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주요단신 미국 캘리포니아 순환정전과 정책적 시사점
01.08 세계원전시장
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14
유럽 17
아시아 28
W o r l d N u c l e a r P o w e r M a r k e t I N S I G H T
1. 서론
2. 미국 캘리포니아의 전력수급 현황 3. 캘리포니아 순환정전의 개요 및 원인 4. 정책적 시사점
World Nuclear Power Market INSIGHT
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2021
01.08
Biweekly 격주간
※ 본 간행물은 한국수력원자력(주) 정책과제의 일환으로 발행되었습니다.
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조용성
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미국 캘리포니아 순환정전과 정책적 시사점
에너지경제연구원 전력정책연구팀 이유수 선임연구위원 (yslee@keei.re.kr)
1. 서론
■ 최근 세계적인 에너지환경은 온실가스 감축을 통한 기후변화 대응과 코로나19에 따른 경제침체 극복이라는 두 가지 측면에서 영향을 받고 있음.
기후위기 대응에 따른 온실가스 감축의 의무이행으로 친환경 에너지원 중심의 발전설비를 대폭적으로 확대해 나감으로써 대형 화력발전 설비가 쇠퇴하고 있음.
작년부터 시작된 코로나19의 확산에 따른 사회적 거리두기와 이동제한으로 인해 생산 활동이 저조함에 따라 경제가 침체하였으며, 에너지수요 감소로 이어졌음.
세계 각국이 기후위기 대응과 경제침체 극복이라는 두 가지 목표를 동시에 달성하고자 친환경 에너지 설비의 확대와 일자리 창출을 통해 녹색산업의 활성화에 주력하고 있음.
■ 대표적인 친환경 에너지설비인 태양광 및 풍력 발전은 온실가스 감축의 기여 뿐만 아니라 에너지 시장의 경쟁력 확보로 에너지 공급의 중심적인 위치로 이동하고 있음.
유럽, 미국 등 많은 국가들에서 재생에너지의 친환경성과 경제성을 바탕으로 적극적인 투자기반을 마련하고 있으며, 새로운 산업조성 및 일자리 창출에 노력을 하고 있음.
그러나 태양광 및 풍력 발전설비는 자연조건에 의존하기 때문에 발전출력에 대한 예측이 어렵고, 실시간 출력변동성이 커서 전력계통의 안정성 유지에 어려움이 있음.
이들 재생에너지설비는 인버터를 통해 교류계통에 접속되는 비동기 발전기로서 회전체 발전기의 관성이 없기 때문에 수급불균형 시 계통의 주파수 및 전압의 변동성이 커질 수 있음.
전통적 화력발전 중심의 교류 전력계통은 회전체 발전기의 관성과 계통주파수와의 동기화로 인해 전력수급 불균형에 따른 주파수 및 전압의 일정 범위 내 유지가 비교적 용이함.
■ 태양광 및 풍력 발전설비의 확대에 따른 계통안정성을 확보하기 위해 많은 국가들이 이와 관련 된 대책을 강화하고 있음.
재생에너지 발전비중이 높은 국가들에서 정전사고가 발생한 바 있으며, 2016년 9월 및 2017년 2월 남호주 정전사고, 2019년 8월 영국의 대규모 정전사고가 그 사례들임.1)
- 이들 정전사고는 공통적으로 재생에너지 발전비중이 높은 상황에서 발전설비 또는 송전 선로의 사고발생에 따른 주파수의 급격한 하락을 대응할 공급여력 부족으로 발생하였음.
- 특히, 낙뢰, 폭염, 토네이도 등 자연재해에 따른 전력설비의 사고발생으로 태양광 및 풍력 발전설비가 대규모로 발전을 중단하여 추가적인 급격한 주파수 하락에 대응을 못한 것임.
2020년 여름에 발생한 미국 캘리포니아의 순환정전도 태양광 및 풍력 발전설비의 비중이 높은 상황에서 폭염으로 인한 전력수요 증가 시 공급여력의 부족에서 비롯된 것임.
캘리포니아의 순환정전을 계기로 우리도 향후 재생에너지 발전설비의 증가로 인한 계통 피크시간대 변경과 이에 따른 급격한 수급불균형에 대한 대비차원에서 검토가 필요함.
■ 본고에서는 정전발생 당시 미국 캘리포니아 지역의 전력수급 현황을 살펴보고, 순환정전의 발생 경위와 그 원인을 분석한 다음 정책적 시사점을 제시함.
먼저 2장에서는 미국 캘리포니아의 전력수요와 전원믹스 등 전력수급 현황에 대해서 살펴보고, 태양광 및 풍력 발전설비 중심으로 어느 정도의 전력공급 여력이 있는지를 검토함.
3장에서는 캘리포니아의 순환정전이 발생하게 된 경위와 원인을 분석함.
4장에서는 캘리포니아의 순환정전에 대한 요약과 우리나라 전력시장에 대한 정책적 시사점을 도출하고자 함.
1) 이유수, 재생에너지 확대에 따른 전력계통 영향과 국내 사례, 원자력산업, 원자력산업협회, 2020.11. p.57. 참조
2. 미국 캘리포니아의 전력수급 현황
■ 미국 캘리포니아 지역은, 전통적으로 전력수요 대비 발전설비가 부족한 상황으로 인접지역으로 부터 수입하는 전력량이 큰 비중을 차지함.
전력수요는 2019년 기준으로 평균 22,339MW에서 30,307MW에 이르고 있으며, 연간 최대 전력수요는 43,872MW에 이르고 있음.
발전설비는 천연가스와 수력 발전을 중심으로 재생에너지 발전과 원자력 발전 등으로 구성되며, 재생에너지 발전설비의 비중이 급격하게 증가되고 있는 추세임.
- 캘리포니아 지역은 대기환경 오염에 대한 규제가 엄격하기 때문에 예전부터 천연가스 발전 및 수력 발전설비의 비중이 높은 가운데 원자력 발전설비도 가동하고 있음.
- 2010년 천연가스 발전설비 비중이 62%에서 2019년 51%로 줄어들고 있으며, 재생에너지 발전설비는 수력발전을 제외하고 2010년 약 10%에서 2019년 28%로 증가함.
- 재생에너지 발전은 태양광 및 풍력 중심으로 설비확대가 이루어지고 있으며, 특히 태양광 발전설비가 2010년 이후 획기적으로 증가하여 2019년 14%의 비중을 차지하고 있음.
- 수력발전설비 비중은 큰 변화가 없으며, 원자력 발전설비는 2013년 이후 약 6%에서 3%로 절반가까이 줄어들고 있는 상황임.
<미국 캘리포니아 지역의 발전설비 현황 비교(2010년(좌), 2019년(우))>
[ 총 발전설비용량 (71,681MW, 2010년) ] [ 총 발전설비용량 (79,846MW, 2019년) ]
자료 : California Energy Commission, CA Electricity Data, 2010 & 2019.
발전량 구성에서도 발전설비와 비슷하게 천연가스 및 수력 발전이 약 2/3를 차지하며, 2019년 총 발전량은 205,655GW로 2010년 대비 2.5% 감소하였음.
- 천연가스 발전의 비중은 2010년 53.3%에서 2019년 43.0%로 줄어드는 반면 수력발전의 비중은 16.6%에서 19.2%로 약간 증가하는 추세를 나타내고 있음.
- 원자력 발전의 비중도 발전설비와 동일하게 2010년 대비 2019년의 비중이 15.7%에서 8.1%로 절반가까이 줄어들고 있음.
- 반면, 가장 급속한 증가세를 나타내고 있는 재생에너지 발전은 2010년 12.6%에서 2019년 29.4%로 비중이 높아지고 있음.
<미국 캘리포니아 지역의 발전량 현황비교(2010년(좌), 2019년(우))>
[ 총 발전량 (205,655GW, 2010년) ] [ 총 발전량 (200,475GW, 2019년) ]
자료 : California Energy Commission, CA Electricity Data, 2010 & 2019.
- 특히, 태양광 발전량이 급속하게 증가하여 13%를 차지하고 있고, 풍력발전량도 6.8%를 차지함으로써 변동성 재생에너지의 전체발전량이 약 20%에 이르고 있음.
- 캘리포니아에 인접하는 주에서 수입하는 전력량을 포함하면, 총 전력사용량은 2010년 291,046GW에서 2019년 277,704GW로 하락하였음.
- 총 전력사용량에서 전력순수입량의 비중을 살펴보면 대략 30% 내외를 차지하고 있어서 이웃주로부터의 전력수입량에 대한 의존도가 높은 것으로 파악되고 있음.
■ 캘리포니아 지역에서 태양광 및 풍력 발전설비의 급격한 증가로 인해 설비예비율은 증가하고 있으나 재생에너지를 포함시키지 않을 경우와 큰 차이가 있음.
