미래 에너지 소형모듈원자로(SMR)

소형모듈원자로(SMR): 미래 에너지의 새로운 패러다임

데이터센터의 급증하는 에너지 수요와 더불어 환경적 지속 가능성에 대한 요구가 높아지면서, 소형모듈원자로(SMR)가 차세대 에너지 솔루션으로 주목받고 있다. SMR은 기존 대형 원전의 장점을 소형화하여 효율성과 안전성을 극대화한 혁신적인 원자로 기술이다. 이 글에서는 SMR의 개념, 장점, 현재의 개발 현황, 단점, 그리고 한국의 기술 수준을 종합적으로 분석한다. SMR이 제공하는 가능성은 우리가 직면한 에너지 문제를 해결하고 지속 가능한 미래를 만들어가는 데 중요한 역할을 할 것이다.

SMR이란 무엇인가?

SMR(Small Modular Reactor)은 전기 출력이 300㎿ 이하인 소형 원자로를 의미한다. 기존 대형 원전의 핵심 장비인 가압기, 증기발생기, 노심(爐心)을 하나의 용기 안에 통합한 일체형 설계가 특징이다. 이는 원전의 주요 기능을 소형화하여 안전성과 효율성을 높인 것이다.

SMR의 장점은?

• 안전성: 소형 원자로의 특성상 건물 내부에 수조를 설치하여 자연대류 방식으로 냉각시킬 수 있어 높은 안전성을 제공한다. 대형 원전의 사고 확률이 100만년에 한 번 발생하는 수준이라면, SMR은 이보다 더 낮은 10억년에 한 번 발생할 정도로 추정된다.
• 냉각: 자체 수조를 통해 냉각이 가능하므로 반드시 바닷가나 대규모 수원 근처에 설치할 필요가 없다.
• 유연한 설치: 사막이나 초원과 같은 다양한 지형에 설치가 가능하여 긴 송전선이 필요하지 않다.
• 단축된 건설 기간: 공장에서 대부분의 원자로를 제조한 후 현장에서 설치하는 방식으로, 기존 원전보다 건설 기간이 크게 단축된다.

SMR의 현황은?

• 개발 국가: 미국, 영국, 중국 등 10여 개국이 80종에 달하는 다양한 형태의 SMR을 개발 중이며, 대부분의 국가가 10년 이내 상용화를 목표로 하고 있다.
• 러시아: 부유식 SMR 2기로 각각 35㎿의 전력을 생산하고 있으며, 육지에 설치된 사례는 아직 없다.
• 중국: 2026년 가동을 목표로 육상 SMR을 건설 중이다.
• 미국: 국가 차원에서 SMR 관련 기업을 지원하고 있으며, 빌 게이츠가 설립한 테라파워는 2030년 상업 운전을 목표로 차세대 SMR을 개발 중이다. 최근 미국 와이오밍주 케머러에서 실증단지 착공식을 열고 시험운전을 준비하고 있다.

SMR의 단점은?

경제성 미확립: 아직 검증되지 않은 경제성이 문제로 지적된다. SMR은 필요한 만큼만 설치할 수 있어 경제적일 수 있지만, 대형 원전만큼의 경제적 이익을 얻으려면 규모의 경제를 실현해야 한다. 그러나 대부분의 국가는 인허가 과정을 거쳐야 하고, 초기 설치 부지 선정부터 어려움이 있어 단기간에 규모의 경제를 달성하기는 어렵다.

한국의 기술 수준은?

• SMART: 세계 최초로 표준설계인가를 받은 SMR인 ‘SMART’를 기반으로, 한국수력원자력과 원자력연구원 등이 참여하여 ‘혁신형 SMR(i-SMR)’ 도입을 준비하고 있다.
• 정부 계획: 한국 정부는 2028년까지 i-SMR의 표준설계인가를 완료하고, 2035년부터 상용화를 목표로 하고 있다.
• 발전 전망: 한국이 개발 중인 i-SMR 노형은 1개 모듈당 170㎿의 출력을 가지며, 4개 모듈을 설치하면 총 700㎿의 전력을 생산할 수 있을 것으로 예상된다.

이처럼 SMR은 데이터센터와 같은 고전력 소모 시설에 적합한 대안 에너지로 주목받고 있으며, 다양한 국가에서 활발히 연구 및 개발이 진행되고 있다. SMR은 우리의 에너지 문제를 해결하고 지속 가능한 미래를 만들어가는 데 중요한 역할을 할 것이다.