미국, 원자력 에너지 R&D 로드맵

 

에너지 안보 및 온실가스 배출량 감축의 목적을 달성하기 위해, 미국은 가능한 빨리 저렴한 국내 청정에너지원을 개발하고 전개해야 한다. 원자력은 미국의 에너지 목표에 부응하는 기술 포트폴리오의 주요 요소가 될 것이다. 이 보고서는 원자력 에너지를 미국의 지속적인 에너지원으로 확보하기 위한, 에너지부 원자력국(Office of Nuclear Energy)의 연구, 개발 및 시범 활동 로드맵을 제공한다. 

 

오늘날, 원자력 에너지 사용의 확대와 관련한 국내외적 주요 과제는 다음과 같다.

   • 대규모 신규 발전소의 자본 비용이 높으며, 이는 전기 사업자들이 신규 원자력 발전소를 설립하는데 걸림돌이 될 수 있다.    

 

   • 지난 30년간 미국 원자력산업의 모범적인 안전 성과는 원자로가 확대되면서 계속 유지되어야 한다.   

 

   • 현재 고준위 핵폐기물의 관리에 대한 통합된 영구적 해결책이 없다.  

 

   • 원자력 에너지의 사용이 국제적으로 확대되면, 특별한 핵 물질 및 기술의 접근으로 인한 핵무기 확산의 우려가 제기된다.

 

위의 과제들을 극복하는데 있어서, 연방정부의 적합한 역할이 필요한 경우도 있다. 연방정부의 역할은 원자력을 미국의 에너지 공급, 환경 및 에너지 안보 요구사항에 부응하는 자원으로 발전시키려는 원자력국의 주요 목표와 일치해야 한다. 이를 달성하기 위해서는, 적합한 연구, 개발 및 시범을 통해 기술, 비용, 안전성, 안보, 핵확산 저항 장애물 등을 해결해야 한다. 원자력국의 R&D 활동은 위의 과제들을 해결하는 것을 지원함으로써, 새로운 원자로 기술의 전개를 가능하게 하고 신규 원자로의 건설을 촉진할 것이다.     

 

ㅇR&D 목적

원자력국은 원자력의 사용 확대와 관련한 문제들을 해결하기 위한 다음의 4가지 주요 R&D 목적에 따라 R&D 활동을 수립한다.

 

   (1) 현재 원자로의 신뢰성을 개선하고, 안전성을 유지하며, 수명을 연장할 수 있는 기술 및 기타 해결책을 개발한다.

   (2) 원자력 에너지가 행정부의 에너지 안보 및 기후변화 목표를 달성하는데 도움이 되도록, 신규 원자로의 비용을 개선한다.

   (3) 지속가능한 원자력 연료 주기를 개발한다.   

   (4) 핵 확산 및 테러의 위험을 파악하고 최소화한다.

 

ㅇR&D 접근

새로운 기술을 조사하고 전환적 발전을 추구하면서 위의 R&D 목적을 달성하려면, 목표위주의 과학기반 접근이 필요하다. 과학기반 접근은 이론, 실험, 고성능 모델링 및 시뮬레이션을 결합하여, 근본적인 이해를 증진함으로써 새로운 기술을 개발한다. 과학기반 R&D를 수행하는 과정에서, 인프라 요구사항은 계획 수립과 예산 편성 과정을 통해 평가되고 고려된다. 미국의 효과적인 R&D를 위하여, 다자간 또는 양자간 협정(제4세대 원자력시스템 국제포럼 등)을 통해 다른 국가들과 협력한다.

 

 

목차

1. 서론

2. 배경

3. 에너지부 원자력국의 목표

4. 원자력 에너지의 통합 로드맵

5. R&D 접근

6. 요약 및 결론

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
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CNNC(China National Nuclear Corporation)는 자체설계한 HPR1000(Hualong One) 가압경수로용  CF3(China Fuel 3) 핵연료집합체를 양산하기 시작했다. CF3 핵연료의 장기 조사시험(long-term irradiation testing)은 올 3월 완료된 바 있다.

2014년 7월 중국이 자체설계한 CNP-600 PWR형 원전인 Qinshan II 2호기에 CF3 핵연료집합체 4다발이 장전되었다. CNNC는 노심주기가 바뀔 때마다 핵연료집합체를 꺼내 검사를 수행했다고 밝혔다. 검사결과는 핵연료의 설계성능이 국제적으로 인정된 표준을 충족한다는 것을 입증한 것으로 전해졌다. 올 5월 CNNC는 이 핵연료의 상업생산을 시작할 준비가 되어 있다고 밝힌 바 있다.

CNNC는 9월 20일 Qinshan 원전에서 4다발의 핵연료집합체에 대한 추가시험이 끝났다고 발표했다. 이미 Fangjiashan 원전에서 8다발의 CF3 핵연료집합체 연료시험을 조사했으며 올해 말에 8다발의 집합체를 Qinshan 원전에 장전할 예정이다.

