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원자력 게임체인저가 온다② 美 뉴스케일 성공 비결은 ‘혁신과 규제개선’
미 연방정부·의회 초당적 협력 통해 제도적 기반 닦아
규제법안 제정, 사전심사제…뉴스케일 인허가 통과 배경
전문가 “美 SMR 규제 앞서…韓도 새로운 규제 필요”
정세영 기자    작성 : 2021년 09월 27일(월) 15:10    게시 : 2021년 09월 28일(화) 10:08
미국 뉴스케일의 SMR 원자로 건물 내부 모형도. 출력조절이 가능한 모듈이 최대 12대 설치 가능하며 거대 수조에 잠겨 있는 상태로 운전돼 안전성도 대폭 강화됐다. 제공: 두산중공업
[전기신문 정세영 기자] 기후변화에 대응하려면 이산화탄소를 배출하지 않고 재생에너지의 간헐성을 효과적으로 보완할 수 있는 백업 전원인 소형모듈자로(SMR)가 필요하다는 주장이 국내외 원자력업계를 중심으로 제기되고 있다.

원자력산업 부흥을 꿈꾸는 미국은 근래 초당적인 협력을 통해 원자혁신역량강화법(NEICA), 에너지법2020을 제정한 데 이어 올해 원자력 인프라법 2021을 발의했다. 연방정부와 미 의회가 합심해 SMR 개발 지원을 위한 기반을 차츰 갖춰나가고 있다.

뉴스케일(NuScale)은 바로 이러한 법제도적 뒷받침을 바탕으로 대형원전 대비 안전성, 경제성, 운용성이 획기적으로 개선된 원전 개발에 성공했다. 이는 미 원자력규제위원회(NRC)의 설계인증 심사를 거쳐 기술적 검토 및 승인을 받은 유일한 SMR이다.



◆뉴스케일 SMR, 전 세계서 가장 앞선 설계 완성도

전 세계에 SMR 개발 열풍이 불고 있다. 중국, 러시아 등 주요국이 약 70개의 노형 개발에 박차를 가하는 가운데, 설계의 완성도 측면에서 미국 뉴스케일이 가장 강력한 경쟁사로 떠오를 것이란 전망이 지배적이다.

뉴스케일과 경쟁사의 차이점은 혁신성에 있다. 전문가들은 뉴스케일이 기존 대형원전과는 전혀 다른 차원의 혁신개념을 설계에 반영했다고 평가한다.

일체형 원자로와 모듈화를 통한 출력 조절, 안전성 기능 강화 등의 신기술 도입으로 중대사고 발생 빈도를 대폭 낮추고 건설부지 면적과 공기를 줄여 경쟁력을 한층 끌어올렸다.

뉴스케일의 SMR은 원자로, 증기발생기, 가압기와 같은 주기기를 하나의 모듈에 집약시키고 대형 원전의 거대 콘크리트 돔인 격납 건물까지 이 모듈에 일체화했다. 이 때문에 전체 크기는 대형원전의 1/150 수준으로 작다.

여기에 방사능 누출 시 주민 보호를 위해 사전에 설정한 비상계획구역(EPZ)은 230m 수준으로 매우 좁기 때문에 원전부지와 비상계획구역 부지 확보에 유리하다. 노후 석탄화력 발전이나 대형원전을 용이하게 대체할 수 있다는 주장도 이를 근거로 한다.

뉴스케일 SMR은 1대당 최대 60MWe의 출력을 낼 수 있는 모듈을 최개 12대까지 설치할 수 있어 지역 전력수요에 맞춰 모듈 가동수를 조절할 수 있다. 최소 60MWe에서 최대 720MWe까지의 전력을 생산할 수 있다. 또 각 모듈은 재생에너지 발전량 변동에 따라 출력을 조절할 수 있어 백업 전원으로 제격이라는 평가다.

이밖에 뉴스케일 SMR은 사고가 발생하더라도 외부 전원이나 냉각수가 없이도 안전성을 유지할 수 있도록 설계돼 있다. 지하의 거대 수조에 잠긴 상태로 운전되기 때문이다.

전문가들은 “뉴스케일의 SMR은 극도로 안전한 모델로 평가받는다”며 “노심손상빈도는 대형원전에 비해 1/3000 수준으로 이미 미 NRC에 의해 검증됐다”고 말한다.



◆뉴스케일 성공, ‘선도자’ 자처한 美 규제기관 역할 커

기존 인허가 체제 하에서는 SMR 기술개발 사업의 불확실성이 클 수밖에 없다. SMR 특유의 혁신개념을 기존 대형원전을 전제로 한 인허가 규정으로 심사하는 데에는 한계가 있기 때문이다.

실제로 미국은 뉴스케일 SMR의 인허가를 심사하는 과정에서 이러한 한계를 인식하고 규제 선진화를 추진하는 계기로 삼았다.

당초 미 NRC는 대형 경수로 기준의 인허가 규정을 적용해 냉각재 계통 배기, 가연성 가스 제어, 소내 외 전력계통 확보 등 17개 기술조항을 면제하는 심사를 진행한 바 있다.

하지만 이러한 일부 규정 면제 접근법만으로는 혁신개념을 심사하는데 한계점을 드러냈고, 오히려 인허가의 불확실성만을 키웠다고 전문가들은 분석한다.

이후 미 연방정부와 의회는 이른바 기술포용적인 규제 선진화를 위해 SMR의 혁신개념과 기술을 새로운 규제체제 내에 녹여내기 위해 고심했다. 원자력 혁신 및 현대화법(NEIMA), 원자력 혁신역량강화법(NEICA), 에너지법2020 등은 바로 이러한 고심의 결과물이다.

NEIMA는 규제기관에 SMR 인허가 규제 선진화를 지시하는 내용을 담은 법안으로, 오는 2027년까지 SMR 개발사가 선택적으로 사용할 수 있는 규제체계를 마련하는 것과 동시에 새로운 인허가 기술역량 확보를 주문하고 있다. 특히 오는 2024년까지 SMR 인허가 절차 개발도 명시돼 있다.

아울러 NRC는 SMR 설계에 대한 표준심사서를 선제적으로 개발하는 등 규제기관의 자체적인 노력도 깃들여졌다.

한 전문가는 “미국은 뉴스케일 인허가를 경험하며 전 세계적으로도 정책적인 기반이 가장 잘 닦여 있는 국가”라며 “우리도 조금 뒤늦은 감이 있지만 새로운 규제체계를 만들어낼 필요가 있다”고 말했다.


정세영 기자 cschung@electimes.com        정세영 기자의 다른 기사 보기

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