최대 전력수요 대비 설비예비력의 비율을 나타내는 설비예비율은 2019년 기준으로 재생 에너지가 포함되면 약 81.8%이고, 제외할 경우 약 30.7%를 나타내고 있음.
재생에너지의 출력이 일정하지 않기 때문에 피크기여도를 고려한다면 전체 설비예비율 보다 훨씬 낮고, 재생에너지 설비를 제외한 설비예비율보다는 다소 높아질 것임.
재생에너지 설비가 빠르게 증가하여 연간 설비예비율이 월등히 높은 수준이라도 급격한 출력변화 시에 공급대응 능력이 부족하면 전력계통의 안정성에 문제가 발생할 수 있음.
3. 캘리포니아 순환정전의 개요 및 원인
■ 2020년 8월 14일과 15일 캘리포니아 지역에서 발생한 순환정전은 기록적인 폭염에 따른 전력 수요의 급격한 증가에 대응할 공급여력 부족으로 취해진 조치임.
늦은 오후 일몰 무렵 태양광 발전의 급격한 출력감소로 전력계통에 급격하게 증가한 전력 수요를 대응할 공급여력(운영예비력)이 부족하여 전력수급의 불균형이 발생하였음.
- 통상적으로 캘리포니아의 여름 날씨는 낮 동안의 무더위가 저녁시간의 기온하락으로 상쇄 되어 전력수요 증가가 크지 않았기 때문에 전력공급 대응에 큰 문제가 없었음.
- 그러나 8월 14일과 15일 양일에 걸쳐서는 저녁시간에도 기록적인 폭염이 지속되면서 에어컨 사용으로 인한 전력수요가 급증하였는데, 그 시간대에 대응할 공급여력이 부족하였음.
전력수요 증가에 따른 수급불균형이 발생하면, 주파수 및 전압의 하락이 발생하므로 빠르게 보조서비스 등을 통해 필요 전력을 공급하여 수급균형을 유도함.
운영예비력이 부족하면, 대규모의 정전사태를 막기 위해서 일정 지역을 중심으로 순차 적인 부하차단으로 수급균형을 맞추어 위기를 해결하는 것이 일반적인 대응방식임.
■ 캘리포니아의 전력계통운영기관(Independent System Operator, ISO)은 8월 14일에 해당되는 그 주 초반에 8월 14일부터 기온상승과 이에 따른 높은 전력수요를 예측하고 일련의 조치를 취하였음.2)
8월 12일에 캘리포니아 ISO는 자원가용성 부족을 우려하여 발전사업자 및 송전망운영자 에게 8월 14일부터 17일 동안 발전설비의 유지보수 제한을 발령하였음.
8월 13일에 CAISO는 다음날 14일에 오후 3시부터 밤 10시 사이에 소비자에게 자발적인 에너지절약을 요청하면서 Flex Alerts를 발령하였음.
CAISO는 전력계통 신뢰도를 유지하기 위한 사전 대비적 조치에도 불구하고, 8월 14일과 15일에 3단계 비상사태(Stage 3 Emergency)를 선언하였음.
2) CAISO의 계통 운영상 조치에는 발전설비 유지보수의 제한운영(Restricted Maintenance Operations), 경보(Alert), 경고(Warning), 1~3단계 비상사태(Stage 1~3 Emergency) 등이 있으며, 이 밖에 소비자들에게 자발적 절약을 호소하는 Flex Alerts가 있다.(California ISO, Preliminary Root Cause Analysis(Mid-August 2020 Heat Storm), October 6, 2020, p.3. & 31).
- 8월 14일 천연가스 발전기(475MW)가 불시에 정지하여 발전용량이 부족하였으며, 15일 에도 풍력발전설비(1GW)의 출력감소와 천연가스 발전기(470MW)의 불시정지로 공급 여력이 부족하였음.3)
- 당시 운영예비율이 NERC4)와 WECC5)가 설정한 계통신뢰도 기준의 최소요건(대략 전력 부하의 6%에 해당) 아래로 떨어져서 이 요건을 충족하기 위해 순환정전을 시행하였음.6) - 순환정전으로 인해 8월 14일에는 약 41만 가구가 정전사태를 경험하였고, 15일에는 20만
가구가 정전피해를 입었으며, 가구당 15분에서 1시간 가량의 정전이 시행되었음.7)
■ 캘리포니아 전력시장의 계획 설비예비율은 2004년에 자원적정성 프로그램에서 15%로 확정 되었으며, 순환정전 시와 비교하면 계통운영상 필요 예비율은 다음과 같음.8)
15%의 계획 설비예비율은 비상사태 시 예비율 6% 확보와 발전기의 비계획 고장정지 및 평균이상 수요대응 관련 9%를 합산하여 정해진 비율임.
8월 14일에는 비상사태 시 적용되는 실제 피크수요의 6%를 예측수요에 대한 비율로 적용 하면 6.3%에 해당되고, 4.8%의 발전설비 비계획 고장정지, 그리고 4.6%의 실제수요와 예측수요 간의 예측오차율, 1.1%의 대체되지 않은 설비의 계획 정지, 0.7%의 수요반응 등이 반영되어 순환정전 당시 실질적으로 운영상 필요 예비율은 17.5%에 해당됨.
8월 15일은 운영상 필요 예비율은 설비의 비계획 고장정지만을 포함하면 13.3%로서 계획 예비율(15%)보다 1.7% 낮지만 발전설비의 계획 정지 0.9%를 포함하면 14.3%로서 0.7%
낮은 수준에 해당됨.
순환정전 당시 운영상 필요 예비율을 자원적정성 관련 설비예비율 15%와 비교해 보면, 8월 14일은 2.5% 상회, 15일은 0.7% 하회로 나타났으며, 전력수요 급증에 따른 공급대응 여력이 부족한 상황에서 비상시 최소기준 6% 유지를 위해 순환정전 조치가 취해짐.
3) 한전경영연구원, 미국 캘리포니아의 순환정전 발생원인 검토, 글로벌 동향자료 20-29호 4) NERC는 The North American Electric Reliability Corporation의 약자로서 북미신뢰도위원회임.
5) WECC는 The Western Electricity Coordinating Council의 약자로서 북미 서부 연계 계통의 신뢰도 감시 및 관리 기관임.
6) California ISO, Preliminary Root Cause Analysis(Mid-August 2020 Heat Storm), October 6, 2020, p.3.
7) 한전경영연구원, 미국 캘리포니아의 순환정전 발생원인 검토, 글로벌 동향자료 20-29호
8) California ISO, Preliminary Root Cause Analysis(Mid-August 2020 Heat Storm), October 6, 2020, pp.77~78.
<캘리포니아 순환정전 당시 실질적인 운영상의 필요 예비율>
자료 : California ISO, Preliminary Root Cause Analysis(Mid-August 2020 Heat Storm), October 6, 2020, p.78.
■ 캘리포니아의 순환정전 시 전력수요를 살펴보면, 수요예측과 실질 수요피크, 순 수요피크는 다음과 같이 나타남.9)
8월 14일 예측수요는 45,977MW인데, 실질 수요피크는 46,802로서 825MW가 부족 하였으며, 하루 전 수요입찰은 실질 수요피크에 3,386MW가 부족한 43,416MW에 그쳤음.
순 수요피크는 42,237MW로 실질 수요피크보다 4,565MW 낮았지만 태양광 및 풍력 발전이 5,438MW 하락함에 따라 공급부족에 따른 위험이 발생하여 순 수요피크 직전에 3단계 비상사태를 선언하였음.
8월 15일 예측수요는 45,516MW로서 실질 수요피크인 44,957MW보다 559MW가 많으며, 수요입찰은 실질 수요피크보다 3,434MW 부족한 41,523MW에 그쳤음.
순 수요피크는 41,138MW로 실질 수요피크에 비해 3,819MW 낮았지만 태양광 및 풍력 발전이 3,450MW 하락하여 전날에 비해서는 위험 정도가 낮았으나 여전히 공급부족의 위험이 있어서 순 수요피크 직후에 3단계 비상사태를 선언하였음.
9) California ISO, Preliminary Root Cause Analysis(Mid-August 2020 Heat Storm), October 6, 2020, pp.79~80. & p.98.
<캘리포니아 순환정전 시 실질 전력수요피크(상)와 순 전력수요피크(하)>
전력수요 구분 8월 14일(MW) 8월 15일(MW)
예측수요 (Demand Forecast) 45,977 45,516
실질 수요피크 (Actual Demand Peak) 46,802 44,957
하루 전 수요입찰 (Day-ahead Bid in Demand) 43,416 41,523
순 수요피크 (Net Demand Peak) 42,237 41,138
실질 수요와 하루 전 수요입찰과의 차이 (Under Scheduling) 1,792 3,219 자료 : California ISO(2020, p.79~80. & 98) 자료를 바탕으로 저자 표 작성
Actual demand Net demand Stage 3 duration 자료 : California ISO, Preliminary Root Cause Analysis(Mid-August 2020 Heat Storm), October 6, 2020, p.80.