CNNC는 여러 원자력발전소에서 연소시험을 통해 CF3 핵연료집합체를 광범위하게 사용할 수 있어 제품 연구비 절감이 가능하다고 밝혔다. CF3 핵연료집합체는 장주기 노심에 사용할 수 있으며  Hualong One 원전과 Yanlong 저온냉방용원자로(low-temperature heating reactor)에 적합하다고 밝혔다.

CNNC는 2018년 9월 지역난방용 Yanlong 수조형(pool-type) 저온로 예비설계를 완료했다. 400 MWt의 출력인 이 원자로가 상온과 대기압 하에서 작동할 수 있다고 밝혔다. 핵연료 용융위험이 없고 방사능 배출량이 적어 도시 인근에 건설할 수 있는 것이 특징이다. CNNC는 고성능 핵연료를 개발하는데 필요한 모든 기술을 보유하고 있으며 독립적인 핵연료 시스템과 충분한 핵연료 공급능력을 갖추고 있어 국제시장에서도 경쟁력을 갖고 있다고 밝혔다.

CF3 핵연료집합체는 17x17 지지격자 내에 배열된 264개의 핵연료봉으로 구성된다. 각 연료봉에는 이산화우라늄(uranium dioxide) 또는 산화가돌리늄(gadolinium oxide)과 이산화우라늄이 혼합된 펠릿(pellet)이 들어있다. 핵연료봉은 zircalloy 피복재를 사용한다. 총 177 다발의 CF3 핵연료집합체가 Hualong One 원자로 노심에 장전된다.

Hualong One 원자로는 현재 Fuqing 및 Fangchenggang 부지에 건설 중이다. Fuqing 5, 6호기는 Fangchenggang 3, 4호기와 마찬가지로 2019년과 2020년에 본격적인 건설이 시작될 것으로 예상된다. 국제 원자력시장에서 Hualong One 원자로는 HPR1000으로 불리며 이 중 2기는 파키스탄 Karachi 부지에 건설 중이다.

2019년 9월 11일 CNNC는 최초의 Hualong One 시범원전용 핵연료 부품이 공장인수검사를 통과하여 Fuqing 원자력발전소로 이송되었다고 밝혔다. 한편, CNNC는 Sichuan성 Yibin에 있는 PWR용 핵연료 제조공장에서 카자흐스탄 Ulba 야금공장에서 만든 핵연료 펠릿을 이용해 CF3 핵연료 집합체를 생산하고 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 장기 조사시험,저온냉방용원자로,장주기 노심 2. long-term irradiation testing,low-temperature heating reactor,long-cycle refueling

러시아 국립 원자핵연구 대학(National Research Nuclear University MEPhI), 영국 사우샘프턴 대학(University of Southampton)의 연구진은 1차원 다공성 실리콘 광자결정 속의 반도체 양자점의 자발 방출 속도와 강도를 증가할 수 있다는 것을 증명했다. 이 연구결과는 양자 컴퓨터를 만드는데 필요한 핵심 문제 중의 하나를 해결하고 생의학 모니터링을 새로운 수준으로 끌어 올리는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

양자점은 빛과 물질이 상호작용할 수 있는 저차원 형광 나노구조체이다. 양자점은 나노결정의 크기에 따라서 넓은 파장 범위의 빛을 흡수하고 좁은 파장 범위의 빛을 방출할 수 있다. 즉, 한 개의 양자점은 각각의 특정 색상으로 빛난다. 이런 특성들은 양자점이 조명 장치, 태양광 패널, 양자 계산을 위한 큐비트까지 다양한 분야에 사용될 수 있다. 또한 광 안정성과 밝기 측면에서 기존 형광체보다 우수하다. 따라서 양자점 디스플레이는 다른 기술에 비해 훨씬 더 높은 밝기, 색상 대비, 낮은 전력 소비 등을 제공할 수 있다.

이번 연구진은 다공성 실리콘 기반의 광자 구조에서 반도체 양자점의 방출 속도와 강도를 모두 증가시킬 수 있다는 것을 최초로 입증했다. 이것은 다공성 기질에서 형광체의 국소적인 전자기 환경을 변경시킴으로써 자발적인 발광을 제어하는데 새로운 방법을 제공한다. 또한 이 연구결과는 바이오 감지, 광전자 공학, 암호화, 양자 컴퓨터 등의 다양한 분야에 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

이 연구는 광자결정의 산화를 사용했다. 광자결정의 산화는 발광 소멸을 억제하고 흡수를 위한 에너지 손실을 감소시켰다. 이러한 구조의 발광을 향상시키기 위해 다양한 방법이 사용되었고, 그 중에서 광자결정을 사용하는 것이 특히 중요했다. 광자결정 굴절률의 주기적인 변화를 통해 광자 상태 밀도(photonic states density)의 국부적인 증가를 달성할 수 있었다. 광자결정을 제조하기 위해 다공성 실리콘이 사용되었고, 이 소재는 굴절률을 정확하게 제어할 수 있고 제조가 용이하며 흡착능력이 뛰어났다.

