‘함께한 30년, 함께할 30년-원자력 이제는 공감이다’를 대회 주제로 29일까지 진행된 이번 연차대회는, 총 3개 세션으로 나뉘어 28일에는 첫번째 세션, 29일에는 두번째와 세번째 세션이 진행됐다.
다음은 29일 진행된 두번째 및 세번째 세션에서 발표된 주요 내용들이다.
■ Plenary Session Ⅱ : 지속가능 원자력 발전을 위한 과제
● Kathryn McCarthy(미국 아이다호 국립연구소(INL) 책임연구원) = 경수로(LWRS) 프로그램은 미국 에너지부가 장기적인 원자로의 활용을 위해 집중적으로 연구에 나서고 있는 부분이다. 현 원자력발전소들의 계속운전은 미 정부에서 정한 2050년도까지 1990년대의 탄소배출량의 80% 감소 실현을 위해 반드시 필요한 방법으로 인식되고 있다. 계속운전을 위한 면허 갱신과 발전소의 오랜 운영을 위한 투자는 발전소장이 담당해야 할 중요한 덕목이다.
과학적 지식을 기반으로 한 기술적인 결과물은 경수로 프로그램에 있어 직접적인 데이터를 제공하며, 이는 계속운전을 위한 불확실성과 위험 요소를 줄여주고 의사 결정에 도움을 준다. LWRS 프로그램의 연구, 개발 및 시범은 노후 현상과 장기 연구를 위한 특별히 제작된 에너지부 실험실의 전문가와 시설이 필요하며, 이는 대부분의 원자로 운영에 적용할 수 있는 문제에 초점을 맞추고 있다.
LWRS 프로그램은 산업계, 특히 미국 전력연구소의 많은 지원을 통해 장기적인 운영, 그리고 미국 및 해외 공급체·사업체들에게 도움이 되고 있다. 산업계 기관들과 함께 많은 시범적인 프로젝트도 시행하고 있다. 대학들 또한 새로운 인재 육성을 통한 LWRS 프로그램을 실현하고 있다.
● Ron Oberth(캐나다 원자력산업협회(OCI) 회장) = 캐나다는 한국에 원자력 기술 이전을 도운 국가 중 하나다. 특히 한국은 중수로형(CANDU) 연료를 NRU에 실험하면서 큰 도움을 받았다. 이를 계기로 한국은 기술자립을 성공적으로 이루게 됐으며, 한국형 원전 기술을 UAE에 수출하는 데 성공하게 된다.
월성에 CANDU형 중수로를 건설하면서 점차 한국으로의 기술이전이 이루어졌고, 마지막 4호기 때는 대부분 한국 기업이 건설에 참여하게 됐다. 현재 한국은 캐나다를 제외하고 CANDU형 중수로를 통한 전력생산량이 가장 높은 국가다.
OCI와 한국원산(KAIF)은 2014년 8월 캐나다 벤쿠버 PBNC 행사에서 원자력산업 진흥을 위한 MOU를 체결했다. 이 협정에는 OCI와 KAIF의 협력사들이 힘을 모아 한국, 캐나다, 제3국으로의 진출 기회를 찾는 방안을 마련하기로 돼 있다. 이 협정을 통해 양국간의 원자력 전반적인 기술발전을 꾀할 수 있을 것이다.
한국은 2024년까지 원자력발전소 11곳을 추가, 총 34개의 원자력발전소를 운영할 계획을 갖고 있다. 온타리오 주(州) 또한 Bruce와 Darlington이 원전 10기가 수명이 다하고 있는 상황이다. 이는 양국간 원자력발전소 개발에 있어 큰 계획들이 존재하고 있다는 것을 의미한다. 이 기회를 통해 양 국가 업체들은 기술협력을 통해 인도, 폴란드, 남아공 등에서 더욱 긍정적인 효과를 이룰 것으로 기대된다.
● Massoud Tafazzoli(AREVA USA 원전 인허가 및 계속운전 책임자) = 현재 미국은 76기의 상업용 원자력발전소의 수명을 각 20년 이상 연장했다. 38기의 원자력발전소는 현재 40년 넘는 기간 동안 안전하게 계속운전이 진행되고 있는 중이다.
원자력규제위원회(NRC)의 2차 수명연장(SLR, Subsequent License Renewal)과 관련한 규정은 상업용 원자력발전소들이 60년 이상 가동할 수 있도록 유지하게 하는 안정적인 규제로 자리 잡았다.
수명연장 또는 계속운전을 준비함에 있어 수명관리 시스템 평가 사항은 수명연장을 위한 기술적 검토에서 매우 중요한 단계다.
