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[도약 2014]우리는 왜 원자력이 필요한가
우진엔텍  2014-01-10 16:04:19, 조회 : 3,465, 추천 : 533

원자력은 현대가 이룬 역사(歷史)이다. 화석연료의 굴레에서 벗어난 원자력발전은 우리에게 새롭고 값싼 에너지를 누리게 했으며 그로인해 경제성장을 이룩할 수 있었다. 그러나 후쿠시마 원전사고와 인류가 잊고 있었던 ‘원자력이 재앙’이 될 수 있음을 깨달게 해줬다. 하지만 싫든 좋든 원자력은 우리에게 여전히 매련적인 에너지원이다.

지난해 연말 우리나라 전력 생산 정책에서 원전 비중을 얼마로 할 것인가가 ‘핫 이슈’로 떠올랐다. 이런 가운데 정부는 국가에너지기본계획 민관 워킹그룹의 제안 내용을 바탕으로 공청회를 통해 각계 의견을 수렴 중이며 올해 초 기본계획을 확정한다는 방침이다.

민관 워킹그룹은 지난해 10월 오는 2035년까지의 원자력발전 비중을 22~29%로 권고, 전체 전력의 41%를 원자력발전을 통해 공급하겠다던 당초의 정부 정책 방향을 전면 수정토록 했다. 원전 비중을 현재 수준인 20% 대로 유지하고, 세제 개편 등 수요관리를 통해 전기수요를 줄이겠다는 방침이다.

문제는 여기서부터 시작이다. 공급위주에서 수요관리로의 전환은 기본적으로 국가전력예비율이 충분할 때 통한다. 경제협력개발기구 평균 예비율은 20~30%이고, 미국 31%, 독일 28%이며 특히 유럽은 계통이 연결돼 있어 긴급 시 전력을 빌려올 수도 있다. 또 원전 비중이 30%에 달하는 일본의 경우 예비율이 28%여서 원전을 모두 세워도 소비를 조금만 줄이면 수급에 문제가 없다.

그러나 안타깝게도 우리나라의 예비율은 5%를 오르내리며 선진국 중 최하위 수준이다. 전력난을 풀기 위해서는 발전 설비를 늘려야 한다. 화석연료의 고갈과 온실가스 등의 고민을 갖고 있는 화력발전소, 현재 원자력에 비해 5~10배 가량 비싸고, 이용률이 낮은 신재생에너지는 부족한 예비율을 대체할 수 없다. 결국 안전을 담보로 지속가능한 기저전력을 확보하려면 원자력이 최선의 선택임은 분명하다.

◆원전비중 축소…전기요금 대폭 상승 감수해야
정부는 지난해 12월 11일 ‘제2차 에너지기본계획’에서 온실가스 감축과 에너지 안보 등을 고려해 오는 2035년까지 원전비중을 29%로 설정했다는 내용의 정부안을 발표했다. 이는 지난 정부가 내세운 원전 확대정책에서 선회하는 것으로 원전정책에 일대 전환점이 됐다.

그러나 원전비중이 더 줄어들면 전기요금 인상은 불가피해진다. 타 발전원에 비해 원전은 가격경쟁력 면에서 단연 우위를 점하고 있어, 원전 대신 비싼 에너지원을 사용해 전기를 생산할 경우 전기요금이 크게 오르는 것은 당연하다.

지난해 말 기준 국내 전력원별 kWh당 평균 판매가격을 살펴보면 원자력은 발전소 건설과 해체비용, 방사성폐기물 처리비용 등을 포함해 39원이다. 석탄의 전력 판매단가는 66원, LNG 210원, 석유 253원, 태양광은 무려 599원에 달했다. 그동안 우리는 원전 덕분에 값싼 전기를 사용했다고 해도 과언이 아니다.

원전 비중이 축소되면 LNG나 석유 같이 판매단가가 높은 전력원 비중을 높여야 하기 때문에 전기요금이 상승은 불 보듯 뻔하고, 생산비용 상승으로 인한 산업경쟁력 약화도 감수해야 한다.

국내 반핵 NGO단체들은 일본 후쿠시마 원전 사고 이후 독일의 탈(脫) 원전정책을 보고 우리도 원자력발전소를 폐쇄하자고 주장하고 있다. 그러나 수력 등 다른 에너지원이 풍부한 독일의 경우에도 탈원전 바람으로 전기요금이 지난 10여 년간 80% 이상 올랐다는 점을 간과해선 안 된다.

◆석유생산 피크 시점 다가오고 있어
세계 경기침체 속에서도 최근 몇 년 사이 1차 에너지 수요는 매년 2% 가량 증가하고 있고, 화석연료 소비량도 매년 늘고 있는 추세다. 그에 따라 온실가스 배출량은 사상 최고치를 기록하고 있다. 이런 가운데 세계적으로 ‘피크 오일’을 둘러싼 논쟁이 뜨겁다. 피크 오일이란 석유 생산이 최고조에 이르는 정점으로 석유 생산이 더 이상 늘어나지 않는 시점을 말한다. 소비는 계속 늘어나는데 생산이 늘지 않는다는 말은 아무리 많은 돈을 주더라도 석유를 살 수 없게 된다는 것이다.

