현안이슈
주요단신 사용후핵연료 저장시설의 안전설계 방향
10.23 세계원전시장
인사이트
• IEA, 2030년 전 세계 원전 발전량 증가와 설비 비중 축소 전망
• 미국, 루마니아와 원전 건설·설비개선 협약 추진
• 미국, 4세대 원자로 실증로 개발에 1억 6천만 달러 투자
• 캐나다, SMR 상용화 지원
• 웨스팅하우스, 브라질 Angra 1호기 계속 운전 사업 참여
• 폴란드, 미국과 신규원전 개발을 포함한 원자력협정 체결
• 불가리아, 미국과 Kozloduy 7호기 증설 계획 논의 예정
• 벨기에, 새 연립 정부에서도 단계적 원전 폐쇄 정책 유지
• 러시아, 원자력 발전 비중 25%로 확대 계획
• 우크라이나, Khmelnitsky 3 · 4호기 건설 재개 임박
• 스웨덴, 사용후핵연료 최종처분시설 부지 사실상 확정
• 일본 규제위, 이카타 2호기 해체 계획 인가
• 일본 정부, 10월 하순 후쿠시마 제1원전 오염수 처분 방침 결정 예정
• 일본 슷쓰정·가모에나이촌 방사성폐기물 최종처분장 부지 조사 신청 세계
15 북미 17
남미 20 유럽 21
아시아 30
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. 국내 원전 사용후핵연료의 저장 관리 기술 현황 3. 설계기준초과 사고에 대비한 사용후핵연료 저장시설
안전설계 경향
4. 국내 사용후핵연료 저장시설의 안전설계 방향
World Nuclear Power Market INSIGHT
인사이트
2020
10.23
Biweekly 격주간
조용성
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※ 본 간행물은 한국수력원자력(주) 정책과제의 일환으로 발행되었습니다.
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본 「세계원전시장 인사이트」에 포함된 주요내용은 연구진 또는 집필자의 개인 견해로서 에너지경제연구원의 공식적인 의견이 아님을 밝혀 둡니다.
사용후핵연료 저장시설의 안전설계 방향
한국전력기술(주) 사후관리사업그룹 김영호 그룹장 ([email protected])
1. 서론
■ 원자력발전소에서 발생하는 사용후핵연료는 관리환경과 정책 등에 따라 재활용될 수도 있고 폐기물로 영구 처분될 수도 있음.
영국, 프랑스, 러시아 등은 사용후핵연료를 재처리하여 추출한 플루토늄을 원전 연료로 재사용 중임.
미국, 스웨덴, 핀란드 등은 폐기물로 영구처분함.
■ 세계적으로는 1990년대 이후 사용후핵연료의 재처리에 따른 이점이 감소하고 하기의 사유들로 인해 영구 처분을 추진하는 경향이 커지고 있음.
사용후핵연료를 재처리하여 생산된 핵연료를 사용하는 고속증식로 개발의 부진 재처리하여 생산된 MOX(Mixed Oxide) 핵연료의 비싼 가격에 따른 경제성 고연소가 가능한 핵연료 개발로 MOX 연료에 대한 수요 감소
■ 세계적으로 원전 건설 계획 수립 당시에는 사용후핵연료를 가까운 장래(20~30년)에 재처리 또는 처분할 수 있다고 판단하여 원전 내 습식저장조의 용량을 원전 수명 기간(30~40년) 동안 발생할 사용후핵연료의 양보다 적게 계획하였으며 이로 인한 저장용량 부족 문제가 발생하고 있음.
재처리시설을 구축하여 발전소 내 사용후핵연료를 반출하여 저장할 수 있는 경우는 저장 용량의 한계로 인한 문제가 없음. 재처리시설이 없는 국가에서는 발전소 내 습식저장조의 저장밀도를 높여서 저장 용량을 증가시키고 있으나 포화시점을 늦출 뿐, 제한된 저장용량 이라는 근본적인 문제에 대한 대안은 아님.
이에 따라 미국, 유럽, 일본 등은 단기적으로는 원전 부지 내에 임시저장시설을 구축하여 저장용량시설의 포화에 대비하고 중장기적으로는 대규모 사용후핵연료를 저장하고 관리 할 수 있는 중간저장시설 건설을 계획 중임.
■ 재처리시설에서는 사용후핵연료를 대부분 수조 내에 습식저장하지만 처분을 전제로 최근에 건설 되는 임시저장시설과 중간저장시설은 건식저장 방식을 채택함.
스웨덴은 오스카샴(Oskarshamn) 원자력발전소 부근 지하에 동굴시설을 건설하여 습식 중간저장시설을 건설
․
운영하고 있으나 미국, 일본, 독일, 스위스 등은 저장용기에 저장 하는 건식저장시설을 운영 중임.■ 2001년 9.11 사고와 2010년 후쿠시마 원전 사고를 겪으면서, 미국을 비롯한 각국의 규제기관은 설계기준을 초과하는 사고에 대해서도 사용후핵연료의 안전한 저장을 보장할 수 있는 시설(구조물, 저장용기 등)을 구축하도록 규제 요건을 강화함.
9.11 사고 이전에 운영을 시작한 독일의 중간저장시설(Ahaus)은 민간항공기의 충돌 시 에도 저장된 사용후핵연료의 안전성을 보장되도록 시설을 보완함.
후쿠시마 사고 이후 건설 중인 일본 무츠 중간저장시설은 강화된 규제 요건에 따라 항 공기 충돌 사고에 대해서도 사용후핵연료의 안전성이 보장되도록 설계를 변경함.
■ 우리나라의 경우도 운영중 원전의 사용후핵연료 저장시설의 포화와 해체 시 사용후핵연료 반출에 대비하여 원전별로 별도 저장시설의 건설이 시급1)한 것으로 판단됨.
월성 중수로 원전의 경우 저장시설의 포화에 대비하여 2020년 9월부터 건식저장시설 확장공사를 진행 중임.
고리 1호기는 안전한 해체를 위해 습식 저장조에 저장된 사용후핵연료를 반출해야 하며 이를 보관할 시설이 필요함.
■ 본 고에서는 사용후핵연료의 안전한 관리를 위한 저장시설의 세계적인 설계 경향을 살펴보고 매우 긴 시간동안 사용후핵연료를 안전하게 보관할 수 있는 조건을 보장할 수 있는 저장시설의 안전설계 방향에 대하여 논의하고자 함.
2장에서는 국내 원전 사용후핵연료의 저장에 활용되는 기술현황을 정성적으로 분석하고자 함.
1) 사용후핵연료 관리정책 제검토위원회, “사용후핵연료 관리정책 의견수렴 숙의자료집”에서 각 원전본부별 저장시설의 포화시기 예측치를 제시함. 월성 : 2021년, 한빛 : 2029년, 한울:2030년, 고리 : 2031년, 신월성 : 2042년
3장에서는 설계 기준 초과 사고에 대비한 사용후핵연료 저장시설의 안전설계 경향에 대해 논의하고자 함.
4장은 결론으로써, 세계적인 설계 경향을 고려하여 향후 국내 임시저장시설과 중간저장 시설의 안전설계 방향을 논의하기로 함.
2. 국내 원전 사용후핵연료의 저장 관리 기술 현황
■ 우리나라는 1978년에 고리 1호기 상업운전을 시작으로 2020년 기준 경수로 원전 21기 및 중수로 원전 3기를 운영하고 있으며 경수로형 고리 1호기는 2017년 6월에 국내 최초로 영구 정지되어 현재 해체를 준비 중임.
■ 핵연료의 특성은 원자력발전소의 유형에 따라 다름. 경수로 원전용 연료는 우라늄 235의 함량 (농축도)이 3~5%이고 연료봉의 길이가 대략 4m임. 중수로 원전용 연료는 우라늄 235의 함량이 약 0.7%인 천연 우라늄을 사용하고 연료봉의 길이는 약 0.5m임.2)
<경수로형 핵연료와 중수로형 핵연료 비교>
구분 경수로형 핵연료 중수로형 핵연료
가동원전 21기 3기
냉각재 경수(H2O) 중수(D2O)
사용연료 저농축우라늄(U-235 : 약 3~5%) 천연우라늄(U-235 : 약 0.7%)
원자로 형태 수직(1개의 원통용기) 수평(380개의 압력관)
핵연료 형상
표준형 웨스팅하우스형
길이 : 약 50cm 직경 : 약 10cm 다발무게 : 약 24kg 우라늄 무게 : 약 19kg 길이 : 약 4.5m
폭 : 약 20cm 다발무게 : 약 639kg 우라늄 무게 :약 430kg
길이 : 약 4m 폭 : 약 20cm 다발무게 : 약 673kg 우라늄 무게 :약 450kg
2) 산업통상자원부, “사용후핵연료 이야기”, 2016
■ 현재 경수로 원전에서 발생한 사용후핵연료는 모두 원전 건물 내부에 있는 습식 저장조에 보관 중이며 중수로 원전의 사용후핵연료는 습식 저장조와 부지 내에 별도의 건식저장시설을 병행 사용하여 보관 중임.3)
<경수로와 중수로 건식저장 비교>
원전부지 내 습식저장 원전부지 내 건식저장
경수로 운영 중인 시설 없음
중수로
사일로 맥스터
■ 중수로 원전의 사용후핵연료 저장은 두 단계로 이루어짐. 1단계로 사용후핵연료를 원전 내 사용 후핵연료 저장조에 습식 저장하여 충분히 냉각시키고, 2단계로 충분히 냉각된 사용후핵연료를 바스켓(Basket) 내에 건조 상태로 밀봉하여 발전소 부지 내 건식저장시설로 이송하여 저장함.