■ 캘리포니아 지역에서 발생한 순환정전은 다양한 요인들이 복합적으로 영향을 미쳤지만 결과적 으로 전력수급 불균형에 따른 대규모 정전사고를 사전에 차단하기 위한 조치로 이해될 수 있음.
캘리포니아에서 8월 14일부터 19일에 걸쳐 이어진 기록적인 폭염은 기존 전력자원 활용 계획의 목표를 넘어서는 전력수요 증가로 이어지면서 전력공급 대응책을 무력화하였음.
전력수요 측면에서 살펴보면, 기후변화에 따른 기록적인 폭염이 발생한 가운데 태양광 발전의 출력이 하락하는 저녁시간에도 폭염이 지속되어 냉방에 대한 전력수요의 급증이 원인으로 볼 수 있음.
전력공급 측면에서는 다양한 요인들이 복합적으로 작용하여 계통신뢰도의 최소요건을 충족하지 못함으로써 선제적인 순환정전의 원인이 되고 있음.
- 천연가스 발전설비는 폭염과 같은 외기온도가 극단적으로 높을 경우 효율성이 저하되기 때문에 순환정전 당시 발전효율이 떨어진 상태였음.
- 또 한편으로는 천연가스 발전설비의 온배수 배출에 따른 해양오염을 방지하고, CO2를 줄이기 위해 천연가스 발전소를 폐지해 나가는 과정에 있어서10) 충분한 공급예비력의 대응에도 어려움을 겪었음.
- 캘리포니아에서는 수력발전의 의존성이 높지만 2020년에 가뭄에 따른 저수량의 저하로 평상시보다 공급여력이 저하된 상태였음.
- 캘리포니아의 전력소비량은 인접 주로부터의 전력수입 의존도가 높지만 다른 주들도 폭염에 따른 자체 공급대응으로 인해 수입량이 감소한 점도 하나의 요인이 되고 있음.
- 폭염에 따라 높이 드리워진 구름으로 인해 태양광 설비의 발전량이 감소되는 한편, 8월 14일과 15일에 많은 화재가 주요 송전선로의 손실을 위협하고 있는 상황이었음.
■ 캘리포니아는 순환정전 시행 직후 공급여력 부족을 완화하기 위해 전력사용량 절약과 수요 및 공급 측 조치를 취하여 8월 16일에서 19일까지 지속적인 폭염에도 불구하고 추가적인 순환정전이 시행되지는 않았음.
전력사용량 절약차원에서 CAISO는 지속적으로 소비자에 대한 Flex Alerts와 경고를 발령하는 조치를 취하였고, 전력규제기관이 광고 및 홍보 활동을 추진함.
전력수요 측면에서는 수요반응 프로그램을 통한 수요경감 조치와 배터리 충전시간 변경 및 업체의 백업발전 설비가동으로 전력계통의 수요를 줄이기 위한 조치를 취하는 한편, 전력공급 측면에서는 추가 전력공급 용량을 확보하기 위한 노력을 기울임.
4. 정책적 시사점
■ 미국 캘리포니아의 순환정전은 변동성 재생에너지의 비중이 높은 상황에서 급격한 출력변동과 전력수요 급증에 따른 공급여력 부족을 대비하지 못한 데서 비롯됨.
캘리포니아의 순환정전 조치는 변동성 재생에너지의 높은 비중, 폭염에 따른 전력수요의 증가, 발전설비 폐지에 따른 공급여력 부족, 전력당국의 공급여력 부족에 대한 사전대비 미흡 등 여러 가지 요인이 복합적으로 작용한 결과로 보임.
10) 캘리포니아의 천연가스 발전설비는 2013년 48,912MW로 최대 설비용량을 기록한 이후 계속 감소하여 2019년 40,382MW로 약 8.5GW가 줄어든 상황이다.(California Energy Commission, CA Electricity Data 참고)
- 태양광 및 풍력 발전설비의 비중이 높은 상황에서 전력계통의 피크시간대인 저녁 무렵에 태양광 발전의 출력이 떨어지는 상황에 대한 충분한 대비가 필요한 상황이었음.
- 기후변화에 따른 이상고온과 전력수요 증가를 예상하였지만, 저녁 계통피크시간대에 공급 여력 부족으로 계통신뢰도 기준을 준수하기 위한 조치로 순환정전이 시행됨.
그러나 근본적으로는 재생에너지 발전비중이 높은 가운데 전력계통의 유연성 자원 부족에 대한 사전대비의 미흡을 들 수 있음.
- 이에 따라 캘리포니아 정부는 저녁 계통피크시간대의 공급예비력에 대한 충분한 확보를 위해 수요반응, ESS, 양수발전 등 유연성 자원 확보를 위한 노력을 기울이고 있음.
■ 우리나라는 2019년 기준으로 변동성 재생에너지 발전량의 비중이 전체 발전량의 3% 미만으로 낮지만, 제주도 및 전라도 등 일정지역에 편중된 재생에너지 발전설비가 증가하여 전력계통의 안정성 측면에서 대책마련이 필요한 것으로 판단됨.
우리나라도 최근 태양광 발전설비의 증가속도가 빠르고, 점차 전력계통의 피크시간대가 캘리포니아와 같이 오후 늦은 시간대에 나타나는 상황이 발생하고 있음.
비록 발전설비에 대한 설비예비율이 높다고 하더라도 변동성 재생에너지의 비중이 높고, 경직성 전원의 비중이 높을 경우에 출력변동성에 대한 공급대응의 유연성이 저하됨.
- 특히, 저녁시간대 태양광 발전의 급격한 출력하락으로 인한 전력수요 증가에 대하여 공급 여력의 적절한 대응책이 마련되지 않을 시 정전의 위험에 직면할 수 있음.
폭염으로 인한 전력수요 증가 예측 및 태양광의 발전량 예측의 정확도 제고를 바탕으로 유연성 자원의 확보방안이 마련될 필요가 있음.
- 늦은 오후 시간대 태양광 발전량의 급격한 감소로 인해 전력계통에 나타나는 급격한 수요 증가 시 대응할 수 있는 공급여력 확보에 대한 상시 점검체계의 필요성이 증대함.
근본적으로는 변동성 재생에너지 비중의 증가에 대비하여, 전력계통의 안정성을 확보 하기 위해서는 전력시장에서 유연성 자원을 확보할 수 있도록 계통관련 기술적 조치의 강화뿐만 아니라 전력시장제도를 개선하는 것이 중요할 것임.
- 태양광 및 풍력 발전설비의 출력변동성 심화에 대응하기 위해서는 기술적 측면에서 사고 발생시 계통연계유지 기준의 강화, 발전량 예측력의 제고, 기존 화력발전설비의 최소 출력기준 완화, 속응성 자원형태의 Fast DR의 활용11) 등으로 보완할 수 있음.
11) 주파수가 일정수준 이하로 하락하면 저주파수 계전기를 통해 산업체의 소비를 차단하는 방식으로 전력수급 균형을 회복하도록 함.
- 한편, 태양광 및 풍력 발전설비의 출력변동성의 반영과 유연성 자원의 확보를 위해서는 실시간 시장 및 보조서비스 시장 등을 개설하여 유연성 자원의 시장가치를 제대로 반영 하여 보상할 수 있도록 하는 것이 전력계통의 안정적 운영에 기여할 것임.
∙ 이유수, 재생에너지 확대에 따른 전력계통 영향과 국내 사례, 원자력산업, 원자력산업협회, 2020. 11. pp. 56~62.
∙ 한전경영연구원, 미국 캘리포니아의 순환정전 발생원인 검토, 글로벌 동향자료 20-29호.
∙ California Energy Commission, CA Electricity Data.
∙ California ISO, Preliminary Root Cause Analysis(Mid-August 2020 Heat Storm), October 6, 2020.
참고문헌
북미
North America주요단신
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Ohio 州, 원전지원 수수료 제동
Cincinnati Enquirer 2020.12.21., Associated Press. 2020.12.23., 2020.12.28.
■ Ohio 州 Franklin County 법원은 2020년 12월 21일 Ohio 州의 원전지원 수수료 부과를 막는 예비 금지명령(preliminary injunction)을 내림.
Ohio 州는 2019년 7월 원전·태양광·석탄화력발전소에 보조금을 제공하는 House Bill 6을 입법, 2021년부터 2026년까지 연간 1억 5천만 달러의 보조금을 전력사용자로부터 걷어 Ohio 州에서 원전 2기를 운영하는 FirstEnergy 社에 제공하기로 함.
- 그러나 2020년 7월, House Bill 6 입법을 주도했던 Larry Householder 전 Ohio 하원 의장이 FirstEnergy 社로부터 6천만 달러를 받은 혐의로 구속됨.