지난해 영국의 석유전문회사인 BP는 화석연료 매장량과 관련, 석유는 54.2년, 천연가스 63.6년, 석탄은 112년 정도 지나면 심각한 국면에 도달할 것으로 내다봤다. 그 이후에는 고갈 가능성이 있다는 분석이다. 물론 매장량은 탐사·생산기술 발달과 유가 추이에 따라 더 늘어나거나 줄어들 수도 있다. 그러나 점차 피크에 도달하고 있음은 어느 누구도 부인할 수 없는 현실이다.

비싼 석유를 전력원으로 선택했을 때 발생할 수 있는 치명적 약점은 연료 공급의 한계성이 분명하다는 것이다. 그러나 연료의 공급 안정성을 고려한다면 현재 상황에선 원자력발전이 가장 유리하다. 원자력발전의 연료인 우라늄은 에너지밀도가 높아 연료비축이 쉽고 에너지 안보 문제에 대처할 수 있다는 게 전문가들의 공통된 견해다.

우라늄 1g은 양질의 석탄 3t을 태웠을 때 나오는 열량과 같고, 벙커C유 10드럼을 태웠을 때와 맞먹는 에너지가 나온다. 100만kW급 발전소를 1년간 운전하려면 석유는 150만t이 필요하지만 우라늄은 20t이면 되는 셈이다.

제1, 2차 오일쇼크와 같은 고유가시대가 도래한다 해도 국가경제가 흔들리지 않는 에너지 공급을 하려면 국외정세에 대비한 연료 공급과 에너지 안보를 고려하지 않을 수 없다.

원전은 우라늄을 원자로에 한번 장전하면 15~18개월 동안 연료를 교체하지 않아도 된다. 길어야 1개월분 밖에 저장할 수 없는 화석연료에 비해 연료비축 능력이 월등하다. 따라서 원자력발전은 국외 에너지 수급상황이 급격하게 변해도 비교적 안정적으로 전기를 생산할 수 있는 이점이 있다. 우라늄은 수송과 저장이 쉽다는 장점도 빼놓을 수 없다.

◆지구온난화 재앙 늦추는 “에너지 선택은 필수”
게다가 화석연료의 무분별한 사용은 지구대기권 안에 이산화탄소 양을 급격히 늘려 지구온난화라는 대재앙을 초래했다. 혹서와 혹한을 유발하는 기후변화 현상은 거의 모든 지구인들이 직접 피부로 느낄 만큼 심각해지고 있다. 원전에 대한 막연한 공포를 줄이기 위해 화석연료 비중을 늘이면 지구온난화 현상을 더 부추기는 부작용이 크다.

전원별 이산화탄소 배출량(g/KWh)을 보면 석탄은 991g, 천연가스 549g, 석유 782g, 태양광은 57g인 반면 원자력은 10g에 불과하다. 석탄의 이산화탄소 배출량은 원자력의 100배 수준이고, 천연가스 조차 50배가 넘는다.

국가에너지기본정책을 결정할 때 반드시 고려해야 할 부분은 전력을 생산할 때 발생되는 이산화탄소 배출량이다. 지구온난화 속도를 줄이기 위해 청정에너지원 비중을 늘려야 하고, 이런 측면에서 원자력 발전의 ‘친환경성’은 큰 장점이 아닐 수 없다.

◆설비이용률 낮은 신재생에너지의 한계
NGO단체를 중심으로 일부에서는 태양광과 풍력 등 신재생에너지가 독자적인 대안이 될 수 있다고 주장하기도 한다. 과연 신재생에너지가 차세대 에너지로서 해답이 될 수 있는가. 신재생에너지는 기존의 화석에너지와 여러 가지 다른 특성을 지니고 있다.

우선 화석에너지에 비해 경제성이 크게 떨어진다는 점이다. 전원별 설비단가를 비교해보면 태양광의 설비단가는 LNG발전소의 약 16배, 풍력은 약 3배 수준이다. 그러나 이용률을 고려하면 경제성 차이는 이 보다 훨씬 크게 벌어진다.

세계에너지기구(IEA)의 통계자료에 따르면 풍력의 설비이용률은 약 20%, 태양광은 10~15%에 불과하다. 반면에 원자력, 석탄, LNG발전소는 연료만 넣으면 언제든지 가동할 수 있다. 국가의 안정적인 전력공급원인 기저전력원으로서 신재생에너지를 선택하기 어려운 점이 여기에 있다.

또 자연을 이용하기 때문에 제어가 쉽지 않다는 단점도 지니고 있다. 신재생에너지는 태양, 바람, 해양, 지열, 물 등 자연을 이용해 얻는 에너지다. 그렇기 때문에 인간이 마음대로 제어할 수 없다는 근본적인 문제를 안고 있다. 풍력발전기는 적어도 초속 3m 이상의 바람이 불어야 가동되고 바람이 너무 세서도 안 된다. 태양광은 햇빛이 일정량 이상 비춰야 발전할 수 있다. 밤이나 장마철에는 전력 생산이 불가능하다.

