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SMR 개발: 한국의 미래와 도전

일반 리포트 2025년 01월 05일
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목차

  1. 요약
  2. 국제 SMR 개발 현황
  3. 한국의 SMR 개발 현황
  4. SMR의 기술적 장점 및 안전성
  5. SMR 시장 전망 및 한국의 과제
  6. 결론

1. 요약

  • 본 리포트는 'SMR(소형모듈원자로)'의 국제적 개발 현황과 한국의 경쟁력을 분석합니다. 주요국인 미국, 영국, 중국, 러시아의 SMR 개발 전략을 살펴보고, 한국의 혁신형 SMR 개발 계획과 관련 산업계의 참여 현황을 제시합니다. SMR은 전력 생산뿐만 아니라 다양한 분야에 활용 가능성이 높아, 탄소중립 실현을 위한 중요한 에너지원으로 부상하고 있습니다. 특히 뉴스케일(NuScale)과 같은 선두 기업의 영향력 아래 SMR 기술 발전이 가속화되고 있으며, 2030년까지 상용화가 예상됩니다. SMR의 기술적 장점과 안전성을 강조하며, 한국의 SMR 개발이 경쟁력을 갖추기 위해 해결해야 할 과제와 시장 잠재력을 논의합니다.

2. 국제 SMR 개발 현황

  • 2-1. 미국의 SMR 개발 투자 및 계획

  • 미국에서는 SMR 개발을 위해 정부 차원의 과감한 지원과 민간 투자에 나서고 있습니다. 미국 에너지국은 2012년부터 SMR 기술허가지원 프로그램을 운영하며, 뉴스케일파워를 포함해 4개 기업에게 SMR 개발을 지원하고 있습니다. 뉴스케일은 SMR 설계 인증을 미국 원자력규제위원회(NRC)로부터 최초로 획득하였으며, 아이다호 지역에 SMR 발전소 건설을 계획하고 있습니다.

  • 2-2. 영국의 SMR 상용화 목표

  • 영국은 2035년까지 10기의 SMR을 상용화하겠다는 목표를 설정하고, 이를 위해 롤스로이스를 중심으로 민관 컨소시엄이 개발을 진행하고 있습니다. 영국 정부는 SMR 개발을 위한 기술 상용화를 위해 2억1000만 파운드의 지원 계획을 발표했습니다.

  • 2-3. 중국의 SMR 개발 진행 상황

  • 중국은 SMR 개발을 국가 5개년 계획에 포함시키고 있으며, 2021년 ACP100 모델에 대한 실증 건설 허가를 받았습니다. 이미 2026년 가동을 목표로 SMR 건설에 착수하였으며, SMR을 탄소중립을 위한 중요한 수단으로 인식하고 개발을 가속화하고 있습니다.

  • 2-4. 러시아의 해상부유식 SMR 상용화

  • 러시아는 2020년 5월 세계 최초로 해상 부유식 SMR을 상용화하여 동시베리아의 페벡 시에 전력을 공급하고 있습니다. 2030년까지 야쿠티아 지역에 육상 SMR 건설을 계획하고 있으며, 이를 통해 국내 발전에서 원전 비율을 25%까지 끌어올리겠다는 목표를 세우고 있습니다.

3. 한국의 SMR 개발 현황

  • 3-1. 한국 정부의 SMR 개발 투자 계획

  • 한국 정부는 2020년 12월 제9회 원자력진흥위원회에서 혁신형 SMR 개발에 8년간 약 4000억원을 투자하기 위한 예비타당성 조사를 추진하고 있습니다. 혁신형 SMR은 2028년 표준설계인증을 획득하여 2030년에 상용화를 목표로 하고 있습니다. 이러한 계획은 탄소중립을 위한 중요한 대안으로 SMR의 개발을 강조하고 있습니다.

  • 3-2. 두산에너빌리티 및 SK그룹의 SMR 프로젝트 참여

  • 국내 산업계에서도 SMR 개발에 적극적으로 참여하고 있습니다. 두산에너빌리티는 미국 뉴스케일파워가 추진 중인 10개 이상의 차세대 SMR 프로젝트에 참여하고 있으며, GS에너지와 삼성물산도 뉴스케일파워의 주주로서 차세대 SMR 개발 협력을 추진하고 있습니다. SK그룹은 미국 SMR 설계기업 테라파워에 3000억원 규모의 지분 투자를 결정하며 SMR 사업에 진출하였습니다. 조선업계에서도 한국조선해양이 테라파워에 3000만달러를 투자하고, 삼성중공업이 소형용융염원자로(CMSR)의 파워 바지 개념 설계를 완료하여 인증을 받는 등 활발한 활동이 이루어지고 있습니다.

  • 3-3. 한국 SMR의 상용화 목표 및 도전 과제

  • 한국 SMR의 상용화 목표는 2030년이며, 이를 위해 다양한 도전 과제가 있습니다. 전경련에 따르면 원전 생태계 회복, 인허가 체계 완비, 정책 지원 강화 등이 핵심 과제로 제시되고 있습니다. 한국은 현재 혁신형 SMR 개발을 위한 예비타당성 조사 단계에 있으며, SMR 시장에서는 미국, 영국, 중국 등과의 치열한 경쟁이 예상됩니다. 한국의 SMR 개발이 경쟁력을 갖추기 위해서는 그러한 도전 과제를 해결하는 것이 필수적입니다.