월성원전 내 건식저장시설은 캐니스터(Canister) 시설과 맥스터(MACSTOR) 시설로 구분 됨.
- 천연우라늄을 사용하는 중수로 원전은 농축우라늄을 사용하는 경수로 원전보다 사용후 핵연료 발생량이 훨씬 많아 이에 대비하여 소내에 1992년부터 캐니스터 60기를 건설함.
- 이후 캐니스터 방식보다 부지 이용 효율이 높은 조밀 저장 방식인 맥스터를 2000년대부터 설치함.
- 사용후핵연료 개수를 기준으로 산정하면 맥스터 시설은 동일 면적의 캐니스터 보다 약 2.7배 많은 사용후핵연료를 저장할 수 있음.
3) 사용후핵연료 관리정책 재검토위원회 “사용후핵연료 관리정책 의견수렴 숙의자료집”, 2020
<중수로 원전 사용후핵연료 소내 이송>
■ 현재까지 건식저장시설이 확보되지 않은 경수로 원전의 사용후핵연료는 모두 원전 내 습식 저장 수조에 저장되어 있으며 수조 내에 있는 사용후핵연료 저장대(Storage Rack)를 고밀도 저장대로 교체하여 저장용량을 확장하였음.
사용후핵연료의 저장용량 확대는 미국 및 유럽 국가들이 활용한 방식을 따라 일반 스테인 리스 강으로 제작된 기존 저장대를 중성자흡수체(Neutron Poison Material)가 함유된 특수강으로 제작된 조밀저장대(High Density Storage Rack)로 교체 설치됨.
- 이를 통해 임계 미만 유지를 위한 물리적 간격을 조밀하게 함으로써 약 2배 이상의 저장 용량을 확보함
습식 저장 수조는 사용후핵연료에서 방출되는 잔류 열을 냉각계통을 통하여 제거하고 중성자를 흡수하여 임계를 방지하며 방사선을 차폐하여 작업자의 안전을 확보할 수 있 도록 설계됨.
<습식저장수조(Spent Fuel Pool) 냉각계통 및 정화계통 흐름도>
국내에서는 현재 고리 1
․
2호기를 제외한 모든 원전에서 조밀저장대를 사용 중임.- 한빛 5․6호기 이전에 건설된 원전은 기존의 스테인레스강 저장대에서 조밀저장대로 교체 되었으며, 한빛 5․6호기 이후에 건설된 모든 경수로 원전에는 건설단계에서 조밀저장대를 사용 중임.
습식 저장 수조 자체의 크기는 원전 건설단계에서 확정되므로 저장대를 조밀저장대로 교체하더라도 저장용량의 확대는 제한적임. 또한, 습식 저장 수조는 발전을 목적으로 하는 발전소 내 임시저장시설이므로 사용후핵연료를 장기적으로 안전하게 관리하기 위해 서는 궁극적으로 저장 전용 시설인 건식저장시설로 이송
․
저장하는 것이 원칙이라고 할 수 있음.<일반 스테인리스강 사용후핵연료 저장대와 조밀저장대의 비교>
■ 현재 대부분의 원전 운영국가에서는 습식저장과 건식저장을 서로 보완적인 관계로 사용 중임.
즉, 원자로에서 인출된 사용후핵연료를 습식 저장 수조로 옮겨 충분히 냉각될 때까지 보관한 후 사용후핵연료 전용 저장시설인 별도의 건식저장 시설로 이송하여 저장함.
3. 설계기준초과 사고에 대비한 사용후핵연료 저장시설 안전설계 경향
■ 현재 사용후핵연료 저장에 대한 규제 요건은 9.11 테러와 후쿠시마 원전 사고를 계기로 항공기 충돌과 쓰나미 등 기존의 원전 설계에 적용된 사고 기준을 넘어선 강도의 사고(이하 “설계기준 초과 사고”)에도 시설의 안전성을 담보할 수 안전설계를 요구하는 방향으로 정립되고 있음.
현재 사용 중인 습식저장시설 중 설계기준 초과사고가 설계에 반영되지 않은 경우 대안적 조치를 취함. 즉, 설계 기준을 초과하는 지진, 쓰나미, 항공기 충돌 등의 사고 시 수조 냉각 계통의 기능 상실에 대비한 “사용후핵연료저장조 냉각기능 상실시 대책 확보” 개념을 적용함.
- 최신 원전으로 현재 건설 중인 아랍에미리트(UAE)의 바라카 원전(Barakah Nuclear Power Plant)과 신고리 5,6호기부터는 항공기 충돌을 초기 설계 단계에서 반영하여 설계함.
■ 다양하고 새로운 형태의 사고와 자연재해 발생으로 안전에 대한 인식이 변화함에 따라 원전뿐만 아니라 사용후핵연료 저장시설의 설계 요건 또한 지속적으로 강화되고 있으며 유럽과 일본 등은 이러한 사고와 재해 조건을 설계에 반영하여 저장시설을 건설 혹은 운영 중임.
■ 일본
일본 원자력 제위원회는 고준위방사성폐기물 건식저장용기(Cask)의 내구성과 강도 등에 관한 신기준을 정리한 규칙 개정안을 승인하고 운반과 보관의 두 가지 목적으로 사용할 수 있는 겸용 건식저장용기(Dual Purpose Cask)의 사용을 허용하며, Cask에 대한 설계 요건을 충족시키면 각 발전소 운영 주체가 개별적으로 간소화된 절차만으로 건식저장 시설을 설치할 수 있도록 규제 간소화를 추진 중임.
도카이 원전과 후쿠시마 원전은 원전 부지 내에 건식저장시설을 운영 중이고 하마오카 원전과 이카타 원전 등은 원전 부지 내 건식저장시설 구축을 위한 심사를 규제 기관에 신청함.
무츠에 건설 중인 중간저장시설은 항공기 충돌에 대해서도 안전하도록 설계된 금속 Cask를 항공기 충돌이 반영된 저장시설 내에 저장하는 방식을 적용하였으며, 사용후핵 연료를 재처리시설로 수송 운반 전에 임시저장하는 개념으로 중간저장시설의 겸용 Cask를 그대로 운반할 수 있는 효율적 방식을 채택함.
<일본 원전 내 건식저장시설 현황과 무츠 중간저장시설>
무츠
→ 원전내 건식저장시
일본은 산이 많은 자연환경을 고려하여 터널형 중간저장 방식을 연구 중이며, 임. 터널 저장 방식은 국토 면적이 적은 국가에서 부지 확보의 어려움을 해소하고 항공기 충돌 등의 외부 사고나 지진과 같은 자연재해, 그리고 사고로부터 시설을 효율적으로 보호할 수 있는 장점이 있음.
■ 독일
독일은 전체 18개 원전 중 12개 원전의 부지 내에 건식저장시설을 운영 중이며 아하우스 (Ahaus)와 고어레벤(Gorleben)에는 중간저장시설을 운영 중임. 원전 부지 내에 있는 12개의 건식저장시설 중 11개는 저장용 Cask를 옥내 저장하는 방식으로 운영 중이고 1 개는 저장용 Cask를 부지 내 터널에 저장하는 방식으로 운영 중임.
<독일 중간저장시설과 원전 내 건식저장시설>
터널저장
원전내 건식저장
독일은 Ahaus와 Gorleben의 중간저장시설을 먼저 운영하였으나 활용도가 낮아 각 원전 별로 소내 습식 저장 수조의 용량 포화가 임박함에 따라 2002년 정부와 전력회사 간의 상호 합의를 통해 안전성이 강화된 증대된 원전 부지 내의 저장건물에 금속 저장 용기를 저장하는 건식저장 방식을 채택함.
독일은 전투기의 충돌을 고려하여 저장시설을 설계하였으나 9.11 테러 이후 대형 민항 기의 충돌 하중과 및 충돌에 따른 화재 분석을 통해 사고 대비 부족한 시설(충돌용 Concrete Wall과 누출된 항공유 수집 계통)을 보완하고 있음.
