개요

화석 연료의 고갈 문제가 심각해지고, 온실 가스 배출에 대한 규제가 강화되면서 새로운 동력원의 필요가 증가하였다. 최근 각광받고 있는 신재생 에너지와 연료전 지는 화석연료를 대체하는 수단으로는 부족한 실정이다. 즉 풍력, 조력, 조류력 등 신재생 에너지는 발전 단가가 높으며 안정적인 발전이 힘들고, 연료전지는 현재까 지 대용량 발전에는 한계가 있기 때문이다. 이에 따라 안정적으로 대용량 발전이 가능한 원자력의 중요성이 대두되었으며, 이러한 경향은 조선업에도 두드러진다.

즉 화석 연료를 대체할 친환경 대용량 선박의 동력원에 대한 수요가 증가하고, 다 음과 같이 IMO의 온실가스에 대한 규제가 강화됨에 따라 원자력 추진 선박의 필 요성이 대두되었다.

전 세계적으로 기후 변화와 지구 온난화에 대한 정치, 사회 및 경제적 관심이 증 가하고 있는 가운데, IMO(International Maritime Organization, 국제해사기구)도 선 박에 의한 대기오염의 감소를 위해 1997년에 채택된 “국제해양오염방지협약 (MARPOL)”의 “대기오염방지에 관한 부속서 VI"에 대한 엄격한 이행을 유도하고 있으며, 이러한 추세는 향후 지속적으로 강화될 것으로 예측되고 있다. IMO MEPC(Marine Environmental Protection Committee, 해양환경보호위원회)에서는 온실가스 저감을 위한 기본적인 틀을 마련하고 있으며, 단기 방안으로 선박 연료소 모량의 개선, 선속의 감소 등을 고려하고 있다. 또한 장기 방안으로는 선박 설계에 있어 기술적인 부분, 즉 최적화된 선형, 프로펠러 및 엔진의 성능 개선 등을 제시 하고 있으며, 대체 연료의 사용, 신규 선박에 대한 강제적인 CO2 설계지수, 배출가 스 거래제 등을 검토하고 있다.

이와 같이 선박으로부터 배출되는 온실가스 저감을 위한 전 세계적인 노력의 일 환으로 다음과 같이 원자력 추진 선박에 대한 관심이 고조 되고 있다. 이미 전 세 계적으로 다양한 군용 선박 및 잠수함 운용 경험과 60-70년대에 개발되어 성공적

으로 운용되었던 원자력 추진 선박에 관한 실적을 보유하고 있다. 또한 유가 상승 및 탄소 저배출 고급유(Marine Diesel Oil) 사용에 대한 요구, 그리고 탄소세를 도 입하려는 움직임 등으로 인해 비교적 안정된 가격의 우라늄을 활용한 원자력의 장 점이 재조명되고 있다. 해운산업에서 요구하는 고속화, 대용량화에 대응하기 위해 서는 막대한 온실가스 배출을 수반하는 디젤 추진 시스템의 대체 에너지원에 대한 요구가 시급한 실정이다. 이외에도 해상으로 접근 가능한 도서 지역에 소규모 전력 과 담수를 공급하기 위한 수단으로서 부유식 해양 원자력 시스템이 개발 중이며, 최근에는 안전성을 향상시킨 다양한 신형 원자로가 활발하게 개발되고 있어 기술 적인 측면에서도 이러한 경향이 가속화 하고 있다.

이러한 사회적, 기술적 필요성을 근거로 하여 원자력 추진 선박에 대한 비즈니스 모델을 수립하고자 한다. 대상 선박으로는 대형화, 고속화 추세로 인해 원자력 추 진의 도입이 가장 절실한 대형 고속 컨테이너선을 선정하였다. 이와 같이 선정한 원자력 추진 대형 고속 컨테이너선의 비즈니스 모델의 범위는 다음과 같다.

y 원자력 추진선 신조 및 개조(retrofit) y 선박용 원자로 공급

y 차폐체와 BOP(Balance of Plant, 보조기기)의 설계, 시험 및 제작 서비스 y 원자력 추진선의 핵심 설계

y 안전 기술 및 인허가 등

y 원자로 및 연료봉 교체 등 유지·보수 서비스 y 특수항만설비 서비스

y 폐기물 처리 서비스

y 원자로 해체(decommissioning) 서비스

필요성 분석의 한 단계로서 14,000TEU 급 컨테이너선에 대해 원자력 추진을 사 용하는 경우와 디젤엔젠을 사용하는 경우에 대해 여러 가지 경우에 대한 경제성 분석을 수행하였으며 원자력 추진 컨테이너선이 초기 투자비용이 많이 소요되지만 연료비가 적어 경제성이 있는 것으로 분석되었다.

조선해양 기술 및 원자력 기술 로드맵 분석을 통해 원자력 추진 컨테이선의 개 발은 법 및 규제기준 개발, 그리고 원자력추진시스템 개발 및 실증의 두 트랙으로 추진되는 것이 바람직하며, 전체를 기술개발 및 원자로실증의 두 단계로 나누어 실 증완료까지 10년의 기간이 소요되고 총 개발비용은 9,700억원이 소요되는 것으로 추정되었다. 단계별 개발 내용과 예산을 정리하면 표 4.1-1과 같다.

단계 개발 내용 예산 (억원)

1단계 (4년)

법 및 인허가 기준개발 100

선박추진용 원자로 개발 1,000

원자력 추진 선박 시스템 설계 300

소계 1,400

2단계 (6년)

선박용원자로실증 및 인허가 8,000 원자력 추진 선박 상세설계 300

소계 8,300

합 계 9,700

표 4.1-1 단계별 개발내용 및 개발기간

우리나라는 세계 최고의 조선해양기술 및 원자력기술을 보유하고 있으며 2012년 에는 SMART 원자로가 SMR 계열의 원자로로는 세계 최초로 인허가 기관으로부 터 표준설계인가를 받아 우리나라가 소형원자로 설계기술을 선도하고 있다고 할 수 있다. 따라서 우리나라는 원자력 추진 선박의 개발을 위한 충분한 기술을 확보 하고 있으며 원자력 추진 선박이 약 10년 후에 상용화 될 것으로 예측되고 있는 바, 표4.1-1에 보는 바와 같이 선박용 원자로 실증까지 10년이 소요되므로 세계 시 장선점을 위해서는 지금부터 준비해야 한다.

그림 4.1-1 동력선 해양 원자력 시스템의 비즈니스 모델 개요