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부산 벡스코에서 개최된 ‘2024 한국원자력연차대회’ 현장에서 내빈들이 i-SMR 홍보부스를 둘러보고 있다./한수원 제공

[투데이에너지 이종수 기자]

SMR은 기존 대형 원전 대비 출력이 낮고 모듈화된 설계를 통해 안전성과 경제성을 높인 차세대 원자력 기술로, AI 시대의 폭증하는 전력 수요와 기후위기 대응, 에너지 안보 강화라는 복합적 과제를 해결할 핵심 에너지원으로 주목받고 있다. 미국·중국·영국 등 주요 원전 강국들은 이미 SMR 연구개발·실증 등의 기반을 구축하고 글로벌 시장 선점을 위한 경쟁에 돌입한 상황이다. 오는 9월 시행되는 ‘SMR 특별법’에 관심이 쏠리는 배경이다. /편집자주

원자력안전위원회에 따르면 전 세계적으로 기존 대형 경수로에 비해 현저히 작은 용량과 다양한 설계특성을 가진 소형모듈원자로(SMR) 개발 경쟁이 치열하다. 지난 1월 기준 전 세계 72종(경수 24종, 비경수 48종)의 SMR이 개발 중이다.

한국은 이미 2012년에 세계 최초로 SMR(SMART) 표준설계인가를 받아 현재 캐나다 앨버타(Alberta)주 및 사우디와 협력해 상용화를 추진하고 있다. 특히 고성능 부하추종 운전 기능이 탑재된 ‘혁신형 SMR(i-SMR)’은 2028년 인허가 획득을 목표로 국가 역량을 집중하고 있는 프로젝트이다. 이 외에도 다양한 설계의 SMR 개발사업이 2030년대 초·중반 인허가를 목표로 진행 중이다.

정용훈 KAIST 원자력 및 양자공학과 교수는 지난 2월 기자 간담회에서 “SMR은 일체형 설계를 통해 배관 파단 사고 가능성을 원천 차단한 ‘고유 안전성’을 갖추고 있고, 재생에너지의 간헐적 출력을 보완할 수 있는 강력한 ‘부하추종운전(유연성)’ 능력을 보유하고 있다”라며 “SMR은 전력 생산뿐만 아니라 탄소 배출 없는 수소 생산과 공정열 공급 등 산업계의 탄소중립을 위한 핵심 솔루션이 될 것”이라고 전망했다.

정 교수는 이어 “SMR은 분산형 전원 역할도 가능하다”라며 “AI 데이터센터, 반도체 클러스터 등 전력 다소비 시설 근처에 배치해 장거리 송전망 건설 부담을 최소화할 수 있다”고 설명했다.

SMR 도입 움직임 활발

정부 정책으로는 처음으로 ‘제11차 전력수급기본기본’에 반영된 SMR 1기 구축이 추진되고 있다. 지난 6월 기장군이 SMR 후보부지로 선정됐다. 2028년까지 표준설계인가를 취득하고 2030년까지 건설 허가를 받은 후 2035년 가동에 착수한다는 계획이다.

올 하반기 수립 예정인 제12차 전기본에도 SMR이 추가로 반영될지도 주목된다.

김성환 기후에너지환경부 장관은 지난 7월 13일 청와대에서 열린 ‘2026 국가재정전략회의’에서 “용인과 호남 반도체 산단, 인공지능(AI) 데이터센터에 필요한 전력 수요 증가에 대응하기 위해서는 재생에너지 발전 설비를 2030년까지 100GW 이상으로 대폭 늘리고, 원전도 조화롭게 가져가야 한다”라며 “신규 원전과 SMR은 전문가 의견 수렴과 국민 공론화 과정을 거쳐 12차 전기본에 반영하도록 하겠다”고 밝혔다.

한국원자력연구원과 삼성중공업이 개발 중인 SMART100을 탑재한 부유식 SMR/한국원자력연구원 제공

최근 공기업과 민간 기업들의 움직임도 빨라지고 있다.

한국남동발전과 현대건설은 지난 6월 폐지 예정인 석탄발전 유휴 인프라를 활용한 SMR 전환 기술개발 및 사업화를 추진하기 위한 업무협약을 체결했다. 한국화학산업협회와 한국원자력연구원은 지난 3월 ‘석유화학 산업 고온가스로 활용 기술협력 업무협약’을 체결했다.

에너지업계에 따르면 한국수력원자력과 한국전력기술은 최근 서울복합화력발전소 시설을 둘러본 것으로 전해졌다. 도심·산단 SMR 적용 가능성을 검토하기 위한 행보가 아니냐는 해석이 나왔다. 서울복합화력발전소는 국내에서 유일하게 도시 지하에 발전설비를 구축한 곳으로, 400MW 발전기 2기로 구성된 천연가스 열병합발전소다.

실제 수도권에 있는 노후 LNG 열병합발전소를 SMR로 전환하는 방안이 제기된다.

한국지역난방공사는 지난해 11월 핀란드 난방용 SMR 개발 기업인 스테디에너지와 업무협약을 체결하고, 도심 지하에 건설하는 난방용 SMR 개발 협력에 나섰다.

법체계·컨트롤타워 마련

SMR을 체계적으로 육성하기 위해서는 관련 법령과 규제체계를 마련하는 한편, 이행 계획을 수립하고 이를 추진할 범부처가 참여하는 컨트롤타워 구성이 중요하다.

현 원자력 안전 규제체계는 대형 경수로를 기반으로 구축되어 SMR에 효과적으로 적용하는 데 한계가 있다. 원자력안전위원회가 지난 2월 ‘SMR 규제체계 구축 로드맵’을 발표한 이유다. 2030년까지 다양한 SMR 인허가가 가능한 법·제도 기반을 단계적으로 마련해 나갈 계획이다.