이 연구결과는 광 컴퓨터 또는 암호화 시스템을 개발하는데 큰 역할을 할 것이다. 이 시스템을 사용하면 현재는 거의 불가능한 단일 또는 양자 얽힌 광자의 주문형 생산이 가능해진다. 얽힌 광자는 현대 물리학에서 중요한 역할을 한다. 얽힌 쌍이 없으면 양자 통신 및 양자 순간 이동을 수행할 수 없고 양자 인터넷으로 연결된 양자 컴퓨터를 구축하는 것이 거의 불가능하다. 양자 컴퓨터가 만들어지면 분자 모델링, 암호화, 인공 지능 등의 모든 영역에서 큰 변혁이 올 것이다.

이 새로운 시스템은 효소-결합 면역 흡착 측정(enzyme-linked immunosorbent assay)을 위한 소형 형광 바이오센서용으로 사용될 수 있다. 광자결정 증가 형광(photonic crystal enhanced fluorescence)을 가진 양자점을 사용함으로써 분석 감도를 크게 향상시켜서 조기 질병 감지가 가능하고, 환자 치료용 모니터링을 용이하게 한다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 반도체; 양자점; 광자결정 2. semiconductor; quantum dot; photonic crystal

□ 한국원자력연구소(소장: 朴昌奎)는 루마니아 원자력연구소(INR; Institute for Nuclear Research)와 원자력 기술개발 전반에 걸쳐 협력하기로 합의하고 9월 5일 루마니아 부카레스트에서 양해각서를 체결 □ 이번에 체결하는 양해각서의 주요 협력분야는 원자력 안전성 연구, 핵연료 및 원자로 기술 개발, 연구용 원자로 이용 개발, 방사성동위원소 및 방사선 이용 연구 등 원자력 전반임. 양해각서 체결은 최근 본격화하고 있는 양국간 기술협력에 가속도를 붙일 전망 □ 한국원자력연구소는 지난 1997년 2월 루마니아 원자력청 산하 원자력공학기술센터에 연구소가 자체 개발한 안전성 평가 컴퓨터 코드인 KIRAP(KAERI Integrated Reliability Analysis code Package)을 무상 제공하였으며, 국제원자력기구(IAEA) 의뢰를 받아 루마니아 체르나보다 원전 1호기에 대한 확률론적 안전성 분석(PSA) 결과를 검토하는 임무를 수 차례 수행한 바 있음. 한국원자력연구소는 또한 2005년 11월부터 15개월간 루마니아 원자력공사가 한국수력원자력㈜에 발주한 체르나보다 원전 2호기 핵연료 교환설비 및 폐기물 처리 설비에 대한 안전성 평가 기술용역을 수행함으로써 앞선 원자력 기술력을 세계적으로 입증하고 있음 □ 이번 양해각서 체결로 정부간, 사업자간, 연구소간 등 한-루마니아 원자력 클러스터간 체계적인 교류가 가능하게 돼 연구용 원자로 및 원전의 해외 수출 기반 구축 등 양국간의 실질적인 협력을 이루어 나가는데 기여할 것으로 기대됨. 한국과 루마니아는 2004년 한·루마니아 원자력협력협정 등을 체결, 이에 근거하여 기술조사단 파견, 공동연구 지원 및 원자력분야 협력을 추진하여 왔다. 특히 루마니아는 국제원자력기구(IAEA) 기술협력사업을 통해 1995년부터 10여명의 연구원을 한국원자력연구소에 파견하여 왔음 □ 루마니아는 1970년대부터 우리나라 월성 원전과 같은 중수로 원전 5기 건설 등 야심찬 원전 사업 계획을 수립하였으나, 정치적 불안 등으로 현재 1호기만 운전하고 있음. 2호기는 운전 중이며 나머지 3기는 공사 중단된 상태로 이의 재개를 위해 노력하고 있음. 원자력 전문 연구기관인 루마니아 원자력연구소는 현재 600여명이 근무하고 있으며 우리나라가 1960~80년대 운용한 바 있는 TRIGA 형태의 연구용 원자로를 독자적으로 설계, 운영하고 있고 중수로 원전에 대한 연구를 수행하고 있음 □ 한편 한국원자력연구소는 이날 양해각서 체결식에 이어 한국수력원자력㈜, 루마니아 원자력연구소(INR), 루마니아 원자력공사(SNN)와 공동으로 ‘한-루마니아 원자력 친선의 밤’ 행사를 개최. 과학기술부 관계자와 박창규 한국원자력연구소장, 이중재 한국수력원자력㈜ 사장 등 양국 관계자 40여명이 참석해 상호 이해와 협력 증진의 시간을 가질 예정 □ 이번 행사는 양국간 인적 네트워크 강화를 통해 세계적으로 원전 시장의 르네상스가 도래하고 있는 시점에 맞춰 루마니아의 원전 건설 및 운영사업 참여 등을 통해 조성된 양국간 원자력 협력 증진 분위기를 유지·발전시키고 원자력 기술 수출 등을 위한 기반을 확대하는데 기여할 것으로 기대됨