<독일 저장시설 항공기 충돌 분석과 시설보완>
■ 미국
미국에서는 별도의 사용후핵연료 저장시설을 사용후핵연료 독립저장시설(ISFSI : Independent Spent Fuel Storage Installation)이라고 함. 미국에는 아직 소외에 건설 된 중앙집중식 사용후핵연료 중간저장시설이 없으며 원전 부지 내에 독립 저장시설을 임시저장시설 형태로 운영하고 있음.
- 미국에 있는 원자력발전소 중 약 66기의 발전소에서 운영 중인 사용후핵연료 임시저장 시설은 원전의 운전 기간이 최대 80년까지 연장되면서 기존의 저장용량을 초과할 위험에 처한 것으로 알려짐. 이에 따라 많은 원전이 습식 저장 수조의 사용후핵연료 저장대를 조밀저장대로 교체하여 저장용량을 확대하고 있으며, 동시에 부지 내에 독립된 건식저장 시설을 추가로 건설하고 있음.
<미국 원전 부지 내 독립저장시설>
습식저장조 독립저장시설
미국의 사용후핵연료 저장관리 정책은 3번의 큰 변화가 있었으며 이에 따라 저장기술 개발 방향과 안전요건 또한 영향을 받음.
- 60년대에서 70년대 초까지는 재처리를 포함하는 사용후연료 재순환 정책 및 폐기물의 심지층처분에 관심이 집중되었고 이 기간에 미국 내에서는 많은 발전소가 건설되고 사용 후핵연료는 원전별 습식 저장 수조 내에서 물리적 배치 간격을 넓게 하여 임계도를 제어 하는 방식으로 습식 저장되었음.
<저장방식 해외 경향4)>
Option Year
1950 1960 1970 1980 1990 2000
WET Most of the AR and AFR pools
DRY ∙Vault(1971, Wylfa)
∙Concrete Silo(1977, Whiteshell)
∙Metal Casks(1986, Surry)
∙Gorleben(CASTOR)
∙Concrete Casks (1992, Surry)
- 첫 번째 변화는 1976년 공식적으로 사용후핵연료 재처리 정책을 포기한 이후에 등장함.
산업계에서는 임계도 제어를 위해 배치 간격뿐만 아니라 중성자 흡수체를 채택한 조밀저 장대를 사용하여 습식 저장 수조에 저장된 사용후핵연료의 저장 간격을 줄여서 저장밀도를 증가시킨 조밀저장대를 개발하고 설치를 시작함.
4) Costing of Spent Nuclear Fuel Storage, IAEA NF-T-3.5
- 두 번째 변화는 1982년에 나타남. 핵폐기물정책법에 의해 에너지부(DOE)가 영구 처분장 부지를 개발하고, 1998년까지 발전소에서 발생하는 연료를 저장할 수 있는 MRS(Monitored Retrievable Storage : 회수 가능한 사용후핵연료 감시 저장시설)를 개발할 것을 위임 받았으나 정부 주도 사업이 부진해지자 각 원전에서는 조밀저장대를 이용한 습식 저장 방식을 계속 유지하면서 동시에 원전 부지 내 건식저장이 유력한 대안이 될 수 있다는 인식이 형성되기 시작함. 건식저장은 초기에 버지니아 전력회사(Virginia Power)를 중심 으로 금속 저장용기에 비중을 두었으나 금속 저장용기의 초기 투자비가 과다한 단점을 보완하기 위하여 콘크리트 저장용기도 개발이 시작됨.
- 세 번째 변화는 DOE가 MRS를 1998년까지 개발하고 2010년까지 건설하기로 하였으나 부지 확보 문제로 중단되고 이의 타개책으로 버지니아 전력회사가 처음 제기한 캐니스터에 기반한 저장 시스템(Canister-Based System)인 다목적 캐니스터(MPC, Multi-Purpose Canister) 방식을 개발하고 MPC를 기본으로 한 운반․저장 겸용 저장용기가 개발됨.
- 2001년 9.11테러 이후 각 원전 부지 내에 저장된 사용후핵연료의 안전성에 대한 우려가 증가하게 되어 규제 기관인 NRC에서는 원전별 건식저장시설에 대한 보안과 안전성의 결함을 보완하기 위해 강화된 원전 부지 내 저장(Hardened On-Site Storage)에 대한 검토를 진행하고 향후 건설되는 저장시설에 적용을 요구함.
현재 미국 원전 부지에 설치되는 건식저장용기들은 대형 민항기의 충돌 하중과 항공유에 의한 화재 사고에 대해서도 안전성이 확보되어야 하는 수준으로 설계 요건이 강화됨.
4. 국내 사용후핵연료 저장시설의 안전설계 방향
■ 사용후핵연료 저장시설의 가장 핵심적인 설계 목표는 국민의 건강과 환경에 부당한 위해를 유발 하지 않고 사용후핵연료를 안전하게 인수, 취급 및 저장하며 필요하면 회수할 수 있는 기능을 보장하는 것으로 요약할 수 있음.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 저장용기와 저장시설은 사용후핵연료를 저장하고 있는 기간 동안 사용후핵연료를 임계 미만 상태로 유지하고, 잔류 방사성 붕괴에 의해 방출 되는 열을 제거하며, 방사성물질에 대한 격납 기능을 확보하여 작업자 및 일반 국민에 대한 방사선방호를 달성할 수 있도록 설계되어야 함.
■ IAEA와 미국 NRC 등은 이러한 주요 설계 목표에 따라 저장시설과 저장용기의 설계에 고려해야 할 사항들을 제시하고 있으나 우리나라는 사용후핵연료 저장시설과 저장용기에 대한 구체적인 설계 요건 및 성능 기준 등이 확정되어야 하는 상황임.
■ 개인적으로는 이미 안전성이 검증되어 미국, 일본 및 유럽에서 채택하고 있는 건식저장 방식을 선택하되 국내 환경에 맞추어 보완하는 것이 최선이라고 판단함. 이를 위해 다음과 같은 요건들이 충족되어야 할 것으로 보임.
후쿠시마 사고와 9.11 사고 대응 후속 조치 반영 : 강화된 자연재해 대비 설계 기준 설정 및 대형 항공기 충돌 등 대형 사고에 대응하는 설계 요건 적용이 필요할 것으로 보임.
엄격한 중간저장시설 부지 안전성 기준 : 원전보다 장기간 운영함에 따라 지하수 및 기초 지반 등 부지에 대한 기준은 원전보다 엄격하게 적용 될 필요가 있음.
이를 통해 이미 발생한 사용후핵연료의 관리에서 요구하는 장기간 안전성을 보장할 수 있는 기반을 마련할 수 있을 것으로 보임.
■ 또한 사용후핵연료 영구처분시설 건설 기간이 장기간이 소요될 가능성을 고려하여, 설계 목표 및 요건이 설정되어야 함. 또한, 장기간 저장시설을 운영할 수 있는 운영기준도 사전에 수립하여 이에 필요한 기술을 사전에 확보하여야 할 것으로 보임.
<원전시설 적용 기준>
∙산업통상자원부, “사용후핵연료 이야기”, 2016
∙사용후핵연료 관리정책 재검토위원회 “사용후핵연료 관리정책 의견수렴 숙의자료집”, 2020
∙Costing of Spent Nuclear Fuel Storage, IAEA NF-T-3.5 참고문헌
세계
world주요단신
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IEA, 2030년 전 세계 원전 발전량 증가와 설비 비중 축소 전망
International Energy Agency, 2020.10.19.
■ 2020년 10월 19일 International Energy Agency(이하 “IEA”)에서 발간한 세계에너지전망 2020 에 따르면, 2021년까지 코로나-19 사태가 진정되고 경제상황이 코로나-19 이전으로 회복될 경우 2030년 전 세계 원자력의 발전량은 2020년 대비 15% 정도 증가하나, 설비 비중은 소폭 감소할 것으로 예측함.
※ 세계에너지전망(World Energy Outlook)은 매년 IEA에서 발간되는 보고서로써 전 세계 에너지 소비·공급 구조의 변화에 대한 포괄적인 전망을 제공함.
2019년 현재 원자력은 전 세계 발전량의 10%를 공급하며, 후쿠시마 원전 사고 이전인 2010년보다도 높은 수준을 기록했으나, 2020년에는 코로나-19의 여파로 125 TWh까지 감소할 것으로 예상함. 2021년에 코로나-19 사태가 완전히 해결된다면, 2023년 경에는 코로나-19 사태 발생 이전의 발전량을 회복할 것으로 예측함.
■ IEA는 2030년 개발도상국의 원자력 발전량은 2019년 대비 2/3, 발전 설비 비중은 약 6% 증가 하고, 선진국에서는 2030년까지 원전 용량이 70GW 감소할 것으로 분석함.