- Larry Householder 의장 구속 이후 Ohio 州 의회는 House Bill 6의 폐지 또는 수정을 추진하였지만, 2020년 회기를 마칠 때 까지 결론을 내리지 못함.
이에 Ohio 州 법무장관 Dave Yost와 Cincinnati市 시장 John Crenley는 Franklin County 법원에 House Bill 6에 따른 원전지원 수수료 및 발전사업자 지원 금지 요청 소송을 제기 하였음.
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해체 전문기업 Holtec, Palisades 원전 인수 추진
Holtec International. 2020.12.23. S&P Global. 2020.12.24.
■ 2020년 12월, Holtec(Holtec International)는 NRC에 Palisades 원전(Entergy 소유)과 해체된 Big Rock Point 원전 시설의 면허이전 신청서를 제출함.
※ Big Rock Point 원전은 해체가 완료되었으며, 부지에는 독립 중간저장시설(Independent Spent Fuel Storage Installation, ISFSI)만 남아 있는 상태임.
2018년 Holtec은 Entergy와 Palisades원전 부지의 소유권뿐만 아니라, 원전해체기금, 재산권, 사용후핵연료 인수에 합의한 바 있음.
- 2018년 12월 기준 Palisades 원전의 해체기금은 4억 4,300만 달러가 적립됨.
Holtec은 Palisades 원전 외에도 Oyster Creek, Pilgrim, Indian Point 원전을 인수 함.
■ Palisades 원전은 2022년 5월 31일 영구정지되며, Holtec은 영구정지 후 3년 내에 사용후핵 연료를 ISFSI로 이전할 계획임.
Holtec은 2035년 원전 해체를 시작해 2041년 완료할 계획이며, 원전 해체 작업은 Holtec의 자회사 Holtec Decommissioning International이 수행할 예정임.
■ Holtec은 New Mexico 州에 8,680톤의 방사성폐기물을 저장할 수 있는 집중형 중간저장시설 (HI-STORE Consolidated Interim Storage Facility) 건설을 추진 중이며, NRC의 승인을 받으면 해체 목적으로 인수한 원전 부지에 저장된 사용후핵연료를 New Mexico 州 중간저장 시설로 이전할 계획임.
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캐나다, SMR 도입 계획 발표
Canada’s Small Modular Reactor action plan. Canadian small modular reactor roadmap.
Nuclear Engineering. 2020.12.21.
■ 2020년 12월 18일, 캐나다는 SMR 개발·실증·도입을 위한 SMR 액션 플랜(Canada’s Small Modular Reactor Action Plan)을 발표함.
SMR 액션 플랜은 2018년 발표된 캐나다 SMR 로드맵(A Call to Action: A Canadian Roadmap for Small Modular Reactors)의 53개 권고안을 토대로 연방·주 정부, 민간 기업 등 총 109개 주체의 SMR 도입을 위한 450개 활동 계획을 담음.
- 캐나다 SMR 로드맵은 SMR 도입을 위한 4가지 축으로 1) SMR 실증 및 도입 2) 관련 정책 및 법령 마련 3) 역량 확대와 국민과의 대화 4) 국제 협력 및 시장 구축을 제시하고, 이와 관련된 53개 권고안을 마련
- 캐나다는 SMR 시장에서의 선점자 우위는 세계 시장 점유율 확보 및 지적 재산권, 공급망, 일자리를 캐나다에 묶어두는 효과가 있을 것으로 봄.
■ 캐나다는 SMR을 ‘전 세계가 기후변화 대응을 위한 저탄소 발전원을 물색하고 있는 가운데 저탄소 미래를 실현할 수 있는 전략적 자산’이라 소개하며, 2050년 넷제로 목표 달성에 SMR이 기여할 수 있도록 노력하고 있다고 밝힘.
캐나다는 2040년까지 SMR 연간 시장 규모가 1,500억~3,000억 달러로 확대될 것으로 전망함.
Seamus O’Regan 캐나다 천연자원부(Ministry of Natural Resources) 장관은 ’78년의 원자력 경험을 갖춘 캐나다는 SMR 개발의 글로벌 리더가 되기 위해 노력하고 있으며, SMR 개발은 캐나다의 목표이며, 캐나다가 SMR 개발을 주도할 것이라고 밝힘.
<2018년 캐나다 SMR 로드맵 권고안 및 2020년 액션 플랜의 기관별 활동 내역 일부 예시>
2018년 로드맵 권고안 2020년 액션 플랜 활동 내역 활동주체 권고안 1 : 연방 정부는 SMR 실증 사업에 관심
있는 주, 유틸리티, 민간 기관으로부터의 투자 를 활용해 하나 이상의 SMR 실증 프로젝트에 기금을 지원해 민간 기업과 비용을 분담한다.
캐나다 연방정부는 전략 혁신 기금(Strategic Innovation Fund)을 통해 SMR 상용화를 위해 캐나다 기업 Terrestrial Energy에 2천만 달러를 지원함.
캐나다 연방정부
권고안 3: 연방 정부는 SMR 실증 프로젝트 과정에서 발생하는 방사성 폐기물 관리 및 처분 비용의 일부를 민간 기업과 분담할 것을 고려한다.
캐나다 연방정부는 2021년 가을까지 기존 방 사성 폐기물 정책을 검토해 국제기준에 맞춘 방사성 폐기물 정책을 내놓고자 함. 이 과정에 서 원주민을 포함한 이해당사자들과 깊이 있는 논의를 나눌 예정임.
캐나다 연방정부
권고안 9: 캐나다 연방 정부는 원자력을 청정 에너지 발전원 개발 프로그램 및 정책에 포함 한다.
캐나다 연방 정부는 원자력을 국제 에너지 및 기후변화 논의에 포함시키고자 하며, 필요한 경우 캐나다는 국제 기후 변화 논의의 장에서 적극적으로 원자력을 해결책으로 제시할 것임.
캐나다 연방정부
권고안 12: 연방 정부, 주 정부는 원자력과 SMR을 포함한 모든 발전원에 대한 캐나다 국민의 시각, 태도, 이해를 평가하기 위한 양적 질적 연구를 실시한다.
캐나다 연방 정부는 SMR 도입 지지를 얻기 위해 서는 투명하고 열린 대화를 통해 국민으로부터 신뢰를 얻어야 함을 인지하고 있기에, 캐나다 유엔 협회(UNAC)와 협력해 청소년들에게 SMR 이 UN 지속가능한 개발 목표 달성에 어떻게 기 여할 수 있는지에 대한 논의를 가지고자 함.
캐나다 연방 정부
권고안 16: 주 정부는 SMR 실증 프로젝트에 재원을 제공하는 등 연방 정부와 협력한다.
Ontario 州는 주내 유틸리티와 Darlington 원전 부지에 300MW급 SMR을 건설하는 프로젝트의 타당성을 조사하고 있음.
Ontario 州
권고안 40: SMR 도입에 관심 있는 유틸리티는 하나 이상의 SMR 실증 프로그램에 참여해 리스크를 분담한다.
Ontario Power Generation은 권고안에 따라 이하 2개의 SMR 최초호기 실증 프로젝트에 참여함.
1) Chalk River 연구소의 GFP MMR 프로젝트 2) Darlington 부지에 300MW급 SMR을 건설
하는 프로젝트
Ontario Power Generation
유럽
Europe주요단신
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체코, 방사성폐기물 심지층처분시설 4개 후보 부지 선정
Platformaprotiulozisti, Ministry of Industry and Trade 2020.12.21., World Nuclear News 2020.12.22, Nucnet 2020.12.23.
■ 2020년 12월 21일 체코 정부는 산업통상부가 제시한 고준위 방사성폐기물 심지층처분시설 후보 부지 4개를 승인함.
※ 체코는 1990년대 이후부터 고준위 방사성폐기물 심지층처분시설 건설을 모색해왔음. 현재 사용후핵연료는 Temelín․Dukovany 원전의 중간저장시설에 보관되어 있음.
4개 후보 부지는 Hrádek 및 Horka(중부), Březový potok(남서부), Janoch(Temelín 원전 인근)임.
- 지금까지 9개 후보 부지가 검토되어 왔으며, 지난 6월 체코방사성폐기물처분청(Czech Radioactive Waste Repository Authority, SURAO)은 안전, 환경 영향, 기술 실현가능 성 기준으로 후보 부지를 4개로 좁히는 방안을 승인함.
- 체코원자력안전청(State Office for Nuclear Safety, SÚJB)과 기타 기관은 부지 선정 방안을 긍정적으로 평가함.
카렐 하블리첵 산업통상부 장관은 부지 선정에 대한 민감성과 주민의 의견을 감안해 4개 후보 부지 지역과 직접 접촉해 상호 신뢰를 강화할 계획이라고 밝힘.
