앞으로의 미래 전기는 더 많이 필요하고 미래 혁신형 SMR의 기대.

출처 두산중공업

 

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전기는 앞으로 많이 필요하고  전 세계적으로는 탄소중립과 지구온난화 문제가 심각해지면서 소형 원자로가 부각되고 있다. 미래 소형 원자로 SMR에 대해 알아보고 관련된 회사에 대해 알아본다.

태양과 풍력과 같은 신재생 에너지는 기후에 따라 발전량이 일정하지 않아 에너지 수급은 불안정할 수밖에 없다,

탄소 배출을 줄이는 원자력 발전에 대한 필요성이 재조명되면서 더 안전한 원전 기술인 SMR(Small Modular Reactor, 소형 모듈 원자로)이 주목받고 있다.

SMR은 증기발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등 주요 기기를 하나의 용기에 일체화한 소형 원자로로 전기출력이 300MWe 이하인 원자로를 말한다.

해군의 잠수함과 항공모함의 추진에 원자력을 활용하면서 SMR 관련 연구·개발을 꾸준히 진행해 왔던 미국과 러시아를 제외하면 SMR에 대한 연구는 현재 진행형이다. 최근 마이크로소프트(MS) 창업자인 빌 게이츠와 기업 투자가인 워런 버핏이 손잡고 SMR 건설 계획을 밝히면서 SMR에 대한 관심이 높아지고 있으나 현재 세계 SMR 시장은 이제 걸음마 단계에 불과하다.

 SMR의 특징은 대형 원전에 비해 원자로를 포함 기자재의 크기가 작아 차량 이동과 조립이 편리하고, 건설공기도 절반 정도로 짧다.  또, 필요한 만큼 모듈을 묶어 공급할 수 있어 예산 규모에 맞게 개수를 늘리거나 줄이는 것도 가능하다. 입지 활용도 역시 대형 원전에 비해 높은 편인데 기존의 대형 원전은 가열된 원자로를 식히기 위한 냉각수가 반드시 필요하므로 해안이나 큰 강가 등 물을 대량으로 사용할 수 있는 환경이 필요했다. 그러나 SMR은 자연순환이나 공기를 이용한 수동 냉각방식이 가능하여 다양한 곳에 설치할 수 있다. 크기 역시 기존의 대형 원전에 비해 약 1/50~1/100 정도에 불과하여 방사능 유출 사고 시 대응 조치가 필요한 구역인 ‘방사선 비상계획구역’의 범위를 축소할 수 있다.

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현재의 SMR은 좁은 잠수함에서도 사용할 수 있는 수준의 안전성과 신뢰성을 확보하기는 했지만 ‘100%의 안전성’이란 논리적으로 불가능하다는 점을 생각해보면 SMR을 사용할 때는 2중, 3중의 안전대책 또한 필요하다.

원자력발전소는 방사성원소를 연료로 사용 운전 과정에서 다양한 폐기물이 발생한다. 방사성 물질을 다루는 과정에서 사용한 방호복이나 장갑, 각종 도구는 물론이고, 원전 연료가 타고 남은 재인 ‘사용 후 핵연료’도 방사성폐기물에 포함된다. 땅속 깊은 곳에 묻는 것이 가장 안전한 방법이나 우리나라는 현재 사용 후 핵연료를 영구 보관할 수 있는 처분장이 없어서 원자력발전소 내에 임시 저장하고 있는 실정이고 그나마 임시 저장시설마저도 포화를 앞두고 있어 원전 가동에 따라 향후 방사능 폐기물이 발생하게 될 경주 월성원전은 올해, 한빛원전은 2026년에, 고리원전은 2027년에 임시 저장시설이 포화된다고 한다. SMR은 소규모로 건설되므로 임시 저장시설을 확보하기가 더 어려운 만큼, 사용 후 핵연료 영구처분 시설이 제대로 갖춰지지 않는 한 제대로 활용하기는 어려워 보인다.