개발도상국의 원자력 발전 용량은 2019년 110GW에서 2030년 180GW까지 증가할 것으로 예상함.
- 해당 지역에서는 2020년 현재 총 42GW 용량의 신규 원전이 건설 중임. 특히 중국은 현재 48기의 원자로를 운영하며, 11기를 건설 중이며, 2030년에는 미국과 유럽보다 더 많은 원전을 운영할 것으로 예상함
선진국에서는 핀란드, 프랑스, 일본, 한국, 슬로베키아, 터키, 영국과 미국에 총 20GW 규모의 신규 원전이 건설중이나, 유럽을 중심으로 2030년까지 70GW의 설비가 감소할 것으로 예상함.
- 일본의 원전 규모는 2019년 기준 33GW에서 2030년 30GW까지 감소할 것으로 예측함.
■ IEA는 현재 원자로 관련 기술은 안전성 강화 이상을 목표로 지속적으로 발전하고 있다고 평가 하며, 소형모듈형원자로(SMR)는 대용량 원자로의 약점을 대체할 수 있는 대안으로써 받아들여 지고 있다고 분석함.
보고서는 SMR은 대형 원전에 비해 소규모 선행자본 투자, 간소화된 건설 과정, 표준화 및 산업화를 통한 비용 감소 등을 이유로 신규 원전을 고려하는 국가들이 이에 대해 긍정적 으로 고려하고 있다고 분석하며, 2035년까지 약 20GW 규모의 잠재적 시장규모를 예상 함.
또한, 원자력은 계통의 유연성을 제공하고 화석연료에 대한 의존도를 약화시킨다는 측면 에서 전력 안보에 기여하고 있다고 IEA는 평가함.
북미
North America주요단신
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미국, 루마니아와 원전 건설 · 설비개선 협약 추진
Romania Insider. Balkan Insight. 2020.10.09., Reuters. 2020.10.10., Serbia-Energy. 2020.10.12.
■ 1983년 Cernavoda 원전 건설을 시작한 루마니아는 1
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2호기의 상업 운전을 1996년과 2007년 시작함.루마니아는 Cernavoda 4호기까지 건설을 시작하였으나, 1989년 니콜라에 차우셰스쿠 정권 붕괴 이후 3·4호기의 건설이 중단됨.
이후 루마니아는 2002년부터 ArcelorMittal, RWE 등 6개 기업과의 협력을 통해 Cernavoda 3·4호기 완공을 추진하였으나, 이들 기업은 원전 건설의 사업성이 불투명 하다며 2010년 원전 건설 사업에서 철수함.
루마니아는 2014년 중국 CGN을 Cernavoda 3·4호기 건설 사업자로 선정하고 2019년 CGN과 예비투자자협정을 체결함.
- 그러나 루마니아는 CGN과의 원전 건설 사업이 진전을 보이지 않는다며 2020년 1월 협정을 철회함.
■ 루마니아 경제부는 미 에너지부와 2020년 10월 9일 Cernavoda 3
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4호기 건설 및 1호기 설비 개선 협력을 위한 정부 간 협약에 가서명함.같은 날 루마니아 경제부는 미 수출입은행과 Cernavoda 원전 건설 재원 70억 달러 조 달에 대한 양해각서를 체결함.
- Cernavoda 원전 건설 및 설비개선에는 약 80억 달러가 들 전망이며, 루마니아는 2030년 까지 Cernavoda 3·4호기를 완공하고자 함.
- 2019년 루마니아는 미국과 민간 원자력 협력에 대한 양해각서를 체결한 바 있음.
■ Cernavoda 원전 건설 및 설비개선은 미국 건설회사 AECOM 주도로 진행되며, 루마니아
·
캐나다·
프랑스 기업이 참여함.AECOM은 스페인, 이탈리아, 대만 등 여러 국가의 원전 건설과 시공을 담당한 바 있으며, 미국 Watts Bar 1호기 건설에도 참여한 바 있음.
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미국, 4세대 원자로 실증로 개발에 1억 6천만 달러 투자
DOE. 2020.10.13., The Seattle Times. WNN. 2020.10.14.
■ 미 에너지부는 차세대 원자로 실증 프로그램(Advanced Reactor Demonstration Program, ARDP) 기금지원 대상으로 TerraPower와 X-Energy를 선정함.
에너지부는 선정된 두 기업에 각각 8천만 달러를 지원하며, 이들 기업은 7년 내로 가동이 가능한 실증로를 건설해야 함.
- ARDP는 미국 기업의 차세대 원자로 실증로 개발을 돕기 위한 정책임.
- 에너지부는 7년 내로 에너지부와 비용을 50:50으로 분담해 차세대 실증로를 건설할 역량이 있는 기업을 지원 대상으로 선정했다고 밝힘.
- 에너지부는 7년간 이들 기업에 최대 32억 달러를 지원할 예정임.
■ TerraPower는 350MW급 소듐 냉각 고속로 Natrium의 실증로를 건설하게 됨.
TerraPower의 소듐 냉각 고속로에는 용융염 에너지 저장 설비가 포함되어 있어 용융 염에 저장된 열로 발전량을 최대 5시간 동안 500MW까지 높일 수 있음.
- 용융염 에너지 저장 설비는 고온의 열을 저장할 수 있음.
TerraPower는 GE Hitachi, Bechtel과 컨소시엄을 구성해 Natrium을 개발함.
- TerraPower는 Natrium의 건설비용은 약 10억 달러라고 밝힘.
■ X-Energy는 자사의 고온 가스 냉각로 Xe-100을 토대로 한 80MW급 고온 가스 냉각로 실증로 4기를 건설하게 됨.
X-Energy의 고온 가스 냉각로는 유연한 전력 발전 및 담수화, 수소 생산 등을 위한 산업용 열 공급이 가능함.
- X-Energy는 자사의 고온 가스 냉각로는 크기가 작은 모듈러 방식으로 건설비용이 낮으며, 부지에 최대 8기까지 건설이 가능하다고 밝힘.
X-Energy의 Xe-100은 현재 캐나다 원자력안전위원회의 설계심사를 받고 있음.
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캐나다, SMR 상용화 지원
Government of Canada. CBC. 2020.10.15., WNN. 2018.10.17. 2020.10.16.
■ 캐나다 혁신과학경제개발부(Ministry of Innovation, Science and Industry)는 Terrestrial Energy의 소형 모듈 원자로(SMR) 개발 촉진을 위해 2,000만 캐나다 달러의 투자를 발표함.
Terrestrial Energy는 모듈 형태의 일체형 용융염 원자로(Integral Molten Salt Reactor, IMSR)를 개발 중인 기업임.
투자금은 Terrestrial Energy가 개발 중인 SMR이 캐나다 원자력안전위원회(CNSC)의 인허가를 확보하는데 필요한 사업에 쓰일 예정임.
- IMSR은 CNSC의 사전인허가 공급자 설계 검토(Pre-Licensing Vendor Design Review) 1단계를 2018년 통과함.
사전인허가 공급자 설계 검토란 사업자의 요청에 따라 CNSC가 원자로 설계를 평가하는 선택적 서비스로, 신규 원전 건설에 대한 의무 사항이 아님.
- 사전인허가 공급자 설계 검토의 목적은 해당 원자로 설계가 캐나다 원자력안전위원회의 규제 요건을 충족하는지 여부를 검증하는 것임.
- 사전인허가 공급자 설계 검토는 총 3단계로 구성되어 있으며, 2단계를 마친 사업자는 CNSC에 원자로 건설 면허 신청 시 기술 검토에 드는 시간을 절약할 수 있음.
■ 모듈당 열출력 400MW, 발전용량 194MW인 Terrestrial Energy의 IMSR은 미 에너지부 오크 릿지 국립 연구소에서 연구된 용융염 원자로 기술을 토대로 개발됨.
용융염 원자로는 용융된 불화염 또는 염화염에 용해된 핵연료를 연료와 냉각재로 사용해 냉각재 상실사고의 위험이 배제됨.
- 또한, 열 생산이 가능해 수소 생산에도 활용될 수 있음.
Terrestrail Energy는 IMSR은 공장에서 대량 생산되며 트럭 또는 레일로 운송이 용이해 4년 내로 완공이 가능하다고 주장함.
Terrestrial Energy는 2020년 말까지 IMSR의 상업가동을 목표로 함.
남미
South America주요단신
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웨스팅하우스, 브라질 Angra 1호기 계속 운전 사업 참여
Nucnet. 2020.10.06., Nuclear Engineering International. 2020.10.08.
■ 브라질은 2024년 가동면허가 만료되는 Angra 1호기를 2044년까지 계속 운전하고자 함.
1985년 상업 운전을 시작한 609MW급 PWR Angra 1호기는 Westinghouse의 원자로를 사용함.
