글로벌 전력 수요 증가와 탄소 중립 등으로 소형모듈원자로(SMR)가 미래 핵심 산업으로 주목받고 있다. SMR은 미국·중국 등 주요 국가가 상용화 단계에 이르지 못해 산업의 주도권 향방도 결정되지 않았다. 정부는 이 같은 상황에서 SMR을 미래 ‘7대 SEED’ 산업으로 지정해 생태계 구축과 기술 개발 등을 전폭적으로 지원하기로 했다. SMR 시장의 선도 국가가 되기 위해 경제성을 높이는 기술 역량을 키워야 한다는 지적이 나온다.
김병구 전 한국원자력연구원 미래원자력기술개발단장은 13일 서울경제신문과의 인터뷰에서 “우리나라의 SMR이 성공하기 위해서는 10기 이상의 단일 노형을 동시에 함께 짓는 ‘플릿(Fleet)’ 방식으로 추진해야 한다”고 제안했다. 김 전 단장은 1975년부터 한국원자력연구원에서 30년간 근무한 한국 원전의 산 증인이다. 최초의 한국표준형원전(OPR1000)의 기반이 된 영광(한빛) 3·4호기 원자로 계통 설계 등 주요 기술 개발에 참여했다. 최근 저서 ‘다시, 원자력을 묻는 시간 – K-원전에서 SMR까지’를 통해 원전의 발전 방향을 제안했다.
김 전 단장은 SMR의 경제성을 고려할 때 표준화된 원자로 설계를 반복적으로 배치하는 플릿 방식이 유리하다고 평가했다. 그는 “대형원전은 발전용량이 1400MW에 달해 경제성이 높은 데 비해 SMR은 300MW 수준에 그친다”며 “SMR이 경제성을 갖추려면 한 지역에 여러 대를 배치하는 방식으로 조성해야 한다”고 설명했다. 이를 위해 전력 공급을 책임지는 한국전력의 재무 여력이 확대돼야 한다는 점도 강조했다. 한전은 3분기 말 연결 기준 부채가 209조 6000억 원에 달해 차세대 원전 등에 대한 투자 여력이 부족한 상황이다. 그는 “탄소 중립 목표에 맞춰 화력발전이 단계적으로 중단되고 있다”며 “송배전 시설이 갖춰진 화력발전 지역을 SMR로 교체하는 것이 유리하다”고 설명했다. 그는 이어 “국내 화력발전은 모두 한전 소유로 한전이 SMR에 참여할 수밖에 없다”며 “한전이 SMR을 플릿 방식으로 발주하려면 여유자금이 충분해야 한다”고 덧붙였다.
김 전 단장은 SMR 중 4세대 원전 기술을 적용한 용융염 원자로가 조선업과 시너지가 가능하다는 점도 강조했다. 이는 불소·염소의 화합물을 고온으로 녹인 용융염을 냉각재로 사용하는 방식이다. 현재 운용 중인 한국형 원전 APR1400과 개발 단계의 i-SMR은 물을 냉각재로 사용하는 3세대 원전이다. 그는 “용융염 원자로는 조선산업 강국인 우리나라가 경쟁력을 가질 수 있다”며 “연료가 유출되면 고체로 변하기 때문에 폭발·화재 위험이 낮아 선박에 적합하다”고 설명했다. 이 같은 장점 때문에 조선·해운업계의 관심도 큰 것으로 알려졌다. 김 전 단장은 “컨테이너선 등 대형 상선은 주로 디젤 엔진을 사용해 연료 탱크가 상당한 공간을 차지한다”며 “동력원으로 SMR을 사용하면 연료 탱크 대신 화물을 더 실을 수 있어 유리하다”고 설명했다.
국내 대형원전과 관련해선 설계 수명에 얽매이지 않아야 한다고 강조했다. 부산 고리원전 3호기는 2024년 9월 설계수명이 종료돼 가동을 멈췄다. 최근 인공지능(AI)과 데이터센터 산업 수요의 폭증으로 전력 위기감이 제기되자 원자력안전위원회가 지난달 계속 운전 허가를 내줬다. 고리원전 4호기 역시 지난해 8월 가동을 중단한 이후 14개월이 지난 뒤에야 계속 운전이 허용됐다. 김 전 단장은 “국내 최초 원전인 고리 1호기를 지은 1970년대 당시에는 전 세계에 설계 수명이 끝난 원전이 없어 연장에 대한 판단이 어려웠다”면서 “늘어난 기간 동안 정기 보수, 안전성 검토는 계속하고 있다. 미국처럼 허가 주기를 20년으로 늘리는 것이 맞다”고 설명했다. 기업의 원전 생산 전력 직접구매계약(PPA)에 대해서는 미국 등 선진국을 따라가야 한다는 의견을 제기했다. 그는 “구글, 마이크로소프트 등 빅테크 기업은 전력 수요가 막대하다”며 “이들이 필요한 전력 공급을 원활하게 하기 위해 노후원전을 매입한 뒤 개보수해서 사용하고 있다”고 설명했다. 그는 이어 “미국 등 주요 국가에서 허용된 정책을 우리만 규제로 틀어막을 필요가 없다”고 덧붙였다.