또한 원자력발전은 건설과 플랜트 등의 중공업부문, 계측 등의 첨단산업부문, 원전 설계·분석 관련 기술력 향상 등 산업계 전반의 경제 활성화에 기여하는 점도 크다.
특히 그동안 외국업체의 하도급자로 참여해 습득한 기술을 바탕으로 국내업체를 주계약자로 하고 외국업체의 핵심분야를 지원하는 하도급자로 참여하게 함으로써 명실상부한 원전기술 자립을 달성하게 됐다.
이에 원전의 필요성과 최근 현재 가동을 멈추고 계속운전 승인을 기다리고 있는 월성원전 1호기의 현 상황등에 대해 살펴본다. /편집자주
추진현황
오늘날 에너지자립은 국력을 좌우하고 있다. 특히 자원빈국인 우리나라의 경우 에너지 자립은 국운을 걸고 해결해야 할 중대한 문제다. 우선적으로 수입 에너지인 석유사용의 비중을 낮춰 석유 의존도를 획기적으로 줄여가기 위해서는 원자력발전을 필수적으로 이용해야 한다.
탈석유 전원정책으로 지난 1970년대부터 시작한 원자력발전은 오늘날 발전원의 주력으로 총 발전량 중의 약 30% 이상을 차지하고 있으며 세계 5위의 원전 강대국으로 발돋움하게 됐다.
한국수력원자력에 따르면 원자력발전은 화력발전 등 다른 종류의 발전보다 건설비가 다소 비싼 단점이 있지만 연료로 사용하는 우라늄이 석유나 천연가스에 비해 월등히 싸기 때문에 매우 경제적인 에너지로 사용된다.
특히 우라늄은 가격이 저렴할 뿐만 아니라 발전원가에서 우라늄이 차지하는 비율이 약 10% 정도로 낮아서 가격이오르더라도 발전원가에는 크게 영향을 주지 못한다. 따라서 원자력발전은 저렴하게 판매됨으로 인해 기저부하(Base Load)의 역할을 담당하고 있다.
또한 앞으로 우리나라가 개발한 한국형표준원전과 APR-1400 모델을 추가 건설함으로써 공사기간을 단축할 수 있어 건설비는 더욱 줄어들 것으로 전망된다.
원자력발전의 경우 자본비가 높고 운전비가 낮으므로 부하율을 높여서 연간발전량을 되도록 많이 하기 위해 일반적으로 기저부하를 맡는 것이 유리하다. 전력수요량에 따라 기저부하부터 순차적으로 발전하게 된다.
원전 필요성
지금 지구환경은 대기오염, 수질오염, 토양오염, 해양오염 등 기타 자연생태계의 파괴 등 심각한 위기에 처해 있다.
특히 지구의 온도가 올라가는 온난화(온실효과)문제는 발등의 불인데 이는 이산화탄소 등 각종 오염가스(온실가스)를 다량으로 배출하는 화석연료(석유, 석탄, 천연가스 등)의 사용이 주원인이다.
특히 화석연료를 사용하는 발전소는 국내 온실가스의 24%를 배출하고 있다. 발전원별로 온실가스 배출량을 비교할때 원자력발전은 화력발전에 비해 온실가스를 거의 배출하지 않는 청정에너지에 가깝다. 앞으로 온실가스 감축을 앞두고 그 역할이 더욱 커질 것으로 예상된다.
고도기술을 선도하는 에너지
원자력발전소는 첨단과학기술의 집합체다. 따라서 원전에 대한 고도의 기술축적은 다른 산업분야의 기술을 선도하고 있으며 기술자립을 통해 준국산에너지가 될 수 있다.
현재 우리의 원전기술은 선진국 수준에 있으며 원전연료의 재료인 저농축우라늄(U-235 2~5%)의 수입 외에는 모두 국산화가 가능하다. 또한 원전기술을 중국 등에 수출하고 있고 해외원전 건설을 추진 할 만큼 우리 원전기술은 국제적으로 우수성을 인정받고 있다.
원전의 연료인 우라늄은 세계 전역에 고르게 매장돼 있고 수입원이 정치적·경제적으로 안정된 선진국으로 세계에너지정세에 크게 영향을 받지 않는다. 우라늄은 소량의 연료를 사용, 많은 에너지를 낼 수 있으며 수송과 저장이 용이하다. 예를 들어 100만kW급 발전소를 1년간 운전하려면 석유로는 150만톤이 필요하지만 우라늄은 20톤이면 된다.
비상시 안전상태 유지 가능
원전은 충분히 여유 있는 안전설계(다중성, 독립성, 다양성, 고장 시 안전성(출력감발 또는 원자로 자동정지), 시험가능성) 개념을 기본바탕으로 다양한 안전설비를 갖추고 있다. 따라서 운전 중에 정상 상태를 벗어나거나 이상 상태가 감지되면 원자로 보호계통에 의해 원자로가 자동 정지, 안전한 상태를 유지한다. 이것이 바로 고장·불시정지인데 원자로는 정지상태가 되면 핵분열이 중지돼 가장 안전한 상태가 되는 것이다.
