업은 테리스트리얼 에너지, 밥콕 앤 윌콕스, 젠4에너지, 유파워 테크놀로지 등도 있다. 하지만 미국 원자력 산업계와 규제기관은 기업가 정신이나 변화에 우호적이지 않다. 민간 원자력기업은 새로운 기술을 시장에 더 빨리 선보일 수 있도록 인허가 절차 간소화를 요구하고 있다.
큰 비용과 오랜 기간은 원자력 사업을 어렵게 하는 요소로 벤처자금을 받기가 특히 더 어렵다. 연방정부의 새로운 정책도 어려움을 더하고 있다. 트럼프 행정부는 아이다호 부지를 위한 뉴스케일의 예산을 재승인하지 않았다. 또한 에너지부 원자력국의 예산도 31%까지 삭감되었고 기존 원자로의 수명연장과 신형 원자로 연구 자금도 크게 줄었다.
기존 원자로의 단점을 보완하고 신재생 에너지원 활용을 극대화하기 위한 부하전원 공급원으로 소형 원자로가 가능성을 제시하고 있다.
- 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
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