브라질 국영 원자력기업 Eletronuclear는 Angra 1호기의 계속 운전을 위해 원전의 설계 평가, 계통 시험, 발전소 계통 업그레이드 작업을 시행하고자 함.
- 브라질은 이들 작업을 2030년까지 단계적으로 추진하고자 하며, 비용은 약 2억 3천만 달 러가 들 전망임.
미국 Westinghouse는 2020년 10월 5일 Eletronuclear와 Angra 1호기 계속 운전 사업 계약을 체결, 원전 계속운전 사업을 지원하게 됨.
■ Eletronuclear는 Angra 1호기 계속 운전을 위한 준비 작업을 대부분 마침.
2004년과 2014년에는 Angra 1호기의 주기적 안전성 평가를 진행함.
2009년에는 원전의 증기발생기를 교체하였으며, 2013년에는 원자로 압력용기의 상부 덮개(Closure Head)를 교체하였고 2017년에는 주 변압기를 교체함.
2019년에는 압력용기 노즐의 기계적 응력을 개선함.
- Eletronuclear는 IAEA 및 미국의 기준을 준수하며 준비 작업을 진행했다고 밝힘.
유럽
Europe주요단신
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폴란드, 미국과 신규원전 개발을 포함한 원자력협정 체결
S&P Global, Nucnet, World Nuclear News, 2020.10.20.
■ 2020년 10월 19일 폴란드는 미국과 자국의 원자력 프로그램 개발을 위한 정부간 협력협정을 체결함.
지난 6월 25일 워싱턴 DC에서 열린 양국 정상 회담 후 가까운 시일 내에 폴란드 원자력 발전에 관한 협정을 체결할 것이라고 발표한 바 있음.
- 당시 트럼프 대통령은 폴란드가 미국 기업으로부터 원자력 기술을 구매할 것이라고 언급함.
이번 협정을 통해 미국과 폴란드는 향후 18개월간 폴란드의 원자력 프로그램 개발을 위한 미국 원자력 기업의 설계 작업(선행주기 엔지니어링 설계 연구 및 장비 공급)과 자금조달 방안에 대한 공동 보고서를 작성할 계획임.
- 댄 브룰렛 미 에너지부 장관은 폴란드가 미국 원자력 공급업체인 Westinghouse, 미국 엔지니어링 회사인 Bechtel, 미국 전력회사인 Southern Company로부터 180억 달러의 원자력 기술 및 엔지니어링 서비스를 구매하기로 합의했다고 발표함.
미 에너지부는 이번 협정을 통해 기업 차원에서 뿐만 아니라 정부 차원(규제 체계, 연구 및 훈련, 공급망, 대중 인식 제고, 유럽 프로젝트에 대한 공동 협력 등)에서도 협력이 이루어질 예정이라고 밝힘.
- 브룰렛 장관은 청정에너지원인 원자력이 폴란드에 에너지 안정성과 다양성을 제공할 수 있다고 발언함.
피오트르 나임스키 폴란드 전략 에너지 인프라부 장관은 이번 협력이 청정에너지와 에너지 공급 안정성 확보 차원을 넘어 지정학적 안보, 장기적인 경제성장, 기술 발전, 신규 산업 부문 개발 등 포괄적인 영역을 포함하고 있다고 언급함.
■ 폴란드는 3세대 또는 3세대+ PWR 기반의 6~9GW 규모의 신규 원전을 계획 중임.
폴란드는 현재 발전량의 75%를 담당하는 석탄화력발전과 러시아산 석유, 가스에 대한 의존도를 줄이기 위해 2033년까지 첫 원전(1개 호기)의 건설을 계획하고 있음.
지난 9월 폴란드는 에너지정책(PEP2040) 개정안을 통해 향후 20년간 6개의 원전(총 6~9GW)을 건설하는 데 340억 유로를 투입한다는 계획을 확정함.
- 폴란드는 PEP2040 개정안에서 자국 설비용량의 절반 이상을 탄소 순배출 제로 전원(해상 풍력 및 원자력 포함)으로 구성할 것을 명시함.
1~1.6GW 규모로 예상되는 폴란드 첫 원전은 2033년에 가동을 시작하고, 나머지 5기는 2043년까지 가동될 계획임.
- 폴란드 첫 원전의 일반 계약자 선정은 2022년, 건설승인은 2025년, 착공은 2026년, 상업 운전은 2033년으로 예정됨.
- 이후 2호기는 2035년, 3호기는 2037년, 4호기는 2039년, 5호기는 2041년, 6호기는 2043년에 상업운전을 개시할 것으로 전망됨.
폴란드는 2021년 공동 투자자를 선정해 자국 원전 건설을 담당하는 특수목적법인(SPC)의 51%의 지분을 보유하고 공동 투자자가 나머지 49%를 보유하는 방안을 계획하고 있음.
지난 10월 폴란드 정부는 국영전력기업 PGE의 자회사인 PGE EJ1※를 매입하는 의향서를 PGE와 체결함.
※ PGE EJ1은 2014년부터 최초 원전 건설을 담당하고 있으며, 환경 및 부지 선정 평가 작업을 진행해 왔음.
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불가리아, 미국과 Kozloduy 7호기 증설 계획 논의 예정
Nucnet, Nuclear Engineering International 2020.10.15.
■ 2020년 10월 14일 불가리아 정부는 국영 에너지기업 Bulgarian Energy Holding(BEH)에 미국 원자로 공급업체(소형모듈원자로(SMR) 공급업체 포함)와 Kozloduy 7호기 건설 타당성 조사를 위한 사전 논의를 시작하도록 권한을 부여함.
양국의 논의 결과는 2021년 1월 31일에 발표될 예정임.
테멘츠카 페트코바 에너지부 장관은 Kozloduy 7호기 건설이 에너지 공급 안정성과 온실 가스 배출 감소를 위한 것이라고 언급함.
2012년 불가리아는 Kozloduy 7호기 프로젝트 건설 방안을 논의하고 미국 웨스팅하우 스의 AP-1000을 신규 원자로 노형으로 선정하였지만, 2015년 자금 부족과 낮은 전력 수요로 7호기 건설을 보류한 바 있음.
- 2014년 웨스팅하우스는 불가리아 3개 기업(Bulgarian Energy Holding EAD, Kozloduy NPP plc, Kozloduy NPP-New Builds plc)과 주주간 계약(shareholder agreement)을 체결했지만, 다음해 주주간 계약이 기간 만료로 무효가 되었음을 밝힘.
■ 한편, 페트코바 에너지부 장관은 Kozloduy 7호기 증설과 관계없이 Belene 원전 프로젝트를 진행한다는 입장을 표명함.
2018년 불가리아는 2012년에 철회된 Belene 원전 프로젝트를 재개한 후 2019년 5월 투자자
․
건설 업체를 모집하고, 2019년 12월 전략적 투자자 후보와 기기 공급업체 후보를 선정함.- 불가리아 에너지부는 원자력 시설 건설·투자 경험과 재정 능력을 바탕으로 전략적 투자자 후보 3개 업체(러시아 Rosatom, 중국 CNNC, 한국수력원자력)와 기기 공급업체 후보 2개 업체(프랑스 Framatome, 미국 GE)를 선정함.
- 불가리아는 미국․EU의 대러 에너지 의존도 감축 압력, 외국인 투자자 모색 실패로 2012년 Belene 원전 프로젝트를 철회했으며, 그 대가로 2017년 6월 Rosatom에 6억 유로의 보상 금을 지불하고 러시아제 원자로 부품을 회수한 후 프로젝트 민영화 방안을 모색해옴.
현재 코로나-19로 인해 전략적 투자자 최종 선정이 지연되고 있는 것으로 알려짐.
■ 불가리아는 총 6기의 원자로(Kozloduy1~6호기)를 운영했지만 1999년 11월 EU 가입 조건으로 Kozloduy 1~4호기를 폐쇄함.
- 2002년에 Kozloduy1·2호기가, 2006년에는 Kozloduy 3·4호기가 영구 정지되어 해체가 진행 중임.
- 2020년 Kozloduy 5,6호기(VVER-1000)를 가동해 전체 전력 3분의 1을 공급 중임.
<불가리아 Kozloduy 원전 현황>
원전 상태 노형 용량(MW) 운전개시일 폐쇄
Kozloduy 1호기
폐쇄
PWR 405 1974.07.24. 2002.12.
Kozloduy 2호기 PWR 405 1975.08.24. 2002.12.
Kozloduy 3호기 PWR 405 1980.12.17. 2006.12.
Kozloduy 4호기 PWR 405 1982.05.17. 2006.12.
