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원자력그린수소, 인간들과 보다 친근해질 미래의 소형 모듈 원자로(SMR)

  • 박우규
  • 2021-11-04 06:29:27
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원자력그린수소, 인간들과 보다 친근해질 미래의 소형 모듈 원자로(SMR)

조립식 가구, 주택과 같이 소형 모듈형 원자로(SMR, Small Midular Reactor)는 청정 에너지 시장에서 혁명을 일으킬 것이다. 가까운 미래에 원자력 추진 자동차, 선박, 항공기 등을 보게 될 것이다. 또한 건물, 공장, 스마트 팜 등에 에너지를 공급하는 작고 작은 모듈형 원자로가 설치될 것이다.

원자력은 무탄소 에너지를 생산하는데 있어서 필수적인 에너지원으로 입증되었다. 1950년대에 처음 등장한 원전은 2,000% 이상 증가했다. 미국에서만 90개 이상의 원전이 국가 전력의 5분의 1을 공급한다. 전 세계적으로 원전은 2019년 발전량의 10% 이상을 차지하고 있다.

미국 일리노이주의 원전은 캘리포니아주의 모든 풍력보다 더 많은 무탄소 전력을 생산하고 있다. 원자력은 다른 그린 에너지와 달리 간헐성, 날씨 패턴 또는 일조량 변화에 취약하지 않는 안정적인 기저부하 전원이다. 그런데 원자력 발전량은 90년대 중반 이후 꾸준히 감소하고 있는 추세이다.

미국의 경우, 대형 원전은 원자로의 사이즈가 크고 건설비용이 비싸 천연가스에 비해 경쟁력이 없다. 건설비용과 규모에 상관없이 원자력의 모든 장점을 갖추고 있는 원자로가 바로 SMR이다. 국제원자력기구(IAEA)는 SMR을 300MW 이하의 전기를 생산하는 원자로로 정의한다.

대형 원전은 넓은 부지면적을 차지하며, 악천후 등으로 인해 건설공사가 지연되어 투입예산이 증가할 수 있다. 조지아주의 보그틀(Vogtle) 원전 증설은 이미 예정보다 수년 늦어져 수십억 달러의 예산을 쏟아붓고 있다. 반면에 SMR은 훨씬 작은 공간을 차지하며, 공장에서 모듈화로 제작되어 현지에서 조립된다.

SMR은 최대 300MW 용량으로 설치하지만, 개별 원자로는 병렬로 운전하도록 설계된다. 즉 하나의 호기로 시작하여 초기 투자비를 낮추고, 필요할 때 추가로 설치할 수 있다. 한 호기가 고장나면 해당 호기만 분리하여 수리하거나 교체가 가능하다. 또한 풍력이나 태양광 같은 에너지원에 연계할 수도 있다.

SMR의 비용을 낮추는 핵심 요소 중 하나는 '시리즈 생산의 경제' 또는 '시퀀스의 경제'이다. 이것은 '규모의 경제'와 대조되는 것이다. 대형 원자로의 많은 안전 장치가 소형 원자로 설계에는 필요치 않다. SMR은 태양열 어레이와 유사한 용융염(molten salt)과 같은 용매를 사용하여 에너지를 저장한다.

모든 다른 기술과 마찬가지로 SMR도 완전히 완벽하지는 않다. SMR은 비용을 낮추고 효율성을 높이지만 일부 반대자는 '규모의 경제'를 제기하며 의문을 나타낸다. 그러나 SMR 옹호자들은 모듈화와 공장 제조가 '규모의 경제"를 보상할 것이라고 주장한다. 또한 안전과 방사성 폐기물에 대한 주민수용성의 우려도 있다.

한번의 연료 충전으로 20년 이상 주행이 가능한 원자력 추진 자동차는 새로운 물결을 불러일으킬 것이다. 현재 전 세계에서 수십 개의 SMR 개발 프로젝트가 진행 중에 있다. 향후 전 세계에서 무탄소 에너지의 새로운 물결을 볼 수 있을 것이며, 이것은 소형 모듈 원자로가 주도할 것이다.

https://youtu.be/UJ_b8y0LbMw
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