 

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사용된 핵연료 운반/저장용기및 원전 해체 관련 기술 개발 등을 가속화하여 국내외 서비스 시장으로 참여 분야를 확대하고 미국, 러시아, 중국 등 많은 국가에서 SMR을 개발하고 있다. 우리나라에선 한국 원자력연구원이 1997년부터 SMART(System-integrated Modular Advanced-ReacTor)라는 SMR 모델을 개발하기 시작해 2012년 7월 세계 최초로 표준설계인가를 받았으며, 한수원은 현재 SMART를 개량해 「혁신형 SMR」을 개발하고 있다.

 

혁신형 SMR은 소형모듈원자로로서 무붕산.., 내장형 제어봉 구동장치.. 등을 설계 적용하여 국내외 SMR 대비 안전성, 경제성이 개선된 소형 모듈 원자로로 SMART보다 계통을 단순화하고 모듈화를 강화하였으며, 제어봉을 내장하여 안전성을 더 강화한 것이 특징이다

현재에 머무르지 않고 세계 최고가 되기 위해 노력하고 SMR은 소형이지만 방사능 유출이나 사용 후 핵연료라는 원자력발전의 특징을 고스란히 지닌 만큼 신중하고 조심스러운 접근이 필요하고, SMR 기술 연구개발과 더불어 원전의 해체와 폐기물 관리에 대한 기술 역량 강화가 함께 동반 진행되어야 할 것이다.

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두산중공업

 

• 1962년 현대양행으로 설립되었으며 1980년 중화학공업 구조조정의 일환으로 정부에 귀속, 한국중공업으로 변경됨. 2001년 두산중공업으로 상호 변경.
• 발전설비 및 담수설비, 주단조품, 건설(두산중공업), 건설중장비 및 엔진(두산인프라코어), 토목과 건축공사(두산건설) 등의 사업을 영위 중임.
• 17,000톤 프레스 도입으로 발전과 산업 분야의 초대형 단조품 시장 공략을 더욱 가속화할 계획임.

 

 

 

 

 

한전기술

 

• 발전소 및 플랜트 관련 엔지니어링 업체로서 원자력발전소의 설계, 수화력 발전소의 설계, 발전설비 O/M, 플랜트 건설사업 및 PM/CM 사업 등을 영위하고 있음.
• 세계에서 유일하게 원자로계통 설계와 원전 종합설계를 모두 수행하고 있음.
• 2020년 03월 미국 'LACP 비전 어워드' 지속가능 경영 부문 및 CSR 부문에서 금상을 수상하였으며, 2020년 04월 엔지니어링협회 해외개척상을 수상함.

 

 

 

오르비텍

 

• 연구 및 개발을 통한 핵심 보유기술을 바탕으로 비파괴 기술검사 등을 목적으로 1991년 3월 설립되어 2010년 코스닥시장에 상장됨.
• 영업부문은 원자력사업본부, ISI사업본부, 항공사업본부로 구성되어 있음.
• 2013년에는 항공기 정밀부품 제조업에 진출해 항공우주산업에 필수적인 AS 9100 국제 품질인증 획득, 자체 신규 공장 준공 등 독립 생산능력 확보함. 2017년 신기술사업 금융업을 영위하는 오비트 파트너스(주)를 신설함.

 

 

 

 

 

비에이치아이

 

• 2005년 12월 발행주식을 한국거래소가 개설하는 코스닥시장에 상장한 주권상장 법인임
• 주된 고객으로는 한전을 비롯한 전력회사 및 발전사업자, 대형건설사, 포스코를 포함한 제철회사 등이 있음.
• 설비의 경제성 및 효율, 납기준수 등 다양한 고객의 요구를 충족시키는 것이 사업의 중요한 요소이며, 이를 위해 우수한 설계인력 및 엄격한 생산관리, 축적된 사업수행실적 및 경험이 중요한 사업임.