소형모듈원자로(SMR)가 전 세계적인 주목을 받는 가장 큰 이유는 기후변화위기에 따른 탄소중립을 꼽을 수 있다. LNG를 포함한 화석연료의 사용을 줄여야 하는 세계 각국의 입장에서 이를 대체하기 위한 선택지는 재생에너지로 귀결될 수 밖에 없다.

하지만 재생에너지가 가지고 있는 가장 큰 문제점은 출력변동에 따른 간헐성이다. 이를 보완할 수 있는 최적의 대안으로 원자력이 재부상되면서, 특히 안전성과 분산성 측면에서 강점을 가진 SMR에 주목할 수 밖에 없게 된 것이다.

이에 본지는 글로벌 SMR시장과 국내외 기술동향을 살펴보기 위해 전문가 3인의 인터뷰를 진행했다. /편집자 주

◇ 왜 소형모듈원자로(SMR) 인가?
소형모듈원자로(SMR)는 증기발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등 주요기기를 하나의 용기에 일체화한 전기출력 30만kW 이하의 원자로를 뜻한다.

SMR은 모듈 형태로 공장에서 제작해 현장으로 이송한 후 조립해 건설하는 방식으로 진행되기 때문에 건설공기를 단축하고 비용을 절감할 수 있다는 것이 강점이다. 특히 소형이라는 특성을 이용해 다양한 지역에서 분산형 전원으로 활용할 수 있으며, 발적 목적에 따라 다양하게 활용할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 

수소생산을 위한 발전설비는 물론, 해수담수화나 열 생산설비 등과도 연계해 활용될 수 있으며, 부유식 전원이나 선박의 동력에도 적용할 수 있다.

여기에 더해 재생에너지의 취약점인 간헐성 문제를 보완할 수 있는 최적의 대안으로 부각되고 있다.

◇ 글로벌 SMR 시장 동향
SMR이 전 세계적인 주목을 받으며 우리나라를 비롯해 미국, 러시아, 중국, 일본 등에서 총 71종 이상이 개발 중이다.

이 중 가장 앞선 기술력으로 평가받고 있는 것은 미국의 NuScale로, 미국 규제기관(NRC)으로부터 표준설계인가를 지난 2020년 8월 획득한 바 있다. 

국가정책적으로 SMR을 지원하는 나라도 점차 확대되는 모습이다.

미국 바이든 대통령은 SMR이 100% 청정에너지 목표달성에 기여할 것이라며 정부 지원을 약속한 바 있고, 영국은 지난 2020년 11월 녹색산업혁명을 위한 10대 계획 중 하나로 SMR개발과 투자를 발표한 바 있다.

◇ 우리나라 SMR기술 현황
우리나라의 SMR은 기존에 원자력연구원이 개발한 SMART를 기반으로 한 i-SMR(혁신형 SMR)과 한전기술이 해수담수화에 적용하기 위해 개발 중인 개념설계단계의 ‘BANDI-60S’가 있다.

이 중 한수원 주도 하에 원자력연구원과 두산모빌리티, 한전기술 등이 참여 중인 혁신형 SMR은 17만kW급 소형모듈원자로로, 기존 원자로에서 출력제어용으로 사용되는 수용성 붕산을 사용하지 않고, 내장형 제어봉 구동장치 등을 설계에 적용해 국내외 SMR에 비해 안전성과 경제성이 개선된 것으로 평가받고 있다.

혁신형 SMR은 출력증감의 유연성을 증대하기 위해 4개 SMR 모듈을 기본 배치하는 것으로 구상됐다. 원자로의 잔열을 제거하기 위한 냉각능력을 최대화하기 위해 30일 이상의 수냉각과 공기냉각을 진행하게 되며, 4개 모듈을 동시에 제어하는 단일 제어방식으로 설계돼 있다.

한수원을 비롯한 국내 원자력사업계는 지난 5월 말 예타사업 통과를 계기로 오는 2026년까지 핵심기술 개발과 표준설계를 완료해 2028년까지 인허가를 획득한다는 계획이다.