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에너지 위기에 상업운전 시작한 신한울 1호기: 안전성과 경제성

2022.12.15 정용훈 카이스트 원자력 및 양자공학과 교수
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정용훈 카이스트 원자력 및 양자공학과 교수
정용훈 카이스트 원자력 및 양자공학과 교수

에너지 위기의 구원투수 신한울 1호기

신한울 1호기가 2010년 첫 삽을 뜬지 12년 만에 본격 상업 운전에 착수했다. 대개 5년 안팎의 시간이 걸리는 건설 기간이 2배나 걸려서 어렵게 상업 운전에 들어간 것이다. 후쿠시마 사고가 있던 해에 건설 허가를 받고, 탈원전 정책으로 정책적 여건이 어려운 시기를 거쳐 비로소 상업 운전에 이르렀다.

지금은 에너지 위기 시대다. 유럽의 풍력발전 감소와 가스 수요 증가 및 러시아의 우크라이나 침공으로 인한 에너지 위기가 계속되고 있으며, 이번 겨울 우리나라 에너지 위기는 한층 심화할 것으로 예상된다. 가스를 전량 수입하고 수출 경제로 살아가는 우리나라 입장에서는 여간 걱정스러운 것이 아니다. 에너지 공급 문제에 무역적자까지 산 넘어 산이 됐다.

10월~11월 통계에 따르면 kWh당 110원 정도에 한전이 판매하는 전력을 LNG로 생산하는 데는 300원 내외가 필요했지만, 원자력으로 생산하는 데는 50원 정도만 필요했다. 지금과 같은 때에 신한울 1호기가 1달만 운영되어도 LNG 대비 2,500억이 절약된다. 하루 84억이 절약되며, 매시간 3억5000만 원이 절약된다. 1분당 600만 원 정도 되겠다. 신한울 1호기 가동은 지금과 같은 위기에 아주 큰 도움이 된다.

지난 12개월간 LNG 발전 평균단가가 약 230원이므로 원자력 50원 대비 180원 비쌌다. 따라서 신한울 1호기를 1년 운영하면 2조2000억을 절약할 수 있다. 건설에 들어간 총비용이 5조 원을 조금 넘는다. 따라서 우리나라 입장에서는, 혹은 한전으로서는 신한울 1호기를 3년 정도만 운영해도 건설에 들어간 비용 이상을 바로 회수할 수 있는 것이다. 이 정도의 투자비 회수율을 가진 투자는 찾아보기 힘들다.

22세기까지 같이 갈 친환경 신한울 1호기

신한울 1호기의 1차 운영허가는 60년간 유효하다. 앞으로 1차 운영 기간 60년에 20년 정도만 미국처럼 더 운영하게 된다면 2102년이 되어 22세기가 될 것이며, 그간 LNG 대비 절약할 돈이 100조 원은 족히 넘어갈 것이다. 물론 LNG가 배출할 이산화탄소는 하나도 배출하지 않으면서 말이다. 그 절약된 발전원가는 우리나라 가계뿐만 아니라 수출기업의 경쟁력으로 작용해 두고두고 긍정적인 경제적 효과를 발생시킬 것으로 기대된다. 그 중간에 있는 2050년 탄소중립 달성에도 크게 이바지할 것으로 판단된다. 신한울 1호기가 석탄발전대비 감축할 이산화탄소의 양이 우리나라 전체 산림의 20%가 흡수하는 것과 같다. 따라서 신한울 1호기 상업운전으로 막대한 양의 친환경, 경제적 발전원이 장기간 확보된 것이다.

안전성에 관한 오해들

신한울 1호기의 운영 허가 막바지에 나온 피동수소재결합기(PAR) 이슈는 오해 혹은 이해 부족으로 생겨난 이슈였다. 원전 격납건물 내부에서의 수소 폭발을 방지하기 위해 저농도 수소가 모이면 이를 재결합해서 제거해버리는 장치가 PAR인데 저농도에서 충분히 성능이 발휘되고, 고농도에서도 제거하는 데 문제가 없음에도 불구하고 순식간에 타버려서 제거되는 속도를 알 수 없다는 이유와 불꽃이 발생한다는 이유로 원전의 상업운전이 지연됐다. 수소를 제거해 폭발을 방지하는 원래의 목적을 달성하는 데 아무 문제가 없음에도 불구하고 오해 때문에 지연된 것이다. 

비유하자면 다음과 같다. 최대 시속 40km/h인 자동차가 있는데, 시속 100km/h에서 충돌하면 위험하므로 속도를 제한하기 위해 40km/h에 도달하면 그 즉시 제동장치가 작동하도록 설계한 것이다. 실제 테스트를 해보니 정말로 40km/h에 도달하는 순간 장치가 작동했고 자동차는 스르륵 멈췄다. 근데 혹시 몰라서 80km/h에서도 이 제동장치가 잘 작동하는지도 테스트 해봤다. 제동이 너무 잘됐다. 차가 바로 멈춰버린 것이다. 그런데 너무 바로 멈춰서 초당 얼마큼씩 속도가 떨어졌는지를 측정할 수가 없었다. 그래서 이 제동장치는 쓸 수가 없다 판단한 것이다. 원래 목적대로 자동차를 잘 세우는 게 확인되었는데 제동장치로서 쓸 수 없다 오해한 것이다.

완전 국산 원전 신한울 1호기

신한울 1호기는 진정한 국산 원전 1호기로서의 의미가 있다. 1980년대와 1990년대 원전기술 이전과 우리나라 기술자립 및 고도화 과정에서 이런저런 사정으로 국산화가 되지 않았던 원전계측제어 시스템과 원자로냉각재펌프 기술이 모두 국산화돼 처음으로 신한울 1호기에 적용됐다.

신한울 1호기의 모델인 APR1400은 일본과 프랑스가 시도했지만 실패했던 미국 설계인증을 받은 원전이다. 게다가 유럽인증도 받았다. 거기에 더해 모든 기술을 완전 국산화해서 적용한 원전이 됐다. 따라서 APR1400은 UAE에 수출에 성공해 우리 원자력 경쟁력은 충분히 증명됐지만 완전 국산 신한울 1호기 상업 운전으로 앞으로는 더욱 경쟁력이 올라갈 것이다.

UAE는 건국 51주년을 기념해 최고액권인 1000디람(우리 돈 35만원 상당)  지폐를 발행키로 했는데 그 지폐에 바라카 원전 그림을 넣기로 했다. UAE가 원자력 발전소 소유를 자랑스러운 성취로서 국격의 상승으로 생각하는 것이다. 우리가 수출한 원전이 상대국의 국격의 기술이 된 것이다.

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