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
• Keyword : 루마니아 원자력연구소와 기술협력 양해각서 체결

Ⅰ. 핵군축 촉진을 위한 시책

1. 핵폐절결의
- 1994년 이후 매년, 핵폐절 구체방안에 대한 핵폐절결의안을 국가연합총회에 제출하여 압도적인 지지로 채택

2. 포괄적인 핵실험금지조약(CTBT) 조기발효
- 미국을 포함한 미비준국에 대한 적용활동, 국내관측시설정비 등

3. 병기용 핵분열성 물질생산금지조약의 조기교섭개시
- 군축회의에 일본 간부급대표 파견, 워크샵 개최, 군축회의에 작업문서제출 등

Ⅱ. 기반정비를 위한 시책

1. 일본국제문제연구소 군축불확산촉진센터
- 군축정책실시체제확립을 위한 연구와 강좌개최, CTBT 국내운용체제정비 등

2. 군축불확산교육
- 군축교육가초빙 및 군축교육세미나개최 등

Ⅲ. 국제사회와 연계한 핵안전활동 시책

1. 조약 등
- 테러대책을 위한 국제시책에 대응하고 국가연합 등에서 채택된 13테러조약 가운데 이미 12조약을 체결하고 있다. 또한, 핵물질방호조약개정의 조기체결을 위한 준비작업을 진행하고 있다.

2. 재정적인 공헌(IAEA 핵안전기금 거출)
- 일본의 지불액은 총 687,189달러(2001~2006년도)이며, 카자흐스탄 울바 핵연료공장의 계량관리기술향상을 목적으로 ‘울바계획’ 등 실시

3. 아웃리치 활동
- 2006년 11월 8~9일 토쿄에서 아시아 국가를 대상으로 외무성과 IAEA가 공동으로 ‘아시아지역에서의 핵안전강화를 위한 국제회의’를 주최하였으며, 이는 아시아지역에서 핵안전을 테마로 개최한 최초의 국제회의였다.

4. 국제이니셔티브에 참가
- 미ㆍ러 양수상은 핵테러리즘 위협에 국제적으로 대항해 가고자 2006년 7월 15일 G8 서밋 당시 ‘핵테러리즘에 대항하기 위한 국제이니셔티브’를 제창하였다. 또한, 2006년 10월 30일, 모로코에서 차관급 제 1회의가 개최, G8, 호주, 중국, 카자흐스탄, 터키가 최초 참가국으로서 참가하여 ‘원칙에 관한 소명’을 채택하였으며, IAEA는 입회인으로서 참가하였고 동 소명채택 후 모로코도 참가를 표명하였다. 참고로 제 2회 회의는 2007년 2월 12~13일 터키에서 개최될 예정이다.  

Ⅳ. 핵불확산을 위한 수출관리레짐

1. 원자력공급국가그룹(NSG: Nuclear Suppliers Group)

- 1974년 인도에서의 핵실험을 계기로 핵병기개발에 사용될 가능성이 있는 자기재ㆍ기술수출관리 틀로서 1978년 주요원자력공급국가에 의해 설립되었다.  NSG에서는 NSG가이드라인인 원자력관련자기재ㆍ기술수출국이 지켜야 할 지침을 바탕으로 수출관리가 실시되고 있는데, 동 지침은 원자력 전용품ㆍ기술이전에 관한 ‘NSG가이드라인ㆍ파트1’과 이라크 핵개발계획발각을 계기로 광범위한 품목을 대상으로 한 원자력범용품ㆍ기술이전에 관한 ‘NSG가이드라인ㆍ파트2’로 나뉜다.

2004년 중국, 에스토니아, 리투아니아, 몰타 4개국, 2005년 6월 크로아티아 참가로 2007년 1월 현재 참가국은 일본을 포함한 45개국으로,  제 1회 총회 및 연 수차례 그룹회의를 개최하고 있다. 일본은 핵불확산체제강화 관점에서 원자력기자재ㆍ기술수출관리를 중시하면서 NSG에서의 논의에 적극적으로 참여하고 있는 중이다.