하블리첵 장관에 따르면, 다음 절차로 4개 후보 부지에 대한 연구 ․ 탐사 작업이 진행될 예정임.
- 체코 정부는 2030년 심지층처분시설 최종 부지 선정, 2065년 가동을 목표로 함.
또한 체코 정부는 고준위 방사성폐기물 처분시설 선정 절차와 관련해 지자체와 주민의 이익을 고려한 방사성폐기물 처분장 절차법에 대한 발의 계획을 승인함.
- 2021년 산업통상부는 방사성폐기물 처분시설 절차법을 정부에 제출할 계획임.
■ 체코 원자력안전청은 이번 후보 부지 선정으로 체코가 심지층처분시설 건설을 계획 중인 스웨덴 및 스위스와 유사한 단계에 도달했다고 밝힘.
2020년 10월 스웨덴 방사성폐기물 관리 전담업체인 SKB는 Osthammar 시가 사용후 핵연료 최종처분시설 건설 계획안을 승인했다고 밝혀, 스웨덴 정부의 최종 결정만이 남아 있는 상태임.
스위스는 심층처분시설 부지를 2022년에 선정하여, 2030년 연방 정부의 최종 결정 및 의회 승인을 거쳐 2031년에 국민 투표를 시행할 계획임.
■ 그러나 체코 정부의 심지층처분시설 건설 계획은 4개 후보 부지와 시민단체의 거센 반발을 받고 있음.
후보지 중 하나인 Horka 시장은 심지층처분시설 후보지로 우리 지자체를 포함한 것에 대해 동의하지 않고 선정 절차도 객관적이지 않다는 입장을 밝히며, 심지층처분시설을 거부한 지역 주민 투표 결과를 바탕으로 해당 시설 수용을 반대한다고 피력함.
심층처분시설 반대 플랫폼은 하블리첵 장관이 취임 당시 주민 권리 보장, 지자체의 실질 적인 개입, 관련 법안 발의를 약속했으나, 실질적으로 후보 부지 선정 과정에서 관련 지자체와 주민들을 간과해 약속을 지키지 않았다고 항의함.
※ 심지층처분시설 반대 플랫폼은 사용후핵연료 및 방사성폐기물 심지층처분시설 프로젝트에 영향을 받는 자치단체와 협회로 구성된 비영리적 단체임. 현재 51개 회원(35개 지자체 ․ 도시 및 16개 협회)의 이익을 대변하고 있음.
체코방사성폐기물처분청은 지자체 내 특별 작업반을 조직해 지자체가 심지층처분시설의 최종 형태와 위치에 대한 토론에 참여할 수 있도록 하겠다는 방침임.
- 또한 체코방사성폐기물처분청은 관련 지자체가 관련 정보를 정기적으로 제공받을 수 있 도록 하겠다고 덧붙임.
<체코 심지층처분시설 4개 후보 부지>
자료 : 체코방사성폐기물처분청
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영국, 브렉시트 후에도 EU와 협력 지속
Nucnet, World Nuclear News 2020.12.29.
■ 2020년 12월 24일 영국 기업·에너지·산업전략부는 영국과 유럽원자력공동체(Euratom)가 원자력협력협정(Nuclear Cooperation Agreement, NCA)에 합의했다고 발표함.
※ 1957년 설립된 유럽원자력공동체(Euratom)는 유럽 전체의 원자력 산업을 규제하고, 핵물질의 수송을 보호하며, 폐기물을 처리하고 원자력 관련 연구를 수행함. 유럽원자력공동체는 회원국 간의 원자력 부문에서 인력과 상품이 자유롭게 거래되도록 하는 공동 시장을 형성함.
영국 기업·에너지·산업전략부는 이번 협정이 같은 날 타결되었던 영국-EU 무역협력 협정(Trade and Cooperation Agreement, TCA)과 별개로 진행되었다고 밝힘.
- 영국은 2016년 국민투표를 통해 브렉시트를 결정한 지 4년이 지난 2020년 1월 31일 공식 적으로 EU를 탈퇴하였으나, 향후 양측의 미래관계 설정에 대한 협상을 진행하는 이행기간 (Transition Period)을 12월 31일까지 가지기로 합의함. 영국은 이행기간 동안에 EU의 단일시장 및 관세동맹 회원국으로 잔류해 기존 권리 ․ 의무를 유지해왔음.
- 영국-EU 무역협력협정은 2021년 1월 1일부터 잠정 발효되었으며, 상품․ 서비스 무역, 디지털 무역, 지적 재산, 공공 조달, 항공 도로 운송, 에너지, 어업, 사회 보장 등 여러 분야 에서의 특혜 협정을 규정함.
영국-유럽원자력공동체의 원자력협력협정은 1)핵물질 및 비 핵물질 ․ 관련 기술 ․ 부품 공급 및 이전, 2) 핵연료주기 관련 무역 ․ 상업 협력, 3) 사용후핵연료 ․ 방사성폐기물의 안전 관리를 위한 협력, 4) 원자력 안전 및 방사선 방호, 5) 농업 ․ 산업 ․ 의학 부문에 방 사성 동위 원소 및 방사선 응용, 5) 지질 ․ 지구물리 탐사, 6) 우라늄 자원의 개발 ․ 생산
․ 추가 가공 ․ 사용을 골자로 함.
영국은 이번 협정을 통해 유럽원자력공동체 연구 ․ 훈련 프로그램, 국제핵융합실험로 (ITER) 프로젝트와 같은 EU 연구 개발 프로그램에 계속 참여할 예정임.
※ 국제핵융합실험로(ITER) 프로젝트는 핵융합에너지 상용화를 위하여 EU, 한국, 일본, 미국, 러시아, 중국, 인도가 핵융합실험로를 공동으로 건설 및 운영하는 국제협력 프로젝트로, 2010년부터 프랑스 Cadarache 지역에 건설되고 있음.
- 이에 따라 영국 출신의 과학자, 연구원, 사업체가 유럽원자력공동체 연구 ․ 훈련 프로그램에 참여 및 입찰이 가능하며, 영국측 참가자가 컨소시엄을 주도하거나 다른 참가자에게 자금을 제공할 수 있음.
- 또한 영국은 2021년 1월 1일부터 ITER에 지속적으로 참여할 수 있음.
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핀란드 TVO, Olkiluoto 3호기 완공을 위해 주주 대출 결정
Nucnet 2020.12.16., World Nuclear News 2020.12.17., Fitch Ratings 2020.12.18.
■ 2020년 12월 14일 핀란드 전력회사 TVO의 주주는 이사회의 제안에 따라 Olkiluoto 3호기 (1,600MW, EPR) 프로젝트의 완공을 위해 4억 유로의 주주 대출(shareholder loan) 약정에 동의함.
※ 주주 대출은 후순위채무이며, 채무 만기일이 없으며 TVO가 이자를 지급하지 않아도 됨.
TVO는 주주 대출 약정을 통해 2022년 2월로 예정된 Olkiluoto 3호기의 시운전을 위해 필요한 자금확보와 자기자본 비율을 유지할 수 있게 됨.
현재 핀란드 전력 수요의 약 17%를 공급하고 있는 Olkiluoto 1·2호기의 운영기간은 2038년 까지이며, TVO 주주는 추가적으로 핀란드 전력 수요의 약 14%를 충당할 Olkiluoto 3호기 EPR 프로젝트 추진에 주력하고 있음.
■ TVO는 핀란드 에너지 기업 및 산업체로 구성된 비상장 공공 유한책임 회사임.
TVO의 주주는 6개 기업(EPV Energia Oy, Fortum Power and Heat Oy, Loiste Holding Oy, Kemira Oyj, Oy Mankala Ab, Pohjolan Voima Oyj)임.
- 이 가운데 대주주는 58.5%의 지분을 보유한 Pohjolan Voima Oyj임.
- TVO의 자회사는 TVO Nuclear Services Oy(TVONS)와 방사성폐기물 관리회사인 Posiva Oy임.
TVO는 주주간 협력모델인 만칼라 원칙(Mankala principle)을 바탕으로 생산된 전력을 주주사들에게 분배함.
- TVO는 이윤 창출이나 배당금 지급을 목적으로 하지 않고 생산된 전력을 주주에게 공급 함. 주주는 지분 비율에 따라 TVO가 생산하는 전력을 비용이 반영된 가격으로 구매하게 됨. 주주는 구매한 전력을 자신이 직접 사용하거나 전력시장에 판매할 수 있음.
■ Olkiluoto 3호기는 당초 2005년 착공하여 2009년에 완공될 예정이었으나 최초 일정보다 10년 이상 프로젝트가 지연되고 있음.
Olkiluoto 3호기 비용은 초기에 32억 유로로 예상되었지만, 2012년에 Areva는 약 85억 유로로 추정함.