아레바의 수명연장 전문가들은 수명연장을 준비하는 다방면의 전문가들과 함께 하고 있다. 아레바 팀은 원자력규제위원회에서 계속운전을 승인한 원자로들 중 50% 넘는 프로젝트에 참여했다.
● Gerry Frappier(캐나다원자력안전위원회(CNSC) 평가분석국장) = 캐나다원자력안전위원회는 캐나다의 모든 원자력발전소의 안전에 대한 관리 감독을 총괄하고 있다. 허가를 원하는 기업들은 통합적인 안전, 시설, 장비에 대한 검토 및 평가를 받아 발전소 가동의 여부를 승인받는다.
통합적인 안전에 대한 검토는 발전소의 현 실태, 그리고 정부의 규제·정책·기준 등을 맞출 수 있는지 등 장기적인 관점에서 안정성을 평가하게 된다.
캐나다 및 전 세계적으로 원자력 연구개발 비용 및 기술의 발전 또한 평가 대상이다. 이를 통해 실용적이고 합리적인 사용이 가능한지 평가가 가능하고 구조, 시스템, 부품, 프로그램에 변경할 부분을 쉽게 판단할 수 있다.
캐나다는 대중과의 소통을 통해 계속운전 심사 결정을 한다. 위원회는 대중들의 의견을 들을 수 있는 공청회를 열어 그들의 의견을 수렴하고 이후 최후 결정을 내리게 된다.
CNSC는 현재까지 여러 원자로에 수명연장을 승인했으며, 지금도 계속운전에 대한 승인을 검토중이다. CNSC는 철저한 과학적 분석과 대중들의 의견을 수렴해 최종 결정을 내리고 있다. CNSC는 CANDU형 원자로 수명연장에서 한국 원안위와 기술적, 경험적인 내용을 공유하고 있다.
■ Plenary Session Ⅲ : 미래를 위한 원자력
● 박원석(한국원자력연구원 소듐냉각고속로 개발사업단장) = 원자력에너지가 미래 에너지의 한 축을 감당하기 위해서는 안전성, 경제성, 환경성, 그리고 자원의 지속성을 만족시킬 수 있어야 한다. 이들 4가지 요건을 만족시키기 위해 제4세대 원자력 시스템이 미국을 중심으로 주요 원자력국들이 상호 협력 기반을 구축, 개발을 추진하고 있다.
기존의 원자력 시스템이 주로 발전 시스템만을 의미했다면 제4세대 원자력 시스템은 발전 시스템(원자로)과 더불어 핵연료 전 주기를 포함하는 개념을 의미한다. 그러나 핵비확산성 등과 같은 정치적으로 민감한 이슈 때문에 실제 제4세대 원자력포럼에서는 원자로만을 주로 다루고 있다.
제4세대 원자력포럼에서는 제4세대 원자로로서 소듐냉각고속로, 초고온가스로, 납냉각고속로, 가스냉각고속로, 초임계압수원자로 등 6개의 노형을 선정한 바가 있으며, 한국은 국내 전문가 검토를 통해 소듐냉각고속로와 초고온가스로 개발 협력에 참여하기로 결정한 바가 있다.
이를 바탕으로 2008년 제255차 원자력위원회에서는 ‘미래원자력시스템 개발 장기추진계획’을 의결했다. 주요 내용은 2028년까지 150MWe 소듐냉각고속로 원형로 건설을 완료하며, 2025년까지 종합 파이로 공정 시설을 구축하겠다는 것이다. 소듐냉각고속로 개발은 2015년 사전 안전성 검토보고서를 제출, 인허가 일정에 착수할 예정이며, 파이로 공정은 PRIDE 일관 공정 시설이 완공돼 모의 실증 시험을 수행 중에 있다.
현재 국내 원자력산업의 핵심 이슈 중의 하나가 사용후핵연료 문제다. 이를 위해 정부는 사용후핵연료공론화위원회를 구성·운영 중이다. 한국이 처한 현실적 상황, 좁은 국토, 높은 인구 밀도, 에너지 자원의 절대적 부족을 감안할 때 사용후핵연료 문제 해결의 최선책은 소듐냉각고속로와 파이로를 연계한 순환형 시스템에 있다고 여겨진다. 2028년 순환형 시스템을 완공하고 그 운영 특성이 성공적으로 확인될 경우, 2040년경에는 본격적인 상용화를 위한 국가 정책이 수립될 수 있을 것으로 판단한다.