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
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알츠하이머병을 가진 환자들의 뇌는 신경세포 안에 특징적인 응집체들을 가진다. 이들 덩어리들은 Tau 라고 불리는 단백질들이 꼬인 섬유모양으로 응집할 때 형성된다. 그 결과 신경세포의 수송 체계가 붕괴되고 필수 영양소들이 이동할 수 없어서, 세포들이 죽기 시작하고, 뇌 기능에 영향을 주고 그 질병의 증상들이 나타나게 된다. 과학자들이 세포막과의 상호작용으로 형성되는 Tau의 새로운 독성 형태를 발견했다.

알츠하이머병의 병리학에서 그 역할을 고려해서, Tau 단백질은 광범위하게 조사되어왔다. 아밀로이드를 표적으로 한 치료법들의 여러 임상 시험이 최근에 실패하면서,   Tau는 알츠하이머병을 위해서 가장 활발하게 추적하고 있는 표적들 중의 하나가 되었다. 그러나 Tau가 어떻게 뇌에 퍼지고 신경세포들을 죽이는지에 대해서는 여전히 의문이 남아있다. 세포막이 Tau의 응집성과 생리학적인 기능들을 조절하는데 역할을 하는 것으로 알려졌지만, 우리는 여전히 Tau와 지질막 사이의 상호작용이 어떻게 알츠하이머병에서 보이는 신경세포의 손실로 이어질 수 있는지를 이해하지 못하고 있다.

이제 과학자들이 개별적인 Tau  단백질들이 신경세포의 세포막과 상호작용하고 이를 교란시킨다는 것을 발견했다. 이 교란으로 막의 지방 분자들(phospholipids)뿐만 아니라 여러 Tau 단백질들로 이루어진 매우 안정적인 복잡체가 형성된다. 뒤이어 이루어진 연구들은 그 단백질/인지질 복합체들이 그 단백질의 섬유 형태에 비해서 해마 신경세포들에 의해서 더 쉽게 흡수돼서 시험관에서 의 주요 신경세포들에 독성을 유도한다는 것을 보였다. 해마는 기억이 처리되는 곳으로 해마 신경세포의 손실은 알츠하이머병의 전형적인 증상이다.  Tau의 병리학적인 형태를 감지하는데 표준으로 사용되는 항체(MC-1)을 가지고 그 복합체들을 감지했는데, 이는 그것들이 그 단백질의 병리학적인 형태에 몇 가지 특징들을 공유한다는 것을 의미한다.

핵자기공명(Nuclear Magnetic Resonance (NMR))에 의해서 그 복합체의 핵에 있는 Tau의 구조를 밝혔는데, 그 핵은 각각 6개의 잔기들을 가진 두 개의 짧은 펩티드로 이루어졌다. PHF6*와 PHF6로 불리는 이들 펩티드들은 Tau 응집과 조립체를 섬유상으로 유도하는데 중요한 역할을 한다. 그 존재는 그 단백질/인지질 복합체를 알츠하이머병의 발달과 연관시킨다.

그 발견은 Tau 단백질/인지질 복합체의 새로운 형태를 보여주는데, 이는 Tau 구조, 올리고머화, 독성, 그리고 아마도 신경세포들 사이의  정상적/비정상적 수송을 조절하는 막-의존적인 기전의 일부일 수도 있다. 이 복합체를 감지하고, 교란시키거나 표적으로 하는 도구를 개발함으로써, 알츠하이머병의 뇌에서 Tau 응집, 독성, 병리학이 퍼지는 것을 억제하는 새로운 전략을 세울 수 있을 것이다.

그 연구는 이 단백질이 뇌에서 이동하고 신경세포들을 죽이는 가능한 기전에 대한 새로운 통찰을 제공한다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 알츠하이머병; Tau 단백질; 응집; 지질막; 단백질 인지질 복합체 2. Tau protein; aggregation; tau protein phospholipid complex; Alzheimer's disease ; tangles ; PHF6

 

미국 에너지부(DOE: Department of Energy)는 네바다 주, 유카 마운틴(Yucca Mountain) 소재 저장고의 총체계 수명주기비용 추정액을 새로 발표했다. 새로 발표한 2007년 총체계 수명주기비용 추정액에는 저장고 운영을 시작한 1983년에서부터 저장고가 폐쇄되는 2133년까지 150년 간 유카 마운틴을 연구하고, 건설하고, 운영하는 비용이 포함된다. 2007년 추정 비용은 962억 달러(1달러=약 1051원 )로, 지난 2001년 발표한 575억 달러에서 38% 증가하였다. 금번에 발표한 비용은 선적과 저장이 필요한 폐기물의 급증과 160억 달러 이상의 인플레이션을 감안해 추정하였다. 이번에 에너지부는 상업용 핵 폐기물의 처리 비용을 올리지 않았다.

민간 방사능 폐기물 관리국 국장 워드 스프로우트(Ward Sproat)는 금년 프로젝트 이행에 상당한 성과가 있었는데 앞으로도 그러기를 바라며, 현재 미국 전역에 소재한 121곳의 임시 저장고에 보관된 핵 폐기물이 유카 마운틴에 안전하게 보관되길 바란다고 말했다.