Kozloduy 5호기 운영 중 PWR 963 1987.11.29. 2047(예정) Kozloduy 6호기 운영 중 PWR 1,003 1991.08.02. 2051(예정)
Kozloduy 7호기 건설 보류 미정 1,200 - -
Belene 1호기 건설 계획 미정 1,000 - -
Belene 2호기 건설 계획 미정 1,000 - -
자료 : World Nuclear Association
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벨기에, 새 연립 정부에서도 단계적 원전 폐쇄 정책 유지
European Commission 2020.09.21.,Nucnet 2020.09.28, World Nuclear News 2020.09.29., HLN 2020.10.02.
■ 9월 30일 출범한 벨기에 새 연립 정부는 2025년까지 단계적으로 원전을 폐쇄할 계획이나, 전력 공급 안정성에 문제가 발생할 경우 폐쇄 일정을 조정할 가능성도 열어둠.
벨기에는 가동 중인 총 7기의 원자로를 2022년부터 2025년까지 폐쇄할 계획이며, 이는 2018년 3월 이전 정부에 의해 재확인됨.
- 벨기에 단계적 원전 폐지법(Nuclear Phase-out Act)은 자국 원전의 최대 발전 기간을 명시함. 이에 따라 Doel 1,2호기와 Tihange 1호기는 총 50년, 기타 원자로는 40년까지 운영이 가능함.
지난 9월 30일에 출범한 새 연립 정부※는 원전 폐쇄를 공약으로 내세웠지만, 전력 공급 안정성에 차질이 발생할 경우를 대비해 2GW의 원전 폐지를 유보할 계획임.
※ 총 7개의 정당(자유당(Open VLD), 프랑스어권 자유당(MR), 사회당(PS), 네덜란드어권 사회당(SP.A), 녹색당(Green), 생태당(Ecolo), 기독민주당(CD &V))이 새 연립 정부를 구성함.
- 이는 Doel 4호기와 Tihange 3호기가 계속운전을 통해 2025년 이후에도 운영이 가능함을 의미함.
새 연립 정부는 원전 폐쇄에 따른 전력 공급 안정성과 전력 가격에 대한 영향을 분석한
‘전력 공급 타당성 보고서’(2021년 11월 발간 예정)를 토대로 2025년까지의 단계적 원전
폐쇄 여부를 최종 결정할 예정임.■ 한편, 원전운영사인 Engie Electrabel은 Doel 4호기와 Tihange 3호기의 계속운전을 위해서는 행정적
․
기술적 준비가 필요하기 때문에 정부가 올해 말까지 해당 원전에 대한 계속운전 여부를 결정해야한다고 주장함.Engie Electrabel에 따르면 계속운전을 위해 필요한 핵연료 주문과 관련 작업에 30개월
~ 36개월이 소요됨.
Engie Electrabel은 계속운전에 앞서 단계적 원전 폐지법 개정안을 늦어도 2022년 중반에 제정해야 한다고 강조하며, 적절한 법적 체계 없이는 계속운전을 위해 필요한 10억 유로를 투자하지 않는다는 입장을 표명함.
원전 노형 용량(MW) 상업 운전 가동 중단(예정)
Doel 1호기 PWR 433 1974 2025
Doel 2호기 PWR 433 1975 2025
Doel 3호기 PWR 1,006 1982 2022
Doel 4호기 PWR 1,047 1985 2025
Tihange 1호기 PWR 962 1975 2025
Tihange 2호기 PWR 1,008 1982 2023
Tihange 3호기 PWR 1,054 1985 2025
<벨기에 원전 운영 현황>
자료 : World Nuclear Association
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러시아, 원자력 발전 비중 25%로 확대 계획
Nucnet 2020.10.06. / 16 0
■ 러시아 국영기업 Rosatom은 중장기 에너지 정책 (2030년대~2040년대 대상)으로 원자력 발 전 비중을 기존 20%에서 25%로 확대할 계획임.
러시아는 2020년 10월 기준 총 38기의 원자로(총 발전용량 28,437MW)를 가동하고 있 으며, Leningrad II 2호기, Kursk II 1․2호기, Baltic 1호기의 총 4기의 신규 원전 (4,903MW)을 건설하고 있음.
- 2019년 러시아에서 원전은 208TWh의 전력을 공급하였으며, 전체 발전량 중 19.7%를 차지함.5)
블라디미르 푸틴 러시아 대통령은 원자력 발전 비중의 확대를 계획하고 있고, Rosatom은 신규 원자력 용량 규모와 건설 진행 여부가 구체적으로 논의되어야 한다는 입장임.
5) IAEA PRIS, 2020
■ 러시아는 신규 원전 시장과의 유대관계 형성 및 강화를 통해 수출을 추진함.
Rosatom은 해외 수주 실적은 36건이며 대부분 신규 원전 시장을 대상으로 함. 수주 규모는 향후 10년 간 약 1,300억 달러에 달함.
- Rosatom은 핀란드(Hanhikivi 원전), 벨라루스(Ostrovets 원전), 인도(Kudankulam 원전), 헝가리 (Paks 원전), 터키(Akkuy 원전), 방글라데시(Rooppur 원전), 중국(Tianwan 및 Xudabao 원전), 이집트(El Dabaa)에서 8기를 건설 중이며, 향후 추가로 11기를 건설할 계획임.
Rosatom은 원전 수출을 위해 BOO(Build-Own-Operate)방식※, 패키지 수출 방식 (deal sweetener)을 활용함.
※ BOO방식-민간투자유치 방식의 하나로, 민간 사업자가 건설, 소유, 운영을 담당해 투자비를 회수하는 방식
- 러시아는 차관을 제공해 200억 달러 규모의 터키 Akkuyu 원전을 건설 중임. 그 대가로 원전 운영을 통한 전력 판매로 인한 투자 수익을 보전함.
- 러시아는 상대국에 원전 건설 시 60년 유지 보수 계약과 우라늄 공급 계약 등의 패키지를 제공함.
최근 Rosatom는 아프리카 원자력 산업 진출을 적극 모색하고 있는 것으로 알려짐.
- 2020년 9월 러시아는 아프리카 원자력위원회(African Commission on Nuclear Energy)와 협력협정을 체결해 다양한 원자력 프로젝트를 통해 아프리카 국가들을 지원할 계획임.
- 최근 Rosatom과 수단 정부는 Akademik Lomonosov※와 같은 부유식 원전 건설 가능성에 대한 논의를 시작함.
※ 2019년 러시아는 원거리 지역에 열과 전력을 공급하고 천연자원 개발을 지원하고자 원자력 쇄빙선 기술을 적용한 SMR이 탑재된 부유식 원전인 Akademik Lomonosov를 가동함.
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우크라이나, Khmelnitsky 3 ․ 4호기 건설 재개 임박
World Nuclear News 2020.10.05., Nuclear Engineering International 2020.10.06.
■ 지난 10월 1일 원전운영사 Energoatom은 Khmelnitsky 프로젝트를 검토 중인 실무 그룹이 지난 9월 22일부터 일주일간 현장 실사를 완료한 후, Khmelnitsky 3
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4 호기의 건설 부지 상태가 양호하다는 결론을 내렸다고 밝힘.Khmelnitski 원전 3
․
4호기(VVER-1000)는 각각 1985년 9월, 1986년 6월에 착공하였 으나, 1986년 체르노빌 원전 사고로 정부가 1990년 건설 중단을 결정함. 당시 진행률은 3 호기가 75%, 4호기가 28% 였음.실무 그룹에는 러시아 기업인 Atomenergomash, Atompribor, JSC KIEP와 우크라이나 기업인 Energoatom, CJSC Yuzhenergostroy 소속 전문가가 포함됨.
- 러시아 로사톰 자회사인 Atomenergomash는 엔지니어링 회사로 원자력 부품의 설계, 제조, 공급을 담당함. Atompribor는 러시아 정밀 기계 제조업체이며, JSC KIEP는 러시아 원자력 기술 개발 업체임. CJSC Yuzhenergostroy는 방사성폐기물 처분 관련 우크라이나 컨설팅 업체임.
- 실무 그룹은 건설 담당 조직 및 임시 도로 배치를 제안하고, 신규 엔지니어링 네트워크 구축 필요성 여부도 평가함.
Energoatom은 Khmelnitsky 3
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4호기 완공 시 연간 발전량은 160억 kWh을 전망함.또한 3
․
4호기의 완공 비용으로 총 28억 달러가 예상됨.■ 볼로디미르 젤렌스키 우크라이나 대통령은 원자력 비중 확대를 지지하고 있음.
지난 9월 22일 젤렌스키 대통령은 내각이 Khmelnitsky 3
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4호기의 배치, 설계, 건설에 관한 법안을 2개월 내로 의회에 제출하도록 하는 대통령령을 발령함.- Khmelnitsky 3․4호기에 관한 대통령령은 우크라이나 에너지 전략(2035년)의 일환으로 장기 원자력 개발 프로그램 마련을 골자로 함.