주기기 공급업체인 Areva-Siemens 컨소시엄은 Olkiluoto 3호기가 2021년 3월 연료 장전, 2020년 10월 최초 전력망 연결, 2022년 2월 최초 발전을 시행할 것으로 예상함.
현재 Areva는 2003년 체결한 턴키 계약의 보증 기간이 끝날 때까지 프로젝트 완공을 위한 자금 조달 방안을 마련 중에 있음.
- 2018년 3월 Areva는 Olkiluoto 3호기 건설 지연과 관련한 법정 분쟁을 종결하고 TVO에 4억 5천만 유로의 배상금을 지급하기로 합의함.
- TVO는 Areva-Siemens 컨소시엄과 프로젝트 완공 조건에 대해 논의할 계획임.
<TVO 지분 보유 현황(2020.7.30.기준)>
(단위 : %) 구분 Olkiluoto 1·2호기 Olkiluoto 3호기 합계
EPV Energia Oy 6.6 6.6 6.6
Fortum Power and Heat Oy 26.6 25.0 25.8
Loiste Holding Oy 0.1 0.1 0.1
Kemira Oyj 1.9 - 0.9
Oy Mankala Ab 8.1 8.1 8.1
Pohjolan Voima Oyj 56.8 60.2 58.5
자료 : TVO
<핀란드 Olkiluoto 3호기 건설 추진 현황>
구분 내용
2003. 12. TVO, Areva-Siemens 컨소시엄과 Olkiluoto 3호기 턴키계약 체결 2005. 05. Olkiluoto 3호기 착공
2019. 03. 핀란드 정부, Olkiluoto 3호기 운영허가 승인
2019. 07. TVO, Olkiluoto 3호기 상업운전이 2020년 1월에서 7월로 6개월 연기 발표 - 연료장전 2020년 1월, 전력망 연결 2020년 4월, 전력생산 2020년 7월 시행
2019. 12. TVO, Olkiluoto 3호기 프로젝트 일정 변경 발표
- 연료장전 2020년 6월, 전력망 연결 2020년 11월, 전력 생산 2021년 3월 시행
2020. 05. 핀란드 방사선 및 원자력안전청(STUK), Olkiluoto 3호기 가압기안전밸브 누수 문제 확인 및 조사 시행
2020. 08. TVO, Olkiluoto 3호기 프로젝트 일정 추가 변경 발표
- 연료장전 2021년 3월, 전력망 연결 2021년 10월, 전력생산 2022년 2월 시행 자료 : 세계 원전시장 인사이트 각 호 참고
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폴란드, 미국과의 원자력 협력 지속 및 미국산 SMR 도입 타당성 조사 완료
Nuclear Engineering International 2020.12.18., Financial Times 2021.01.03.
■ 미칼 쿠르티카 폴란드 기후 장관은 트럼프 대통령을 지지해온 폴란드 우파 정부가 바이든 당선인이 이끄는 차기 미국 정부와도 원자력 부문의 협력을 지속할 수 있을 것이라는 입장을 피력함.
트럼트 행정부는 야로슬라프 카친스키 대표가 이끄는 법과정의당과 친밀한 관계를 맺어 옴.
- 2020년 10월 폴란드는 미국과 원자력 프로그램 개발을 위한 정부 간 협력협정을 체결함.
- 폴란드는 2033~43년까지 3세대 또는 3세대+ PWR 기반 6~9GW 규모의 원전 6기 건설을 계획하고 있음.
- 폴란드 첫 원전(1~1.6GW)의 착공은 2026년, 상업운전은 2033년으로 예정됨.
그러나 바이든 당선인은 선거 기간 동안 폴란드를 신흥 전체주의 정권으로 규정해 폴란드 우파 정부와 관계가 냉각된 상황임.
- 안드레이 두다 폴란드 대통령은 푸틴 대통령처럼 작년 12월 미국 대통령 선거인단이 바이든 당선을 확정하기 전까지 바이든의 대선 승리를 축하하지 않은 세계 지도자 중 한 명임.
■ 쿠르티카 장관은 바이든 행정부의 집권이 폴란드 원자력 프로그램에 영향을 미칠 것이라는 우려를 불식하며, 미국 측과 이 부분에 대해 논의 중이라고 밝힘.
쿠르티카 장관은 미국 상하원은 원자력을 초당적으로 지지하기 때문에, 양국의 협력에 어떤 변화도 없을 것으로 예상한다고 언급함.
피오트르 나임스키 에너지인프라 전략 책임자는 폴란드가 원자력 프로그램 추진을 위해 특수목적법인 설립으로 51%의 지분을 보유하고 외국인 투자자가 나머지 49%를 보유하는 방안을 계획했으나, 현재 외국인 투자자의 지분이 소폭 줄어들 수 있다고 밝힘.
■ 폴란드 정부가 적극적으로 나서 2033년 첫 호기 가동 목표를 설정했지만, 원전 부지 선정이나 자금 조달 모델 채택이 이루어지지 않아 프로젝트 추진이 더딜 수 있다는 우려가 제기됨.
그린피스 폴란드 사무소는 2033년 최초 원전 가동 전망은 낙관적이지 않으며, 석탄화력 발전소를 당장 교체해야하는 시점에서 원전 건설은 너무 늦고 경제성이 없다고 지적함.
■ 한편, 2020년 12월 폴란드 Synthos Green Energy(이하 Synthos)는 GE Hitachi Nuclear Energy(GEH)의 BWRX-300 소형모듈원자로(SMR)를 도입을 위한 타당성 조사를 완료함.
※ Synthos는 탄소 배출 제로 에너지원에 투자하고 산업 ․ 에너지 부문의 탈탄소화 수행을 위해 설립된 Synthos SA Capital Group의 계열사임.
※ GE와 Hitachi가 2007년에 공동 설립한 GEH는 글로벌 선진 원자로 및 원자력 서비스 공급업체임.
BWRX-300은 300MW급 수냉식 자연 순환 형식의 SMR로, 2014년 미국 원자력규제 위원회(NRC)로부터 설계인증을 받은 ESBWR(Economic Simplified Boiling Water Reactor)을 기반으로 한 피동형안전시스템을 갖추고 있음.
- GEH는 설계 단순화의 특성을 갖춘 BWRX-300이 기타 수냉식 SMR 또는 기존 대형 원자로와 비교해 MW당 자본 비용을 대폭 줄일 수 있을 것으로 예상하고 있음.
Synthos는 SMR을 폴란드 산업 및 난방 부문의 탈탄소화 달성을 위한 수단으로 간주해 2019년 BWRX-300 건설을 위해 GEH와 협력 계약을 체결함.
- 2020년 10월 Synthos는 Exelon Generation, GEH, 핀란드 Fortum Power and Heat Oy의 지원을 받아 BWRX-300 도입 가능성에 대해 폴란드 원자력기구와 논의를 시작함.
Synthos는 미국 원전운영사인 Exelon Generation이 수행한 타당성 조사를 바탕으로 SMR 연속 생산 시 비용 절감 효과를 최대한 활용하기 위해 건설할 원자로 수를 추정할 계획임.
- 타당성 조사는 비용, 인력 정책, 규제, 보안, 건설 모델, 운영에 이르기까지 SMR 구현을 위한 주요 요소를 분석하는 작업임.
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스웨덴 Vattenfall, Ringhals 1호기 영구 정지
World Nuclear News 2020.12.31., UxC weekly 2021.01.04.
■ 2020년 12월 31일 스웨덴 전력사 Vattenfall은 44년 가동한 Ringhals 1호기(881, BWR)를 영구 정지함.
Ringhals 1호기는 1975년에 상업운전을 개시한 Ringhals 1호기는 44년간 총 220 TWh의 전력을 생산함. 해당 호기는 Ringhals 2호기, Oskarhamn 1·2호기에 이어 스웨덴에서 5년 만에 폐쇄되는 네 번째 상업용 원자로임.
2015년 Vattenfall는 수익성 감소와 전력생산 비용 증가로 Ringhals 1·2호기를 각각 2020년 12월, 2019년 12월에 폐쇄한다고 발표함.
- 1976년에 상업운전을 개시한 Ringhals 2호기는 2019년 12월 30일에 영구 정지됨.
Vattenfall은 전력가격 하락으로 2020년 3월 Ringhals 1호기를 일시 정지했으나, 6월에 해당 원자로를 재가동하면서 전력거래소(Nordpool)에 연말까지 이를 가동할 것이라고 공지함.
Vattenfall은 다음 단계로 Ringhals 1호기의 사용후핵연료를 제거한 후 해체 준비 작업을 수행할 예정임. 해체 작업은 2022년 하반기에 본격적으로 시행될 예정임.
■ 한편,Vattenfall은 Ringhals 3,4호기의 경우 독립노심냉각계통(independent core cooling system)을 설치해 2040년대까지 계속 운전을 시행할 계획임.