금번의 비용 추정액은 저장고에서 처리하여야 할 상업용 핵 폐기물의 양이 지난 2000년 중금속 83,800 미터톤(1,000kg)에서 2007년 중금속 109,300 미터톤으로 30% 증가한 현실을 반영한 것이다. 이러한 증가로 수송 기간은 16년 늘어났고, 정치 기간은 25년 연장됐다. 이 같은 핵 폐기물 증가는 현재 미국 전역에서 운용 중인 핵발전소의 라이센스 갱신 때문이다. 또 금번 2007년도 비용 추정액에 영향을 미친 기타 요인으로 원자재 비용의 상승과 저장고 리모델링 비용 등을 들 수 있다.

다음은 상기 추정액 962억 달러의 내역이다:

- 1983년부터 현재에 이르는 동안 발생한 비용 약 135억 달러

- 저장고의 건설과 운용, 폐쇄 비용으로 추정하는 약 548억 달러

- 수송 비용으로 추정하는 약 195억 달러

- 프로그램 활동 잔고로 추정하는 84억 달러

저장고의 건설과 운용에 소요되는 총 비용은 해당 설비의 지방세납부자와 납세자가 나누어 맡는데, 지방세납부자가 80% 이상, 즉 773억 달러를 약간 상회하는 비용을 맡을 것으로 예상된다.

 

지방세납부자의 핵 폐기물 기금(Nuclear Waste Fund) 납부와 관련해, 상업용 핵 시설 측은 시간 당 킬로와트에 대해 1/10 센트의 수수료를 정부에 납부하고 있다. 에너지부는 이것이 전체 비용 중에서 핵 시설 고객이 물어야 하는 비용을 충당하기에 부족함이 없다고 판단했다.

이번에는 요금 인상을 거론하지 않았지만, 저장고의 건설과 운용에 필요한 연간 자금 지원이 충실히, 충분히 확보되지 않는다면 이를 보장할 수 없다. 유카 마운틴은 지난 2002년, 의회와 부시 대통령의 승인을 받아 미국 최초의 영구적 핵 폐기물 연료 부지 및 고위 방사능 폐기물 저장고로 지정되었다.

목차

요약

1. 도입

2. 유카 마운틴 저장고

3. 수송

4. 프로그램 잔고

5. 상업용/방위용 비용 분담

부록 A-2001년도 총 체계 수명주기비용과 비교

부록 B-연간 비용 내역

부록 C-참고문헌

 

 

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
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재생 에너지에 대한 국제적 관심이 고조되고 있는데, 과연 이들 신흥 에너지가 기존 에너지를 대체할 만큼 가치가 있는 것일까? 이 질문에 대답하는 것은 어려운 일이지만, 적어도 재생 에너지에 대한 세계적인 투자가 이뤄지는 것은 사실인 것 같다.

지난 18개월 동안 재생에너지 분야에 대한 투자가 급증하고 있으며, 이러한 시장의 움직임으로 청정에너지를 통해 전세계 전기생산의 1/4을 2030년까지 공급할 수 있는 가능성이 증가하고 있다고 <유엔 환경프로그램(UN Environmental Programme, Unep)>의 보고서가 주장하였다. 2006년 한 해 동안 풍력과 태양열 발전 및 바이오연료 분야에 350억 파운드 이상이 투자되었으며, 금년에는 43% 이상 증가할 것으로 보고 있다. 신흥 에너지는 현재 총 에너지생산의 2% 정도를 차지하고 있을 뿐이다. 하지만 유엔은 현재 재생에너지 분야에서 18%의 발전소가 건설되고 있다고 밝혔다. 그러나, 재생 가능 에너지의 부작용에 대한 논란도 끊이지 않는다.

최근 에너지 정책적으로 볼 때, 미국과 비슷한 도전에 직면해 있는 다른 나라들을 위한 가장 현명한 에너지 정책은 대규모로 집중화된 석탄과 원자력 발전소에 대한 의존도에서 벗어나 대신 재생 가능 에너지원과 소규모 비 집중화된 발전 기술에 의존하는 것이라는 주장이 제기되었다. 이는 버지니아 공대의 벤자민 소바쿨의 결론으로서, 그에 의하면 이러한 대안 기술들은 동시에 가격 적정하고 친환경적이며 안전하다. 그는 최근 “정책 과학” 지에 낸 논문에서 이와 같은 주장을 내놓았다.

현재 전기 분야는 자연 재해, 가격 변동, 테러리스트의 공격 등에 쉽게 영향 받는다. 오염 증대, 위협의 증가와 전송 분배 네트워크의 비효율성과 같은 장기적인 문제들과 연결되어 이러한 도전들은 대안적인 에너지 기술에 대한 평가를 더욱 필요로 하게 만든다.