또한 원전에서 만에 하나 큰 사고가 일어날 경우에도 자동으로 안전설비가 작동하고 운전원이 추가로 안전설비를 작동시킬 수 있어 안전한 상태를 유지할 수 있다. 또한 방사성물질이 유출돼도 격납용기(돔)에 의해 모두 차폐돼 즉시 사고완화 조치를 하게 된다.
원전에서 최대 가상사고는 원자로가 과열, 노심이 녹아내리는 것인데 과열되기 전에 안전 설비인 ‘비상 노심냉각계통’에 의해 원자로를 충분히 냉각할 수 있도록 다중의 안전설비를 갖추고 있다.
원자력발전소에서도 가끔 고장이나 이상이 발생해 운전을 멈추는 경우가 있다. 일반인들은 원전이 불시에 정지되면 큰 고장이나 사고가 난 것처럼 생각하지만 일상적으로 일어나는 원전 정지는 사소한 고장에 불과하다. 국내 원전이 가동된 후 지금까지 정지된 경우는 모두 고장이 원인으로 대부분 경미한 고장에 불과하다.
원전은 첨단 과학 기술의 결정체이지만 수백만개의 부품과 기기로 구성돼 있기 때문에 일상적인 고장은 얼마든지 일어날 수 있다. 고장이 발생, 발전소가 정지 될 경우 명확한 원인을 분석한 후 수리하고 가동한다. 원전은 최악의 사고발생 가능성을 염두에 두고 이중삼중으로 철저한 안전설비를 갖추고 있으며 사고방지를 위해 건설비의 약 30% 정도를 안전설비에 투자하고 있다.
특히 부존자원이 절대적으로 부족한 우리나라의 에너지수급 현실과 신규 발전설비 부지 확보 및 건설비용, 환경 부담비용 등을 고려할 때 안전성과 경제성이 입증된 장기가동 원전 설비를 최대한 활용해 계속운전하는 것이 필요하다는 입장과 계속운전을 반대하는 입장이 상존하고 있다.
최근 과학기술의 발전으로 정비, 유지기술이 발달해 원전의 안전성이 대폭 증대하고 계속운전시에도 충분한 안전성 확보가 가능하게 됨에 따라 세계 각국에서 이미 시행 중에 있다.
우리나라의 계속운전 평가기준은 미국의 규정인 인허가갱신제도(License Rene wal)와 유럽의 주기적 안전성 평가제도를 모두 적용해 다른 국가들보다 더욱 강화된 요건으로 주기적 안전성 평가, 주요기기수명평가, 방사선환경영향평가를 시행토록 원자력안전법과 고시 등에 규정하고 있다.
우리나라의 경우 고리원전 1호기가 지난 2006년 6월16일 한수원의 계속운전 안전성 평가서 제출에 따른 18개월간의 과학기술부 심사과정을 거쳐 2007년 12월11일 ‘10년 계속운전’을 허가 받음에 따라 2008년 1월9일 국내 최초로 계속운전에 돌입했다.
현재는 2012년 11월20일 설계수명 만료(운영허가 기간 만료)를 앞둔 월성원전 1호기가 계속운전을 위해 인허가심사 과정을 거치고 있다.
우리나라는 원전의 안전성 확보를 위해 국제원자력기구(IAEA)에서 권고한 주기적안전성평가(PSR, Periodic Safety Re view)와 미국의 운영허가갱신제도 함께 적용, 한층 강화된 기술 기준을 적용하고 있다.
즉 유럽(프랑스, 스웨덴, 영국 등)과 일본 등 선진 국가들이 적용하는 주기적 안전성 평가(PSR)와 주요기기수명평가, 방사선환경영향평가를 추가로 적용해 더욱 엄격하게 평가하며 정부가 이를 18개월 이내에 철저히 심사한다.
월성1호기 계속운전 추진현황
월성1호기는 경북 경주시 양남면 나아리에서 가동 중인 우리나라 최초의 중수로형 원전으로 1982년 11월 21일 원자로 최초 임계도달(설계수명 계산일)후 상업운전을 시작했다.
상업운전을 시작한 후 2009년 4월1일 대규모설비개선 공사에 착수하기까지 2000년대에만 5번의 한주기무고장안전운전(OCTF, One Cycle Trouble Free)과 4차례의 원전 이용률 세계 1위를 달성하는 등 우수한 운영 실적을 과시했다.
월성1호기 계속운전과 관련해 법적인 사항에 대한 사업자 조치는 모두 완료됐으며 후쿠시마 원전사고 후속조치 등 추가적인 안전성 강화조치를 반영한 심사가 완료단계에 있다.
현재는 원자력안전기술원(KINS)의 인허가 심사가 마무리되고 원안위 심의 단계로 전환되는 시점으로 지역주민과 한수원간 지역협의체를 구성해 심의가 완료되는 대로 협의를 진행할 예정이다.
또한 한수원은 계속운전에 대한 인허가가 승인되면 법령에 따라 발전소의 안전성을 점검하기 위해 약 40일간의 정기검사를 수행할 예정이며 지역주민 합의(MOU 체결) 후 발전소를 재가동할 예정이다.