Energoatom은 2035년까지 전원 구성에서 원자력 비중을 기존 56% 대비 70%로 확대 하기 원한다고 밝힘.
우크라이나는 15기의 원자로를 가동 중이며, 전체 전력의 약 절반을 원전이 공급함.
- Energoatom는 총 13,835MW 규모의 15기의 원자로를 4개의 원전부지(Khmelnitsky, Rovno, South Ukraine, Zaporozhe)에서 가동 중임.
<우크라이나 Khmelnitsky 3․4호기 건설 추진 현황>
구분 내용
1985. 09. Khmelnitsky 3호기 착공 1986. 06. Khmelnitsky 4호기 착공
2010. 06. 우크라이나 정부, Khmelnitski 3․4호기 건설 재개 위해 러시아와 정부간 협정 체결
2011. 02. Energoatom, Rosatom 자회사인 AtomStroyExport와 Khmelnytsky 원전 3․4호기 건설 협정 체결 2014.10. Energoatom, 체코 엔지니어링 기업 Škoda JS와 협력 협정 체결
2015. 07. 우크라이나 정부, 신규 원전 건설공사에 따른 의무 불이행 이유로 러시아와 건설 협정 파기 2018. 08. 우크라이나 정부, Khmelnitsky 3․4호기 완공을 위한 타당성 조사 승인
2020. 09. Energoatom, 웨스팅하우스 Khmelnitsky 3․4호기 완공 지원 의사 표명 발표 자료 : 세계 원전시장 인사이트 각 호 참고
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스웨덴, 사용후핵연료 최종처분시설 부지 사실상 확정
Nuclear Engineering International 2020.10.15.
■ 2020년 10월 14일 스웨덴 방사성폐기물 관리 전담업체인 SKB는 성명서를 통해
Ö
sthammar 시가 Forsmark 지역에 사용후핵연료 최종처분시설을 건설하는 계획안을 승인했다고 발표함.Östhammar 시 의회는 지난 10월 30일 사용후핵연료 최종처분시설 수용 여부를 두고
투표를 실시해 찬성 38명, 반대 7명, 기각 3명이라는 결과를 도출했다고 밝힘.SKB는 Östhammar 시의 승인에 따라 스웨덴 정부의 최종 결정만이 남아있다고 밝힘.
- 스웨덴 정부는 SSM과 스톡홀름 토지 및 환경 법원의 평가를 기반으로 최종 결정을 내릴 예정임.
■ 사용후핵연료 최종처분시설은 스웨덴이 추진 중인 대규모 인프라
․
환경 보호 프로젝트 가운데 하나가 될 것으로 전망됨.스웨덴 원전에서 발생하는 사용후핵연료는 원전 내 저장조에 임시 보관되었다가 소외 집중식 사용후핵연료 중간저장시설(Central Interim Storage Facility for Spent Nuclear Fuel, Clab)로 이송되어 최소 30년간 저장됨. 이후 밀봉되어 최종처분시설에 처분될 예정임.
- 사용후핵연료 중간저장시설은 사용후핵연료가 보관된 수송용 저장용기(cask)를 하역하는 지상 건물과 대략 25~30 미터 깊이의 암반에 사용후핵연료를 저장하는 지하 건물로 이루 어짐.
사용후핵연료 최종처분시설은 지하 500미터의 깊이에서 총 12,000톤의 방사성 폐기물을 포함한 6,000개의 저장용기를 보관할 예정임.
해당 시설은 2020년대 초부터 건설될 예정이며, 완공까지 약 10년이 소요될 예정임.
- 투자 규모는 약 22억 달러이며 약 1,500개의 일자리가 창출될 것으로 예상됨.
<스웨덴 사용후핵연료 최종처분시설 건설 추진 현황>
구분 내용
2009.06. SKB, 최종처분시설 부지로 Forsmark 지역 선정
2011. 03.
SKB, 사용후핵연료 최종처분시설 건설 허가 신청서 제출
- SSM과 스톡홀름 토지 및 환경 법원은 각각 스웨덴 원자력 활동법(Nuclear Activities Act)과 환경법(Environmental Code)을 토대로 해당 신청서 검토
2018. 01. SSM, 사용후핵연료 최종처분시설 원자력안전 및 방사선방호 요건에 부합한다고 판단해 정부에 승인 권고
2018. 01. 스톡홀름 토지 및 환경 법원, 방사성폐기물을 저장하는 구리 캡슐 성능에 문제 제기 및 안정성 입증하는 추가 보고서 제출 요청
2019. 04. SKB, 스웨덴 정부에 최종처분시설의 안정성을 입증하는 추가 보고서 제출 2020.10. Östhammar 시, 사용후핵연료 최종처분시설 건설 방안 승인
자료 : 세계 원전시장 인사이트 각 호 참고
아시아
Asia주요단신
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일본 규제위, 이카타 2호기 해체 계획 인가
시코쿠뉴스 2019.04.13., 원자력규제위원회 2020.10.07., 마이니치신문 2020.10.07., 산케이비즈 2020.10.07., 아사히신문 2020.10.08., 시코쿠전력 웹사이트 2020.10.20.검색.
■ 원자력규제위원회는 10월 7일 이카타 2호기(566MW, PWR)의 상세 해체 공정을 포함한 ‘폐지 조치 계획’을 인가함. 이에 따라 이카타원전 운영사인 시코쿠전력은 원전 입지 지역인 에히메현과 이카타정의 동의를 받은 후 2020년도 내 해체 작업에 착수하여 2059년도 해체를 완료할 계획임.
이카타 2호기※는 1982년 가동을 시작하여 2011년 동일본대지진 이후 정지하였으며, 2018년 3월 폐지를 결정해 같은 해 10월 규제위에 폐지 조치 계획 인가를 신청함.
※ 이카타원전은 총 3호기로 구성되며 1, 2호기는 폐지를 결정함. 1호기는 2017년부터 해체 공정 1단계 작업 중이고 3호기는 재가동했지만 2020년 1월 히로시마고등법원의 가동 중지 가처분으로 정지 중임. 현재 시코 쿠전력은 이키타 3호기 가동 재개를 위해 히로시마고법에 이의심을 제기한 상태임.
■ 이카타 2호기 해체 작업은 총 4단계로 진행되며, 총 해체 비용은 396억 엔(약 4,261억 원)으로 전망됨.
1단계에 오염 상황 조사와 사용후핵연료 반출을, 2~4단계에 원자로 격납 용기 주변 설비 해체와 건물 철거를 진행할 예정임.
- 1단계에 반출된 사용후핵연료는 이카타원전 3호기 저장수조와 신설 예정인 건식저장시 설로 이동될 예정임.
- 해체 폐기물 중 저준위 방폐물(L1~L3)※은 2,960t 발생할 것으로 추정되며 이를 최종 처분 할 수 있는 처분장은 아직 결정되지 않음.
※ 일본의 저준위 방폐물은 오염 수준에 따라 L1(상대적 고준위), L2(상대적 저준위), L3(극저준위)로 구분됨.
L1의 경우 심층 처분되며, 한국의 중준위 방폐물에 해당함.
<이카타 2호기 해체 공정>
제1단계 제2단계 제3단계 제4단계
해체 공사 준비 기간 원자로 영역 주변 설비 해체 철거 기간
원자로 영역 설비 등
해체 철거 기간 건물 등 해체 철거 기간 2020 ~ 2029년도 2030~ 2044년도 2045 ~ 2052년도 2053~ 2059년도
연료 반출
안전 저장
핵연료물질 오염 제거
오염 상황 조사 관리 구역 내 설비(원자로 영역 주변) 해체 철거
원자로 영역 설비 해체 철거 건물 등 해체 철거
관리 구역 내 설비(원자로 영역 주변) 해체 철거
방사성폐기물(운전 중 발생한 방사성폐기물과 폐지조치기간 중 발생한 방사성폐기물) 처리처분 자료 : 원자력규제위원회 2020.10.07., ‘시코쿠전력 이카타원전 2호기 폐지 조치 계획 인가에 대해(안)’ 자료를 토대로 편집․작성
<이카타 2호기 해체 시 저준위 방폐물 추정량>
<방사성 고체 폐기물>
・저준위 방폐물의 경우 방사능 수준에 따라 3단계(L1, L2, L3)로 구분해 각 구분에 따라 해체 종료 때까지 폐기 사업자의 폐기 시설에 저장함.