그의 연구는 현재의 미국 전기 산업이 직면한 도전들, 현재 기술적 구성을 자세히 분석하였다. 그는 미국 전기 정책 입안자들에게 이용 가능한 에너지 기술을 크게 다섯 범주로 나누어 평가했다. 이 다섯 범주는 기술적 가능성, 비용, 부정적인 영향(환경이나 인간 건강에 대한), 신뢰성과 안보 등이다.

소바쿨의 자세한 분석은 에너지 효율 정책, 재생 가능 에너지 시스템(태양광, 풍력 그리고 수력에서 나오는 전력), 소규모 분산된 발전 기술 (소비 시점에 있어서 비집중화된 발전기술) 등이 대규모의 집중화된 원자력과 화석 연료 발전보다 더 많은 이점을 제공하고 있음을 보였다.

그의 논문은 어떻게 이들 대안 에너지가 정책 입안자들에게 전기 수요를 맞추고 연료 중단의 위험을 최소화하며 교통 네트워크를 향상시키고 환경에 미치는 위해를 줄이는 해결책을 제시하는지 설명한다. 그는 “맘모스나 자본 집중적인 원자력 및 화석 연료 발전소가 아니라 미니 발전기들이 경쟁적인 에너지 환경에서 전력 생산을 다양화하는데 최선의 해결책을 제시한다”고 결론지었다.

그의 논문은 1. Sovacool BK (2007). Coal and nuclear technologies: creating a false dichotomy for American energy policy. Policy Sciences; 40:101-122 (DOI 10.1007/s11077-007-9038-7).로 발표되었다.

* yesKISTI 참조

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
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현 부시 행정부의 에너지 정책의 일환인 국제 원자력 에너지 파트너십(Global Nuclear Energy Partnership, GNEP)은 경제적이며 탄소의 사용이 없는 원자력 에너지를 전세계적으로 확산시키는데 목적을 둔 것이다(http://www.gnep.gov/gnepProgram.html 참조.). 탄소 방출이나 온실가스 없는 풍부한 에너지의 공급, 폐기물을 줄이고 남용의 우려를 줄이면서 사용된 원자력 연료를 재사용하는 것 등을 이 협약의 잠재적인 혜택으로 선전하고 있는 부시 행정부는 세계 각국과 GNEP 협약을 체결하고 있다.

2006년도 발표된 계획안에 따르면, 이 파트너십은 다음과 같은 주요한 목표들을 정하고 있다.

1) 미국에 차세대 핵발전소를 건립하는 것.
2) 새로운 핵 재사용 기술의 개발.
3) 사용된 핵 연료를 미국에서 효과적으로 관리 저장하는 기술.
4) 재사용된 핵 연료로부터 에너지를 얻는 고등 반응기의 디자인.
5) 개발도상국이 핵원료의 오용을 막으면서 이를 효과적으로 사용할 수 있도록 하는 연료 서비스 프로그램 개발.
6) 개발 도상국을 위한 소규모 반응기의 개발과 구축.
7) 오용을 막을 수 있는 핵 안전 기술의 개선.

지난 26일, 미국 에너지부는 영국이 국제 원자력 에너지 파트너십에 21번째 협력국으로 가입하였다고 밝혔다. 미국 에너지 장관 사무엘 보드만은 미국 기업 규제 개혁 장관 존 허튼을 만나 워싱턴에서 관련 협약에 서명하였다.

이 협약에는 최근 한국, 이탈리아, 캐나다, 세네갈이 가입하였다. 지난 2007년 2차 각료급 회담에서 국제 원자력 에너지 파트너십은 기존의 가입국, 중국, 프랑스, 일본, 러시아, 미국과 함께 호주, 불가리아, 가나, 헝가리, 요르단, 카자흐스탄, 리투아니아, 폴란드, 로마니아, 슬로베니아, 우크라이나가 추가 가입하여 규모가 세 배로 커졌다.

이번 영국의 가입에 대하여, 허튼 장관은 “영국은 비 남용과 핵 폐기물 관리 개선의 비전에 동의하고, 이 협약이 국제 기준을 개선함으로써 주는 실제 혜택을 인식하고 있다”고 평했다.

이번에 서명된국제 원자력 에너지 파트너십 원리 성명서는 원자력 에너지의 평화적 이용 확대의 전망, 안전 장치 강화, 국제 연료 서비스의 기초 작업, 첨단 기술들을 기술한 것이다. 이 협약에 가입한 나라들은 이 노력에 동참하고 경제적 평화적 원자력 에너지 사용의 혜택을 공유하게 된다.