4. SMR의 기술적 장점 및 안전성

  • 4-1. SMR의 구조적 안전성

  • 소형모듈원자로(SMR)는 대형 원전보다 구조 자체가 사고의 위험성을 줄일 수 있다는 평가를 받습니다. 체르노빌과 후쿠시마 등의 사고 발생 이력이 있는 대형 원전과 달리, SMR은 계통 구조를 단순화하여 배관 파손 등으로 인한 사고 염려를 줄이고 있습니다. 또한, 작은 크기로 인해 대형 수조에 원자로를 통째로 담가 놓을 수 있어 사고를 원천적으로 차단할 수 있습니다. 예를 들어, 후쿠시마 원전 사고와 같이 자연재해로 인해 냉각장치가 작동하지 않는 상황에서도, 수조의 물이 냉각수 역할을 하면서 열을 식히는 기능을 하여 안전성을 유지합니다.

  • 4-2. SMR의 다양한 활용 가능성

  • SMR은 전력 생산 외에도 해수 담수화, 수소 생산, 정유 선박 추진용 등 다양한 쓰임새를 가지고 있습니다. 또한, SMR은 송전망이 부족하거나 외딴 지역에 소규모 전력을 공급하기 위해 개발되었습니다. 전기 출력이 300메가와트(MWe) 규모 이하인 SMR은 대형 원전보다 건설 기간이 짧고, 필요한 건설 부지 면적도 상대적으로 작아 활용 가능성이 높습니다.

  • 4-3. SMR과 대형 원전의 비교

  • SMR은 대형 원전보다 안전성이 높고, 건설을 위한 현장 작업 비중이 낮기 때문에 상대적으로 건설 기간이 짧고 경제적인 이점이 있습니다. 대형 원전에서 발생한 방사능 누출 상황을 대비하여 설정되는 비상계획 구역은 SMR의 경우 가로 세로 230m 수준으로 상대적으로 좁습니다. 이러한 점에서 SMR은 노후한 석탄 화력발전소를 대체할 수 있는 모델로 여겨지고 있으며, 세계적으로 약 300여 종이 개발되고 있는 SMR 가운데 미국의 뉴스케일이 선두주자로 꼽힙니다.

5. SMR 시장 전망 및 한국의 과제

  • 5-1. SMR 시장의 성장 잠재력

  • 세계 SMR 시장은 2035년까지 약 630조원 규모로 성장할 것으로 전망되고 있으며, 주요국들은 탄소중립을 달성하기 위한 중요한 수단으로 SMR에 집중하고 있습니다. 미국, 중국, 영국 등 여러 국가가 SMR 개발을 활발히 추진하며, 경제성을 무기로 한 경쟁이 치열하게 전개되고 있습니다. SMR 시장은 2030년부터 본격적으로 상용화될 전망입니다.

  • 5-2. 한국의 SMR 생태계 회복 방안

  • 한국은 혁신형 SMR 개발을 위한 예비타당성 조사를 추진하고 있으며, 향후 8년간 약 4000억원을 투자할 계획입니다. 그러나 현재 SMART의 경우 인허가 체계 미비와 관련 부처 간의 정책 지원 지연으로 상용화에 어려움을 겪고 있습니다. 이를 해결하기 위해 원전 생태계 복원, 인허가 체계 완비 및 정책 지원 강화를 위한 실질적인 방안이 요구됩니다.

  • 5-3. 인허가 체계 및 정책 지원 강화 필요성

  • 한국의 SMR 개발을 위해 인허가 체계와 정책 지원을 강화할 필요가 있습니다. 현재 SMR 개발에 필요한 인허가 절차가 미비하여 10년째 상용화가 이루어지지 않고 있으며, 과거 3년 간 원전 산업 매출액이 27.5조원에서 20.7조원으로 감소하여 전반적인 산업 생태계가 약화되었습니다. 이러한 상황에서 SMR과 원전 활용 확대는 필수적이며, 이를 위해 신속한 인허가 체계 조정이 필요합니다.

결론

  • SMR 시장은 급속도로 성장하면서 각국이 경쟁을 벌이고 있으며, 한국은 이 분야에서 중요한 기술적 기회를 맞이하고 있습니다. 이 리포트는 SMR의 안전성과 경제성을 강조하며, SMR이 탄소중립 목표 달성에 기여할 수 있는 잠재력을 지적합니다. 한국이 SMR 개발을 성공적으로 진행하기 위해서는 원전 생태계의 복원과 인허가 체계 개선, 정책 지원의 강화가 필수적입니다. 특히, 두산에너빌리티와의 협력 및 뉴스케일과의 파트너십은 한국이 국제 SMR 시장에서 경쟁력을 높이는 데 중요한 발판이 될 것입니다. 이러한 노력이 지속된다면, 한국은 앞으로 SMR 기술을 선도하고, 글로벌 에너지 시장에서 탄소중립을 위한 핵심 국가로 자리 잡을 수 있을 것입니다.

용어집

  • SMR(소형모듈원자로) [기술]: 소형모듈원자로(SMR)는 기존 대형 원전보다 작고 안전성이 높은 전력 생산 장치로, 탄소중립을 위한 중요한 에너지원으로 각광받고 있습니다. SMR은 다양한 형태로 활용될 수 있으며, 각국의 에너지 정책에서 핵심적인 역할을 수행할 것으로 기대됩니다.
  • 뉴스케일(NuScale) [기업]: 미국의 소형모듈원자로 개발 기업으로, SMR 설계 인증을 최초로 획득한 기업입니다. 한국의 두산에너빌리티와 전략적 파트너십을 통해 SMR 프로젝트에 참여하고 있으며, 미국 아이다호 국립연구소 내 발전소 건설을 추진하고 있습니다.

출처 문서