● Francesco Venneri(미국 Ultra Safe Nuclear 사장) = 원자력에너지는 많은 가능성을 갖고 있다. 특히 탄소 배출을 줄이는 데 큰 기여를 하고 있는 좋은 에너지원이다. 에너지의 지속가능성, 방사성폐기물 관리, 핵확산 방지 등의 문제는 기술발전을 통해 점차 해결되고 있지만, 이에 대한 안전문제는 아직도 풀지 못한 숙제로 남아 있다.
원자력발전 안전에 대한 접근은 복잡하고 반복적인 방법으로 시작됐다. 현재 대부분의 상용 원자로에 사용되는 지르코늄 피복 우라늄 산화물 연료는 충격에 약하고 방사성 핵종 방출에 민감하다. 핵연료라는 취약한 에너지원을 안전하게 사용하기 위해 원자로를 짓는 비용은 갈수록 증가하고 있지만 아직도 사고는 끊이지 않고 있다. 원자력 사고에 대한 대처는 변함없이 더욱 비싼 안전장치를 추가하는 것이다.
그러나 이는 원자력을 위한 긍정적인 발전 방향이 아니며, 가장 근원적인 해결책은 더욱 튼튼한 연료를 채택하는 것이라고 판단한다. 원자로의 안전을 향상시키고 디자인은 작게 해 대형 원자로와 비교해서도 경쟁력이 있을 것이다. 사고에 대비하며 용융에 대한 저항을 견딜 수 있는 튼튼한 연료를 개발,여 원자력이 다른 에너지원을 대체해 나갈 수 있을 것이다.
● Jeff Taylor(미국 Westinghouse Electric Company 개발매니저) = 2007년 맺어진 중국 원자력발전소 프로젝트는 싼먼 지역 원자로 2기와 하이양 지역 원자로 2기 계약을 수주함으로써 시작됐다. 중국 프로젝트와 관련 싼먼 1호와 하이양 1호 프로젝트의 건설기간 및 건설내용이 프레젠테이션에 포함될 예정이다. 또한 AP1000에 관련한 모듈 설명이 포함되며 이는 건설 순서를 이해하는 데 도움이 된다.
중점적으로 개선될 사항으로는 모듈 제조, 모듈 설정, 격납 용기 하부 헤드 제작, 물품 조달, 원자력발전소 증기공급설비 제작이 있다. 이에 개별적인 프로젝트 담당자간의 의사소통 및 피드백이 점점 더 중요해질 전망이다.
디자인과 건설에 있어 최대의 효과를 내기 위해서는 단계적인 일의 설정이 중요하다. 특히 최적화된 모듈 제작과 장비 제조에 있어 스케줄 관리와 비용을 절감하기 위한 많은 경험이 필요하다.
3세대 원자로인 AP1000 계속운전을 위한 안전장비 관련 사양 제조에는 재교육이 필요하고 우리가 반드시 극복해나가야 할 주요한 도전 과제다. 특히 최악의 사고 및 안전장비 점검에서는 엄격한 잣대를 통해 최고의 상태를 항상 유지해야만 한다.
● 김지환(녹색기술센터(GTC) 선임연구본부장) = 기후변화 대응은 국가 발전은 물론 국민 삶의 질과 직결되는 현실적인 문제다. 또한 온실가스 저감과 성장동력 확보의 두 가지 목표를 달성해야 하는 과제이기도 하다. 이를 위해 정부는 기술 경쟁력, 시장 전망, 주력 산업과의 연관성 등을 고려해 6대 기술을 선정하고, CO₂ 감축과 기술·산업 연계를 통해 기후 변화 시장 점유를 확대할 것을 대통령에게 보고했다.
이들 6대 기술은 1)태양전지, 2)연료전지, 3)바이오에너지, 4)이차전지, 5)전력 IT, 6)CCS 장치다. 정부는 6대 기술의 R&D 투자 확대 및 수요 기반형 R&D 추진을 통해 민간 참여를 촉진한다는 방침이다. 또한 표준, 테스트베드 등 인프라 확충 뿐만 아니라 전략적 국제협력 강화 등 조기 사업화를 통한 가시적 성과 창출을 목표하고 있다.
그러나 과학기술의 발전은 긍정적인 효과를 가져오지만, 환경·윤리문제 등 국민의 일상 생활에 예기치 않은 부작용을 초래할 가능성도 있다. 기후변화 대응 6대 기술 역시 온실가스 감축에는 효과적이지만 다양한 환경·사회 문제를 내재하고 있는 것으로 알려져 있다.
이들 전 과정 평가(Life Cycle Assessment)의 선행연구는 이들 6대 기술이 기후변화와 에너지 안보에 있어서의 편익이 있는 반면 환경 및 사회 문제를 유발한다는 점과 화석연료의 의존이 불가피 하다는 점을 지적하고 있다는 점을 감안해야 한다.