이번 영국의 국제 원자력 에너지 파트너십 참여는 영국이 최근 늘어나는 전력 수요를 충당하기 위하여 새로운 원자력 발전소 건설 운영에서 민간 기업들의 참여를 요청한 데 뒤이은 것이다. 영국은 또한 증가하는 국제 협력 관계를 위하여 최초로 “신뢰성 있는 연료 서비스 인프라 구조 개발 작업 그룹” 회담을 개최하였다. 국제 원자력 에너지 파트너십의 원리 성명서에 바탕을 두고, 이 전문가 그룹은 효율적인 원자력 에너지 인프라 개발에 필요한 핵심 요소들을 찾아내는 일을 하고 있다. 이 그룹은 또한 사용된 연료의 관리와 함께 안전하고 종합적인 연료 관리 방법에 집중하고 있다.

* yesKISTI 참조
 

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에너지부 장관 Samuel W. Bodman은 오늘 에너지부 관계자들 앞에서 새로운 수소와 연료전지 기술 자문 위원회(Hydrogen and Fuel Cell Technical Advisory Committee(HTAC))의 발족을 선언했다. 2005년 에너지 정책안(EPACT)에 따라 발족된 HTAC는 부시 대통령의 진보 에너지안 (AEI)의 핵심 분야인 수소와 연료전지 기술 개발에 관한 사항을 장관에게 자문을 제공하기 위한 것이다. 위원회의 회원들은 연방 정부의 공보에 따라 등록된 100명이 넘는 후보들 중에서 선정된 이들이다. HTAC는 수소 관련한 안전, 경제 그리고 환경 이슈는 물론 에너지부의 프로그램, 계획, 활동에 대해서도 장관에 조언할 것으로 전망된다. “수소의 연구, 개발 그리고 배치가 부시 대통령의 진보 에너지안의 핵심이다. 위원회의 가능한 조언들을 듣는 것이 수소 경제를 향하고 원유 공급에 대한 해외 의존도를 낮추기 위한 대통령의 목표를 성취하기 위한 여러 가지 노력의 일환”이라고 Bodman 장관은 밝혔다. 수소는 에너지부의 장기적 에너지와 환경 안보 전략이자 AEI의 총체적 분야이며 건전한 기술 포트폴리오를 성취하기 위한 것이다. AEI 하에 부시 대통령은 회계연도 2007년에 2006년 예산분에서 55% 인상한 2억 1천 5백만 달러를 수소 연구개발에 요청했다. AEI에 대한 자세한 사항은 http://www.whitehouse.gov/stateoftheunion/2006/energy/index.html 확인 바람. EPACT 2005 안내서에 따르면, 에너지부는 의회에 2년에 한 번 위원회의 권고사항과 에너지부의 권고사항에 대한 이행 방법 그리고 실행이 어려운 권고사항을 밝힌 보고서를 제출하기로 했다. 선정된 25인의 위원들은 전문기술적 시각과 주주의 시각을 두루 갖출 수 있게 구성되어 있다. HTAC 위원은 국내 산업, 학계, 전문 지식인, 정부 기관, 금융 기관 그리고 환경 단체 및 수소 안전 분야의 전문가들을 포함한다. 위원들은 다음 달에 있을 첫 회의에서 의장을 결정하고 대략 연 2회 모일 예정이다. 미팅에 대해서는 공보(Federal Register)에서 공지할 예정이다. 수소와 연료전지 기술 자문 위원회 멤버쉽 이름 관련 기관 직위 Larry Bawden Jadoo Power Systems President & CEO John Bresland U. S. Chemical Safety Board Board Member Mark Chernoby DaimlerChrysler Corp. V.P., Advanced Vehicle Engineering Uma Chowdhry DuPont Director of Engineering Technology Millie Dresselhaus MIT Professor David Friedman Union of Concerned Scientists Research Director Clean Vehicles John Hofmeister Shell Oil Company President & U.S. Country Chair Art Katsaros Air Products & Chemicals Inc. Group V.P., Development & Technology Dan Keuter Entergy Nuclear Vice President Alan Lloyd California EPA (retired) Former Secretary of California EPA Byron McCormick General Motors Executive Director of Fuel Cell Activities Mike Mudd FutureGen Alliance Chief Executive Officer Rand Napoli Florida State Fire Marshal Director Ian Purtle Cargill, Inc. Corp. V.P. & Director of Process Solutions Michael Ramage ExxonMobil Executive Advisor James Reinsch Bechtel Power Senior Vice President Gerry Richmond University of Oregon Noyes Professor of Chemistry Roger Saillant Plug Power President & CEO Robert Shaw Arete Corporation President Kathleen Taylor General Motors (retired) Director of Materials & Processes Lab Jan van Dokkum UTC Power President J. Craig Venter J. Craig Venter Institute Founder and President Gregory Vesey ChevronTechnology Ventures President Robert Walker Wexler & Walker Public Policy Associates Chairman John Wootten Peabody Energy (retired) V.P. of Environment and Technology 수소 프로그램에 대한 더 자세한 정보는 Hydrogen.energy.gov * techtrend참조

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• Keyword : 에너지부 장관, 수소 기술 자문 위원회 발족