<해체 조치 기간 중 발생하는 방사성 고체 폐기물 추정 발생량>
폐기물 준위 구분 추정 발생량
저준위 방폐물
L1(상대적 고준위) 약 90t
L2(상대적 저준위) 약 880t
L3(극저준위) 약 2.000t
총 약 2,960t
자료 : 시코쿠전력 웹사이트 ‘이카타 2호기 기존 폐지 조치 인가 신청서’ p.60(최종 검색 : 2020.10.20.), ‘이카타원전 2호기 폐지 조치 계획 인가 신청 개요에 대해’ 2019.02.08. p.13 ~ p.14(최종 검색 : 2020.10.20.) 자료를 토대로 편집․작성
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일본 정부, 10월 하순 후쿠시마 제1원전 오염수 처분 방침 결정 예정
세계 원전 인사이트 현안이슈 2019.12.27., 교도통신 2020.07.30., 河北新報 2020.07.31., 산케이비즈 2020.10.05., 시사닷컴뉴스 2020.09.15., 2020.10.15., 도쿄전력 2019.09.27., 2020.09.24., 2020.10.15., 도쿄신문 2020.3.25.,10.15., 마이니치신문 2020.07.31., 2020.09.15., 2020.10.15.~16., 일본경제신문 2020.10.15.~16., 아사히신문 2020.10.16.
■ 마이니치, 아사히신문 등 일본 언론은 일본 정부가 후쿠시마 제1원전에서 정화 처리한 오염수의 처분 방침을 10월 하순 결정할 예정이라고 보도함.
도쿄전력은 방사성 물질 제거 전용 장치인 다핵종제거설비(ALPS) 등을 통하여 후쿠시마 제1원전에서 발생 중인 오염수를 정화해 부지 내 탱크 약 1,044기(123만 t)6)에 보관 중 이며 2022년 여름에는 탱크가 포화될 것이라 전망함.
원전 부지 내 정화 처리 오염수 보관 탱크가 계속 증가하면 보관 장소 포화로 원자로 내 녹아내린 연료 반출 등 중요한 해체 작업에 지장이 발생할 수 있음.
- 후쿠시마 제1원전 2호기의 녹아내린 연료 잔해를 2021년 반출하여 부지 내 보관할 계획 이므로 보관 장소 확보가 시급한 상황임.
2020년 2월 10일 경제산업성 전문가위원회는 정화 처리 오염수를 해양 방류와 수증기 방출을 활용하는 방법이 현실적이라는 보고서를 발표했고 일본 정부는 처분 방법의 최종 결정을 위해 후쿠시마 지자체 수장, 어업관계자 등의 의견을 청취해옴.
- 전문가위원회는 보고서에서 해양 방류와 수증기 방출의 장단점을 제시했고, 해양 방류의 이점으로 국내외 원전에서 시행했던 실적, 방류 설비 취급의 용이성 등을 제시함.
- 마이니치신문은 정부관계자 취재 결과 정부가 해양 방류 방침을 굳혔다고 10월 15일 보도 했으며 일본경제신문, 아사히신문도 해양 방류를 유력시함.
■ 도쿄전력은 현재 탱크에 보관 중인 오염수의 70%가 정부 방출 기준치※를 넘는 방사성 물질을 포함 하지만 재정화할 경우 정부 방출 기준치 이하로 정화가 가능하다고 주장함. 다만, 삼중수소는 화학적으로 수소와 같은 성질을 가져 제거가 불가능하다고 밝힘.
※ 국제방사선방호위원회(ICRP) 권고에 따라 일본 원자력발전소 규제 기준에서는 액체․기체 폐기물에 포함된 방사성물질을 방출할 시, 방사성물질 종류별로 ‘농도 한도’가 정해져 있음. 일본의 가동 중 원전에서 발생하는 삼중수소물은 법정 기준치(1리터당 6만 Bq) 이하면 방출이 가능함.
도쿄전력은 2020년 3월 정화 처리한 오염수의 해양 방류 시 트리튬 농도를 정부 규제 기준의 40분의 1로 희석시켜 방류하겠다는 방침을 밝힘.
6) 2020년 9월 기준. 자료 출처 : 도쿄전력 웹사이트(최종 검색 2020.10.21.)
또한, 정화 처리 오염수에 포함된 트리튬 이외의 방사성물질에 대해 재정화 시 방출 기 준치 이하로 저감 가능함을 증명하고자 9월 15일부터 정화 처리 오염수 일부를 시험적 으로 재정화 중임.
- 10월 15일 도쿄전력은 정부 기준치 약 2,200배의 방사성물질을 포함한 정화 처리 오염수 약 1,000t을 재정화한 결과 주요 방사성물질이 정부 방출 기준치 미만으로 나타났다고 발표함.
<오염수 관련 향후 예정 및 해양방류 예상 절차>
자료 : 일본경제신문 2020.10.16.
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일본 슷쓰정·가모에나이촌 방사성폐기물 최종처분장 부지 조사 신청
세계원전시장인사이트 2020.08.21., 마이니치신문 2020.09.11., 시사닷컴뉴스 2020.09.11., 2020.10.09., 아사히신문 2020.09.11., 2020.10.16., NHK 2020.09.11., 2020.10.15., 일본경제신문 2020.10.10.,10.14., 산케이 신문 2020.10.15., NUMO 웹사이트 최종검색 2020.10.20.
■ 홋카이도 슷쓰정과 가모에나이촌이 각각 10월 9일과 15일 방사성폐기물 최종처분장※ 부지 선정 1단계 조사인 문헌조사 신청을 완료함.
※ 일본 방사성폐기물 최종처분장에는 고준위방폐물과 지층처분이 필요한 저준위 방폐물(일본 방폐물 분류 기준)이 처분될 예정임. 한국 중․저준위 방폐물은 일본의 저준위 방폐물에 포함됨.
슷쓰정은 10월 9일 최종처분사업자인 원자력발전환경정비기구(Nuclear Waste Management Organization of Japan, “NUMO”)에 문헌조사 신청서를 전달했으며, 가모에나이촌은 경제산업성이 10월 9일 제안한 문헌조사에 대해 수락하겠다는 문서를 10월 15일 경제 산업성에 발송했음.
- 문헌 조사는 기초지자체가 NUMO에 조사 신청을 하거나, 정부가 기초지자체에 조사를 제안하고 지자체가 이를 수락하는 방식으로 절차가 진행됨.
-슷쓰정 정장은 지역 산업 발전을 위한 재원이 필요하며, 처분장 부지 조사가 교부금을 받을 수 있는 하나의 수단이라고 밝힘.
- 가모에나이촌 촌장은 조사 수락 문서에서 ① 2단계 개요 조사 시 홋카이도 지사와 촌장의 의견에 반한 조사 추진은 불가, ② 부지 조사에 대한 정확한 정보를 주민에게 제공, ③ 조사 수용에 따른 지역의 이미지 타격 방지를 위한 정부의 대책 수립 등도 요청함.
일본 정부는 2017년 방폐물 최종처분장 건설에 적합한 지역을 제시한
‘
과학적 특성 지도’
를 작성해 발표함. 최종처분사업자 NUMO는 과학적 특성 지도를 토대로 지자체에 설명회를 개최하여 최종처분장 유치를 원하는 지자체를 모집해왔음.- 과학적 특성 지도상 슷쓰정은 적합 지역에 해당되지만 가모에나이촌은 남부 일부를 제외한 거의 전역이 화산과 활성 단층이 존재하거나 지반이 약해 방폐물 최종처분장 부지로 적합 하지 않은 지역으로 분류됨.
■ 최종처분장 후보지로 선정되기 위해서는 약 20년간 3단계에 걸친 조사가 진행되며, 1
․
2단계 에서는 교부금이 지급됨. 중도 철회 가능하며 철회 시 교부금을 반환할 필요가 없음.2년 동안 연간 최대 10억 엔의 교부금이 지급되는 1단계 문헌조사에서는 과거 발생한 재해와 지질 기록을 조사하고, 활단층 유무와 토지 침식 상황을 확인함.
1단계 조사 통과 시 2단계
‘개요 조사’를 약 4년간 진행하며 지층을 파내는 굴착을 시행해
직접 지질과 지하수 등의 상황을 파악함. 2단계에는 연간 최대 20억 엔, 조사기간 중 총 70억 엔 한도의 교부금이 지급됨.3단계
‘정밀 조사’로 14년 동안 진행됨. 실제 굴착한 지층을 정밀하게 분석하고 과거 화산과
지진 활동을 토대로 향후 지층의 안전성과 굴착 대상이 될 수 있는 광물 자원의 유무 등의 결과를 최종적으로 정리함. 이 단계의 교부금은 정해지지 않았음.
■ 향후 NUMO는 슷쓰정과 가모에나이촌의 화산 및 지진 기록, 지층 특성, 지하자원 유무를 포함한 문헌조사계획서를 작성한 후 경제산업성 장관에게 조사 인가를 신청할 예정임.
경제산업성 장관의 인가를 받으면 문헌 조사가 정식으로 시작됨.
<방사성폐기물 최종처분장 부지 1단계 조사 신청 지역>
아사히신문 2020.09.11.