특히 우리나라 자연여건은 신재생에너지를 활용하기에 적합하지 않다. 땅이 협소해 대규모 부지가 필요한 태양광 발전에 부적합한 국가로 꼽힌다. 예컨대 서울의 전기 수요를 태양광 발전으로만 충당한다고 가정하면 연간 380억kWh의 전력수요를 충당하기 위해 대략 550㎢의 면적이 필요하다. 이는 서울시 전체 면적의 90%에 집열판을 설치해야 한다는 계산이 나온다.

풍력 발전 역시 수시로 바뀌는 바람의 방향을 따라잡으려면 지능형 기기를 설치해야 하는데, 고장이 잘 나고 수리비용도 만만치 않아 경제성이 거의 없는 실정이다. 게다가 풍력발전기가 돌아가며 발생하는 소음도 문제다. 그나마 우리에게 절대 부족한 바람과 햇볕, 평지를 수입할 수도 없다는 게 현실이다.

◆원자력 안전문제, 기술로 해결 가능
후쿠시마 원전사고 이후 국민들의 원전 안전성에 대한 우려를 불식시키기 위해 우리나라는 전 원전에 대한 안전점검을 실시, 여기서 도출된 56건의 개선대책에 대해 2015년까지 1조 1000억 원을 투입해 원전 안전성을 획기적으로 증진시켜 나가고 있다. 또 장기 가동원전에 대해서는 유럽식 스트레스 테스트를 수행해 극한 자연재해에 대한 대응능력을 평가하는 작업도 진행 중이다.

특히 중대사고 발생 시 전력공급이 없더라도 작동 가능한 피동형 안전설비 보강, 연료손상이 쉽게 되지 않는 신개념 핵연료 개발 등 끊임없는 기술개발을 통해 원전의 안전성을 획기적으로 향상시켜 나가고 있다.

원자력발전소를 운전한 뒤 나오는 사용후핵연료는 장기간 많은 열과 방사선을 방출하기 때문에 오랜 기간 냉각과 차폐가 필요하지만, 현재의 기술로 충분히 안전하게 관리할 수 있다.

현재 국내에서는 사용후핵연료를 원전 내에서 보관하고 있으나 저장용량의 포화 이후 사용후핵연료를 어떻게 관리할 것인가가 원자력계의 최대 화두가 되고 있다. 정부에서는 공론화위원회를 구성, 본격 가동 중이며, 내년 말까지 재활용 또는 일정기간 중간저장 후 최종 처분하는 등 최적의 사용후핵연료 관리방안을 도출해낼 방침이다.

◆원자력, 국가 성장과 환경 위한 ‘최선의 선택’
우리의 에너지 환경은 고립된 섬처럼 심각한 상황이다. 우리나라는 에너지 자급률이 고작 3%에 불과한 자원빈국이다. 그럼에도 철강과 화학, 조선 등에 집중된 에너지 다소비형 산업구조를 갖고 있어 화석연료에 대한 의존도가 높고, 온실가스 배출량도 세계 10위이다. 따라서 에너지자원 고갈에 대한 문제와 함께 온실가스 저감대책이 절실한 과제로 떠오르고 있다.

지금 세계는 에너지 수요가 꾸준히 늘어나면서 가히 ‘자원전쟁’이라 할 만큼 치열한 자원쟁탈전을 벌이고 있다. 석유, 가스, 석탄 같은 현재의 주력 에너지자원을 확보하기 위해 국력을 총동원하는 한편 풍력 및 태양열 외에도 바이오매스, 지열, 해양에너지 등 이용 가능한 재생에너지의 보급 확대에도 많은 노력을 기울이고 있다.

그러나 전문가들은 “신재생 및 신에너지가 충분히 기술개발이 이뤄져 경제적인 에너지원으로 자리 잡을 때까지는 원자력 발전으로 에너지난을 극복해야 한다”고 입을 모으고 있다.

그러기 위해서는 이제 원전에 대한 소모적 논쟁에서 벗어나 원자력에너지를 보다 안정적으로 관리하고 효율적으로 활용하는 방안을 모색해야 할 때다. 원전에 대한 무조건적인 반대에서 벗어나 현실을 합리적으로 받아들여야 한다.

지금은 원자력계가 성장통을 겪고 있다. 하지만 원자력발전은 저렴한 전기로 경제 발전에 큰 도움을 줬을 뿐 아니라 고도의 기술집약적 산업으로 전기, 기계, 토목, 화학, 금속 등 관련 산업 발전에도 크게 이바지 해왔다. 2014년 갑오년, 원자력발전은 기술인력 일자리 창출과 주력 수출산업으로서 ‘대한민국의 신성장 동력으로 자리’잡아야 할 것이다.

2014. 1. 6 <한국원자력신문>


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