[산업경제뉴스 손영남 기자] 지난 4월 28일, 발생한 스페인 대정전 사태는 현대 사회에서 전력 수급의 중요성이 어떤 위치를 차지하는지를 보여준 단적인 사례다. 전기로 가동하는 도시 기반 시설의 순간적인 중지에 사회 전체가 멈추다시피 하는 사상 초유의 사태에서 보듯 전력은 현대 사회를 움직이는 필수불가결한 요소다. 문제는 이런 사태가 앞으로 또 발생하지 않으리라는 법이 없다는 점이다.

도시화의 확대에 이어 AI 활용 증가까지 더해지며 앞으로의 전력 수요는 폭증할 수밖에 없는 형편이다. 이런 상황에서 발생한 스페인 대정전 사태는 기존 전력 수급 방식이 폭발적으로 증가하는 전력 수요에 효율적으로 대처할 수 없음을 시사하고 있다. 벌써부터 이를 우려하는 목소리가 적지 않다. 그간 전력 수급의 절대 강자로 자리해온 화석 연료 활용 방식은 자원 고갈 및 탄소중립 시대의 기조에 밀려 서서히 쇠락하고 있다는 점을 고려해보면 이런 걱정은 단순한 기우에 멈추지 않는다.

그 대안으로 눈을 돌린 것이 재생 에너지를 활용하는 방식이지만 현재까지는 만족할 만큼의 결과를 얻지 못하고 있다. 그나마 현실적인 대안으로 떠오른 것이 원자력 에너지지만 이 역시 ▲건설 비용과 기간 ▲ 제한된 입지 조건 ▲핵폐기물 처리 문제 ▲ 사고 발생 시 치명적 영향 등의 문제로 차세대 에너지원으로서의 자격을 의심받는 상황이다.

이 과정에서 떠오른 것이 바로 소형모듈원전(SMR·Small Modular Reactor)이다. 기존 대형 원전이 지닌 문제점들을 오롯이 극복할 수 있는 구조를 지닌 탓에 차세대 원자로를 넘어 차세대 핵심 에너지원으로까지 평가받고 있는 만큼 많은 국가들이 이의 상용화에 앞다퉈 나서고 있다. 그 결과 미국, 중국, 러시아 등 주요국들은 초기에 SMR 개발을 선도하며 상용화를 목전에 두고 있는 실정이지만 안타깝게도 한국은 출발부터 멀찌감치 뒤처져 있어 적잖이 우려를 낳고 있다. 

◆ 에너지 시장의 게임체인저로 주목받는 이유

기존 대용량 발전 원자로에 대비되는 개념으로 전기 출력 300MWe이하급 원자로를 총칭하는 소형모듈원자로(이하 SMR)는 탄소중립 시대에 새롭게 주목받고 있는 차세대 발전원이다. 기존 대형 원전 대비 높은 경제성과 안전성이 높고 유연한 활용이 가능하다는 점에서 SMR은 차세대 에너지원으로서 큰 몫을 담당해낼 것으로 기대되고 있다. 세계 각국이 SMR에 대한 투자를 늘리며 기술개발에 박차를 가하고 있는 이유다. 

한국원자력협력재단이 지난해 발간한 ‘미래 에너지 시장의 올라운더(All-rounder)를 꿈꾸는 SMR' 보고서에 따르면 2030년도 상용화를 목표로 전 세계에서 경쟁적으로 개발되고 있는 SMR은 2040년까지 3,000억 달러 규모로 성장할 것이라고 한다. 미국 아이다호 국립연구소에서는 분산 전원 시스템에 대한 수요 확대로 2030년에는 신규 원전 중 SMR이 차지하는 비중이 30% 수준에 이르고 2050년에는 글로벌 신규원전의 절반이 SMR이 차지할 것으로 예측할 정도로 그 수요는 급격히 늘고 있다.

그 배경으로 꼽히는 것이 바로 SMR의 다양한 활용성이다. 기존 대형 원전 대비 높은 경제성과 안전성 역시 주목받고 있지만 그에 못지않게 다양한 활용을 가능하게 한 부분이 SMR을 찾는 이유라는 것. SMR은 대형 원전과는 달리 전력의 수급변동에 따라 발전량 조절이 가능하며 재생 에너지의 불안정한 간헐성을 보조하면서 분산전원의 역할을 하기에 적합한 구조를 가지고 있다. 때문에 발전은 물론이고 수소생산, 지역난방 및 공정 열 공급, 담수 생산 등이 가능한 팔방미인으로까지 불리고 있다. 