※ 독립노심냉각계통은 주 냉각설비 고장 시 외부 도움 없이 72시간 동안 원자로 노심을 냉각하고, 열악한 기상 조건, 지진, 침수와 같은 극단적인 외부 영향을 견딜 수 있도록 함.
2011년 3월 유럽연합 이사회는 후쿠시마 사고 여파로 EU 역내 원전에 스트레스 테스트를 실시해 안전성 평가 수행하도록 결정함.
이에 따라 스웨덴 규제기관인 SSM은 원전사업자가 지진, 홍수, 중대 사고 등 극단적인 상황에서 발전소 대응 능력을 평가하도록 함.
- 이를 바탕으로 2014년 12월 SSM은 원전사업자가 2020년 12월 31일 이후로 계속운전을 시행하기 위해서는 독립노심냉각계통을 설치하도록 의무화함.
Vattenfall은 Ringhals 3,4 호기에 독립노심냉각계통을 설치하는데 8억 유로 이상을 투자한 상태임.
■ 한편, 스웨덴은 현재 6기의 원자로(약 6.6GW)를 가동 중임. 스웨덴은 2040년까지 100% 재생 에너지 전환 달성 목표를 수립했으나, 목표연도가 모든 원전을 폐쇄하는 기한은 아니라는 입장을 표명함.
<스웨덴 원전 현황(2021.1.1.기준)>
원전 운영사 노형 용량(MW) 상업운전 시작년도
Oskarshanm 3호기 OKG Aktiebolag BWR 1,400 1985
Ringhals 3호기
Ringhals AB PWR 1,062 1980
Ringhals 4호기 PWR 1,117 1982
Forsmark 1호기
Forsmark Kraftgrupp AB
BWR 990 1980
Forsmark 2호기 BWR 1,118 1981
Forsmark 3호기 BWR 1,172 1985
자료 : World Nuclear Association
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러시아, 사하 공화국에 부유식원전을 개량한 SMR 건설 착수
Rosatom, The Barents observer 2020.12.24, Nuclear Engineering International 2021.01.04.
■ 2020년 12월 23일 Rosatom은 사하공화국(the Republic of Sakha)과 RITM-200 기반의 40~50MW 규모의 소형모듈원자로(SMR)에 대한 전력 구매(off-take) 계약을 체결함.
※ RITM-200은 쇄빙선, 부유식 원전, 지상형 원전에 활용할 수 있는 다목적 일체형 원자로이며, 신세대 원자력 쇄빙선인 Arktika, Sibir, Ural에 RITM-200 원자로가 장착됨.
2019년 9월 Rosatom과 사하 공화국은 우스트루가(Ust Luga) 지역에 RITM-200 기반의 SMR 건설에 관한 협력협정을 체결함.
2020년 1월부터 Rosatom은 SMR 발전소 부지 작업을 진행하며 사하 공화국은 이를 지원 할 예정임.
Rosatom은 2028년까지 SMR 가동을 목표로 2024년 건설 허가 취득을 전망함.
Rosatom은 SMR 건설 시 사하 공화국의 전기요금이 절반가량 인하되는 효과와 더불어, 석탄과 디젤 사용의 감소로 인한 연간 최대 10,000 톤의 온실가스 배출량 저감 효과가 있을 것으로 예상함.
- 또한 SMR 건설 기간 동안 최대 800개의 신규 일자리 창출, Kyuchus 금 매장지 개발 프로 젝트에 청정 전력 제공이 예상된다고 밝힘.
사하 공화국은 SMR 건설로 가정과 기업에 저렴하고 안전하며 양질의 전력 공급이 가능해, 사하 공화국의 사회 및 경제 상황을 향상시킬 것으로 전망함.
■ 지난 5월 Rosatom은 2027년 상업운전 개시를 목표로 지상형 기반 SMR(RITM-200)의 개념 설계(conceptual design)를 진행하고 있다고 밝힘.
당시 Rosatom은 Suroyam 철광석 매장지(남서부), Baim 광물 매장지(극동), Yakutia (동부)에 SMR 도입을 고려하고 있다고 밝힘.
SMR은 한 기당 약 6헥타르의 면적을 차지하고, RITM-200 2기(각 50 MW 출력)로 구성 됨. 설계 수명은 60년이며 연료재장전 주기는 6~7년임.
SMR의 건설 기간은 3~4년이며, 발전, 열병합, 담수화, 수소 생산 목적으로 사용가능함.
■ 2019년 Rosatom은 SMR을 기반으로 한 최초 부유식 원전인 아카데믹 로모소노프(Akademik Lomonosov)를 극동지역 추코트카(Chukotka) 자치구로 견인해 전력망에 전력을 공급하기 시작함.
Akademik Lomonosov호(길이 144미터, 폭 30미터, 배수량 2만 1,500톤, 설계수명 40년) 에는 원자력 쇄빙선에 사용된 35MW급 KLT-40S 원자로 2기가 설치되어 있음.
- 배에 설치된 원자로는 최대 70MW 규모의 전력과 50Gcal/h의 열에너지를 생산할 수 있음.
부유식 원전은 악천후와 기반 시설 부족으로 화석 연료를 운송하기 어려운 지역(예, 러시아 극동 및 동부)과 지역조건상 송전선 설치와 대형 원전 건설이 어려운 지역에 전력 공급이 가능하다는 장점이 있음.
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러시아, 중국 JNPC에 Tianwan 4호기 운영권 이전
Rosatom 2020.12.25., Nucnet 2020.12.29.
■ 2020년 12월 25일 러시아 Rosatom 자회사이자 해외 원전 건설을 수행하는 Atomstroyexport 는 2년 간의 성능보증운전(warranty operation) 이후 Tianwan 4호기(1,045MW, PWR)의 운영권을 원전운영사인 Jiangsu Nuclear Power Corporation(JNPC)에게 이전함.
※ JNPC는 중국핵공업집단(CNNC)이 50%, 중국국가전력투자그룹(CPIC)이 30%, 장수 궈신 그룹(Jiangsu Guoxin Group)이 20%의 지분을 보유한 합작회사임.
Tianwan 4호기는 2013년 9월에 착공에 들어갔으며, 2018년 12월 27일 상업운전을 개시 함. 2018년 9월 2일에 연료 장전이 완료되었으며 같은 해 10월 송전망에 연결됨.
Tianwan 3호기의 경우 2020년 1월 Rosatom이 JNPC측에 운영권을 이전함.
■ Tianwan 원전은 러시아와 중국이 공동 추진 중인 대형 프로젝트로, 현재 러시아 VVER- 1000(PWR) 4기(1~4호기)는 가동, 중국 CPR-1000(PWR) 2기(5,6호기)는 가동 및 가동 예정, VVER-1200(PWR) 2기(7,8호기)는 건설 예정임.
러시아 측은 일반 기술 제공, 프로젝트 설계, 장비 공급․설치, 직원 교육 등의 업무를, 중국 측은 프로젝트 건설 관리, 건설 엔지니어링, 제3국 장비 구입, 보조 서비스 제공 등을 담당함.
Tianwan 원전 프로젝트는 1단계(1,2호기), 2단계(3,4호기), 3단계(5,6호기),4단계(7,8 호기)로 이루어짐.
- 1단계(1,2호기)는 1992년 양국간 협력협정에 따라 턴키방식으로 진행되어, 두 호기는 2007년 상업운전을 개시함.
- 2단계(3,4호기)는 2009년 Rosatom과 중국원자력발전(CNNP) 간의 협력협정으로 진행 되어, 두호기는 2018년 상업운전을 개시함.
- 3단계(5,6호기)는 중국이 개발한 원자로 CPR-1000을 사용해 5호기는 2020년 9월 상업 운전을 개시하고 6호기는 2021년에 가동될 예정임.
- 4단계(7,8호기)는 2019년 Atomstroyexport과 CNNC 간의 일반계약 체결로 진행되어, 신규 원자로 2기는 각각 2021년과 2022년에 착공에 들어갈 예정임.
Tianwan 원전은 8기 모두 완공 시 총 설비용량이 8,100MW로 단일 부지 규모로는 세계 에서 가장 큰 원전이 될 전망임.
<중국 Tianwan 원전 현황>
원전 지역 설비용량(MW) 노형 운영사 상업운전 시작 시기
Tianwan 1
Jiangsu
990
VVER-1000(PWR)
CNNC
2007. 05
Tianwan 2 990 2007. 08
Tianwan 3 1045
VVER-1000(PWR) 2018. 02
Tianwan 4 1045 2018. 12
Tianwan 5 1000
CPR-1000(PWR) 2020. 09
Tianwan 6 1118 2021
Tianwan 7 1200
VVER-1200(PWR) 2021
Tianwan 8 1200 2022
자료 : World Nuclear Association
아시아
Asia주요단신
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일본 규슈전력 센다이 2호기, 테러 대책 시설 완공 및 재가동
세계원전시장 인사이트 2020.11.20., NHK 2020.12.14., 후쿠시마민보 2020.12.15., MBS 2020.12.16., 규슈전력 2020.12.18., 마이니치신문 2020.12.22.,12.23.