원자력 발전이 친환경성, 경제성, 에너지 안보라는 에너지 전환의 핵심요소를 충족하는 에너지원이면서도 홀대를 받아온 이유인 기존 원전의 결함까지도 해결한 SMR이 주목을 받을 수밖에 없는 이유다. 재생 에너지 중심의 에너지 정책을 유지해온 덴마크가 최근 SMR 도입을 검토한다고 밝힐 정도로 SMR은 안전성 면에서도 높은 평가를 받고 있다. 

1985년 3월 에너지 공급에서 원자력을 포함하지 않는 규정을 마련한 덴마크는 전통적 형태의 원자로를 금지하고 재생 에너지 비중을 80%까지 늘릴 정도로 친환경 에너지에 몰두하는 대표적 국가다. 이런 덴마크가 시선을 돌릴 정도로 SMR의 최근 인기는 뜨겁다. 

거듭되는 원전 사고로 탈원전 행보를 이어가던 세계 각국이 새로이 원자력에 주목하는 가운데, 그 대안으로 SMR에 주목하는 것은 당연한 흐름이라 할 것이다. 국제원자력기구(IAEA)에 따르면 2022년 기준 약 80종의 SMR이 개발 중이라는 점이 이를 잘 보여준다. 이미 상용화에 성공한 사례도 다수 발견될 정도로 시장은 이미 본격적인 전쟁 모드에 돌입한 상태다.

러시아의 경우, 2020년 세계 최초의 해상 부유식 SMR인 아카데미크 로모노소프 상용화에 성공했고 중국도 2023년 12월 HTR-PM 고온가스로를 상용화한 상태다. 미국 역시 NuScale Power가 개발한 SMR 모델이 미국 원자력규제위원회(NRC)의 설계 인증을 받았으며, 상용화를 앞두고 있다. 이밖에도 여러 나라들이 이와 관련한 개발 계획을 속속들이 내놓으며 SMR 개발 전선에 참전한 상태다.

우리 역시 일찌감치 SMR의 가능성에 주목하고 이를 개발하기 위한 시도를 이어가고 있지만 여타 경쟁국에 비해 가시적인 성과 도출이 시원치 않아 보다 더 적극적인 움직임이 요구되는 상황이다. 

◆ 세계 최초 영예 획득에도 후속 조치 미흡 아쉬워

주요 경쟁국들에 비해 미흡한 성과를 보이는 것이 우리의 현실이지만 사실 출발 자체가 늦었던 것은 아니다. 2012년 세계 최초로 표준설계인가를 획득한 SMART 원자로가 우리의 기술로 개발된 것이었다는 것이 그 증거다. 이후 상용화를 위해 개발에 몰두했지만 실증로 건설이 지연되면서 상용화 단계로 나아가지 못했던 것은 두고두고 후회할 대목이다.

그렇다고 아예 두 손을 놓고 있는 것은 아니다. 정부와 민간 모두 SMR에 대한 관심의 끈을 놓지 않고 차세대 기술개발에 매달리고 있기 때문이다. 실제로 정부는 2022년 9월 한국형 녹색분류체계에 원전을 포함시킨 초안을 공개하고 10월에는 12대 국가전략기술 중 하나로 차세대 원자력을 포함시킨 국가전략기술 프로젝트 발표를 통해 SMR 기술 확보를 천명한 바 있다.

이에 발맞춰 산업통상자원부는 제11차 전력수급기본계획을 통해 SMR을 주요 발전설비로 포함했으며, 2035~2036년 0.7GW 규모의 SMR 1기를 운영할 계획을 내놓았다. 그 일환으로 진행 중인 것이 바로 기존 SMART 원자로의 한계를 극복한 ’i-SMR‘이다.

한국원자력연구원, 한국수력원자력, 두산에너빌리티 등 주요 기관과 기업이 협력해 연구개발중인 i-SMR 개발을 위해 오는 2028년까지 약 4000억원을 투입해 상용화 실현에 매진 중이다. 계획대로라면 2030년대 상용화가 가능할 전망이다. 이렇듯 하나씩 성과가 가시화되고 있다는 것은 무엇보다 희망적이다. 