■ 규슈전력 센다이 2호기(890MW, PWR)는 특정 중대사고 등 대처 시설(이하, 테러 대책 시설) 완공 후 12월 22일 가동을 재개함.
테러 대책 시설은 항공기가 원전에 충돌하는 테러 공격을 받아도 원격으로 원자로를 제어할 수 있도록 조치한 시설로 공사 계획 인가일로부터 5년 이내 설치해야 함.
- 테러 대책 시설은 원자로 건물에서 약 100m 거리에 건설하며 긴급 상황에 대비해 제어 실과 발전기, 물 주입 펌프 등을 설치해야 함.
- 테러 대책 시설의 설치 기한을 초과하여도 해당 원전이 정기 검사 중이면 계속 공사를 진행할 수 있으며, 시설 완공 후 사용 전 검사에 합격 시 재가동할 수 있음.
- 센다이 2호기는 2015년 5월 22일 공사 계획 인가를 받아 2020년 5월 21일까지 테러 대책 시설 설치를 완료했어야 하지만, 공기 지연으로 정기 점검에 들어가 시설 설치 공사를 계속 진행해옴.
■ 테러 대책 시설은 2020년 11월과 12월 초 센다이 1호기와 간사이전력 다카하마 3호기에서 먼저 설치를 완료했으며, 센다이 1호기는 11월 가동을 재개했고 다카하마 3호기는 2021년 2월 재가동할 예정임.
■ 일본 주니치신문에 따르면 센다이 1 ․ 2호기의 테러 대책 시설 총공사비는 총 2,420억 엔(한화 약 2조 5,576억 원)으로 알려짐.
<재가동 원전의 테러 대책 시설 설치 기한과 비용>
전력사 발전소 테러 대책 시설 설치 완료
테러 대책 시설 설치 기한
시설 설치 총 공사비 최초 전망한
금액
2020년 10월 기준 전망액
규슈전력 센다이 1 ○ 2020년 3월 17일
430억 엔 2,420억 엔
센다이 2 ○ 2020년 5월 21일
간사이전력 다카하마 3 ○ 2020년 8월 3일
691억 엔 1,257억 엔
다카하마 4 2020년 10월 8일
시코쿠전력 이카타 3 2021년 3월 22일 320억 엔 550억 엔
간사이전력 오이 3 2022년 8월 24일
1,308억 엔 1,507억 엔
간사이전력 오이 4 2022년 8월 24일
규슈전력 겐카이 3 2022년 8월 24일
2,400억 엔 2,400억 엔
겐카이 4 2022년 9월 13일
주니치신문 2020.10.18과 일본원자력산업신문 2020.11.12.자료를 토대로 편집 ․ 작성
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일본, 2050년도 온실가스 순배출 제로 볍률 명기 추진
일본경제신문 2020.12.20.
■ 일본경제신문은 일본 정부가 2050년까지 온실가스 배출량을 실질 제로로 하겠다는 목표를 법 으로 명기할 예정이라고 12월 20일 보도함. 이번 법률 명기를 통해 법적 근거를 명확히 마련하여 정권 교체 후에도 정책의 지속성을 담보하고자 함.
환경성이 가까운 시일 내 정리할 ‘지구온난화 대책 추진법’※ 개정안에 해당 내용을 포함 하여 2021년 1월 정기 국회에 제출할 예정임.
※ 지구온난화 대책 추진법은 온난화 대책을 위해 정부와 지자체, 사업자의 책임을 명기한 법으로 1998년 제정됨.
금번 개정안에서 온실가스 배출량과 삼림 등의 온실가스 흡수량을 일치시켜 대기 중 온실 가스 순배출량이 실질적으로 영이 되는 ‘탈탄소 사회 실현’을 목표로 한다고 언급하고
‘2050년까지’라는 실현 시기도 명시할 예정임.
일본 정부가 중 ․ 장기적 정책의 실현 시기를 법률로 규정하는 것은 이례적임. 이전까지 일본은 온난화대책 관련 중 ․ 장기 목표를 ‘지구온난화 대책 추진법’에 기재하지 않고, 이 법에 따른 실행 계획에 목표를 작성하여 이를 내각이 결정해왔음.
- 일본경제신문은 2021년 개최될 COP26을 앞두고 정부의 의사를 국내외에 강조하려는 의도가 보인다고 전함.
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일본 간사이전력, 사용후핵연료 중간저장시설 후보지 제시 못해
세계원전시장 인사이트 2020.11.06.,11.20., 아사히신문 2020.12.10.,12.17.,12.18.,12.23., NHK 2020.12.18., 일본경제신문 2020.12.18., 2020.12.25.,Web 東奥 2020.12.11., 전기사업연합회 2020.09., 마이니치 2020.12.18., 2020.12.26., 12.27., 교도통신 2020.12.25.,
■ 간사이전력은 후쿠이현 지사에게 약속했던 2020년 내 사용후핵연료 중간저장시설 후보지 제시가 불가능하다고 12월 25일 전하며 사죄함. 후쿠이현 지사는 현 상태로는 재가동을 포함한 노후원전 관련 논의를 지속할 수 없다고 강조하며 간사이전력의 후보지 제시를 재차 기다리 겠다고 밝힘.
후쿠시현 지사는 2017년 후쿠이현에 소재한 간사이전력 노후원전인 다카하마 1 ․ 2, 미하마 3호기(모두 826MW, PWR)의 재가동 논의 조건으로 후쿠이현 외 지역에서 사용 후핵연료 중간저장시설 후보지를 2020년 내 제시하도록 요구해옴.
- 간사이전력은 가동 40년 이상인 다카하마 1 ․ 2호기, 미하마 3호기의 재가동을 위해 현재 해당 원전이 입지한 광역자치단체인 후쿠이현과 기초지자체인 다카하마정, 미하마정의 의회와 수장의 동의 절차를 진행 중임.
■ 한편, 대형 전력사로 구성된 일본 전기사업연합회는 간사이전력의 요청으로 아오모리현 무쓰시에 소재한 사용후핵연료 중간저장시설인 ‘리사이클연료 비축 센터’의 대형 전력사 공동 이용을 추진하고자 12월 18일 아오모리현과 무쓰시에 의사를 타진했지만 무쓰시가 이전부터 공동 이용에 반대하고 있어 협상 진행이 쉽지 않을 것으로 예상됨.
‘리사이클연료 비축 센터’는 도쿄전력과 일본원자력발전에서 발생한 사용후핵연료를 저장하기 위한 시설로 이를 운영하기 위해 두 회사가 공동 출자하여 리사이클 연료 저장 (주)를 설립함.
- 2005년 도쿄전력과 일본원자력발전은 아오모리현 및 무쓰시와 사용후핵연료를 최장 50년 보관할 수 있다는 협정을 체결함. 따라서 대형 전력사 공동 이용이 실현된다면 협정의 내용 변경이 필요함.
-‘리사이클연료 비축 센터’에는 총 두 동이 건설되며 1동은 2010년 착공해 2013년 완공 됨. 이후 2014년 규제위에 신규제 적합성 심사를 신청하여 2020년 11월 11일 안전성 심사를 통과해 2021년도 운용 개시를 목표로 하고 있음.
- 완공된 1동은 사용후핵연료 약 3천 톤을 보관할 수 있음. 추가 건설 예정인 두 번째 건물은 2천 톤 보관이 가능함.
■ 일본 전기사업연합회에 따르면 일본 원전에서 발생한 사용후핵연료는 2020년 9월 말 기준 약 1만 6천 톤이며 주로 원전의 사용후핵연료 저장 수조에 보관 중임. 사용후핵연료 재처리 부진 으로 사용후핵연료 저장 가능 용량인 약 2.1만 톤 중 75%가 포화된 것으로 알려짐.
대형 전력사는 ‘리사이클연료 비축 센터’ 공동 이용 시 센터 운영사인 리사이클 연료 저장 (주)에 공동 출자를 하거나 이용료를 지불하는 방안을 고려 중임.
- 현재 도쿄전력과 일본원자력발전이 보유한 원전은 1기도 가동하지 않아 사용후핵연료를
‘리사이클연료 비축 센터’에 반출할 필요가 없음.
- 연료 반입 전망이 없으면 ‘리사이클연료 비축 센터’ 운용 개시가 어려울 수 있지만 원전을 이미 재가동 한 간사이전력 등 다른 전력사의 사용후핵연료를 반입한다면 조기 운용도 가능할 것이라고 아사히신문은 전망함.
<아오모리현 무쓰시 중간저장시설 공동 이용 검토 경위>
아사히신문 2020.12.10.