지난해 9월, 한국원자력연구원, 한국수력원자력 및 사우디아라비아 왕립 원자력·신재생에너지원은 국내 최초 완전 피동형 소형모듈원전인 SMART100(System integrated Modular Advanced ReacTor 100)에 대한 표준설계인가를 원자력안전위원회로부터 획득했다고 밝힌 것도 그 중 하나다. 

표준설계인가는 동일한 설계의 발전용 원자로(원전)를 반복적으로 건설하고자 할 경우 인허가 기관이 원자로 및 관계 시설의 표준설계에 대해 종합적인 안전성을 심사해서 인허가를 주는 제도이다. 표준설계인가 획득의 의미는 무엇일까.

단기적으로는 표준설계인가 획득으로 사우디 내에 SMART100 건설을 위한 기반을 확보했다는 점이 부각되지만 장기적으로는 제3국 수출을 통한 SMR 시장 진출이 가능해진 점, 또한 현재 개발 중인 i-SMR 표준설계인가 획득에 도움이 될 수 있다는 점에 주목해야 한다. 종합해보면 글로벌 시장에서 힘을 발휘하지 못하는 한국 SMR 기술력에 대한 시선을 개선시킬 수 있는 계기가 될 수 있다는 의미다. 

◆ SMR 기술 개발, 상용화 위해 선제적 제도 정비 시급

정부의 노력과는 별개로 민간 기업과 각 지자체들도 SMR이 가지는 의미에 주목하고 이와 관련된 사업을 추진 중이라는 점 역시 긍정적인 대목이다. 일찌감치 원전 사업에 시동을 건 SK이노베이션은 SMR 개발 및 인허가 관련 인재를 채용할 것을 밝히며 해당 사업에 힘을 싣는가 하면 GS에너지는 SMR 성장 가능성에 주목하고 SMR 시장 선점을 위해 미국 SMR 기업인 뉴스케일파워 등과 협업을 이어가고 있을 정도다. 이외에도 삼성물산, 현대건설 등이 해외에서의 SMR 사업에 적극 참여하며 SMR 사업 확대를 꾀하고 있다. 

지자체들의 동참세도 만만치 않다. 국내에서 가장 원전 단지 비율이 높은 경상남도는 지난해에 이어 올해도 SMR 국제 콘퍼런스를 개최하며 선진 기술 확보에 대한 의지를 드러내고 있다. 경주시는 ’SMR 국가산업단지' 조성에 박차를 가하며 첨단 원자력산업 중심도시로의 도약을 본격화할 정도로 이와 관련한 시정 목표를 구현하고 있다. 이를 위해 에너지 및 정보통신 기업, 원전 전문기관 등 총 670개 기업에 시장 명의의 입주 투자 제안 서한을 발송할 정도로 적극적인 모습을 보이고 있다.

바야흐로 산학연이 일체가 되어 SMR 기술개발에 매달리고 있지만 향후 전망을 마냥 낙관할 수만은 없다. 앞서 보았듯 우리보다 성큼 앞선 경쟁국들을 따라잡으려면 지속적인 기술개발과 함께 뒤따라야할 제도적 지원이 완벽하지 않은 것이 불안 요소다. 

지난 5월 14일, 원자력안전위원회는 개최한 '혁신형 소형모듈원자로(i-SMR) 개발자 라운드테이블'에 참여한 개발자들 대다수가 한 목소리로 SMR의 신속한 인허가 필요성을 역설할 정도로 현재 우리의 관련 제도는 기술 친화적인 면이 부족한 것이 사실이기 때문이다. 

하루 뒤인 15일, 더불어민주당 주재로 열린 '민주당 원자력산업종사자 현장간담회'에서 이창화 원자력연 책임연구원은 주요 선진국들의 SMR 관련 제도나 투자 부분을 언급하며 원자로 인허가 체계 마련, 부지 규제 완화 등이 포함된 특별법 제정을 강조한 부분 역시 동일한 맥락이다.

원전 시설에 관한 차가운 사회적 시선 역시 SMR 선진화를 가로막는 장벽이다. 이를 제거하는 가장 간명한 방법은 정부의 지속적인 제도 정비와 홍보, 그리고 세계 시장에 내놓을 수 있는 선진 기술 구축으로 국민의 신뢰를 획득함일 것이다. 

늦었다고 생각하면 아무 것도 할 수 없다. 이미 벌어진 간극에 좌절하지 않고 그를 메워나가려는 노력이 더해진다면 대한민국이 SMR 강국의 반열에 오르는 일이 불가능한 것만은 아닐 것이다.