특히 ‘소형모듈원자로 개발 촉진 및 지원에 관한 특별법(SMR 특별법)’이 지난 3월 10일 공포되어 오는 9월 11일부터 시행된다는 점이 주목된다. SMR 특별법은 △SMR 및 관련 시스템의 연구·개발·실증 촉진 △SMR 시스템 개발 기본계획 수립 △전문인력 양성 시책 마련 △민간기업 육성 및 참여 활성화 △부지·비용 지원 등 행정·재정·기술적 지원 근거 마련 등을 주요 내용으로 담고 있다.

지난달 24일 SMR 특별법에서 위임된 사항과 그 시행에 필요한 사항을 정하기 위한 ‘SMR 특별법 시행령 제정령안’이 입법 예고됐다.

제정령안에서 가장 주목되는 내용은 ‘SMR 시스템 개발 촉진위원회’ 구성이다. SMR의 신속한 확보를 위해 기술개발, 규제 및 지원 등 관련 권한을 보유한 관계 부처가 참여하는 촉진위원회를 구성할 필요가 있기에 촉진위원회 참여부처를 과학기술정보통신부, 재정경제부, 외교부, 산업통상부, 기후에너지환경부, 국무조정실 등 원자력진흥위원회 참여부처와 행정안전부·중소벤처기업부 등 특구 관련 부처, 국방부 및 기획예산처로 구성하도록 했다.

정부는 오는 11월부터 ‘SMR 시스템 개발 촉진위원회’를 운영하고, 2027년 상반기 중으로 ‘SMR 개발 기본계획’을 수립해 촉진위원회에서 심의한다는 계획이다.

한편 과학기술정보통신부는 지난달 23일 정부서울청사에서 ‘제11회 과학기술관계장관회의’를 개최하고, △민간-공공 합작 SPC 등의 전문기업 육성 △‘개발·제조·실증·핵연료’ 전 주기 공급 역량 완비 △SMR 특구 육성계획 마련 등의 내용이 담긴 ‘(비경수형 중심)차세대 SMR 육성 추진 방향(안)’을 논의했다.

“PPA 등 제도 개선 필요”

SMR 활성화를 위한 제도 개선 주문도 이어지고 있다.

한국원자력학회는 최근 기업이 시장에서 효율적으로 무탄소 전력을 조달할 수 있도록 ‘원자력 PPA(전력구매계약)’ 제도를 도입하고, 대규모 전력수요 기업이 전력의 단순 구매자를 넘어 원전 및 SMR 개발에 지분투자자로 참여할 수 있는 제도적 기반을 마련해야 한다고 제언했다.

또 2027년 2월 시행을 앞둔 ‘인공지능 데이터센터 산업 진흥에 관한 특별법’에는 전력구매계약 특례를 재생에너지로 한정하는 데, 24시간 무정전 전력이 필수적인 데이터센터의 수요에 재생에너지만으로 부합하려면 ESS 등 대규모 추가 투자가 수반되어 경제적인 전력공급이 제한될 수 있기에 현재 마련 중인 동법 하위법령에 SMR을 ‘청정 분산형 전원’으로 명시하고, 향후 법 개정을 통해 전력구매계약 특례 대상에 SMR을 포함할 것도 제안했다.

조윤기 포스코이앤씨 상무는 지난 4월 29일 ‘탄소중립 에너지믹스 실현을 위한 통합에너지 기술전략’을 주제로 한 토론회에서 “민간기업이 경수로형 대형 원전의 직접 운영은 리스크 감당 한계로 현실적으로 어려우나, PPA 계약 또는 지분 투자 방식의 참여는 가능하다”라며 “고온가스로는 헬륨 냉각재 특성상 환경오염 가능성이 낮고 최대 950℃의 고온 공정열 공급이 가능해 수소환원제철 등 산업용 열 수요에 적합하고, 민간이 직접 운영할 수 있는 현실적인 대안이다. 글로벌 시장에서 한국의 원전 건설·운영 경쟁력이 이미 검증되었기에 해외 수출 확대 가능성도 높다”고 밠혔다.

롤스로이스 SMR이 추진하는 SMR 플랜트 가상 조감도 /두산에너빌리티 제공

국회에서도 원자력 PPA 필요성에 공감하고 관련 법안을 추진하고 있다. 국회 외교통일위원회 소속 고동진 국회의원(국민의힘, 서울 강남구병)은 원전 사업자가 반도체, AI 등 전력이 대규모로 필요한 첨단산업 분야의 기업에 개별적으로 원전 전기를 공급할 수 있도록 하고, 필요한 경우 국가의 재정을 지원할 수 있도록 하는 ‘전기사업법 개정안’을 지난달 27일 국회에 제출했다.

이미 해외에서는 미국, 프랑스, 스웨덴, 영국, 체코 등이 원전 PPA를 운영하고 있고 마이크로소프트, 메타, 아마존웹서비스 등이 20년 등의 장기간 원전 PPA 계약을 체결해 추진 중이다.

‘분산에너지 활성화 특별법’에도 SMR이 포함되어 있지만 걸림돌이 있다는 지적이 나온다.

김한곤 혁신형 SMR 기술개발사업단 단장은 ‘탄소중립 에너지믹스 실현을 위한 통합에너지 기술전략’ 토론회에서 “전력 품질과 연중 안정적 공급 측면에서 원자력이 데이터센터·반도체·화학산업에 가장 적합한 전원”이라며 “분산에너지 활성화 특별법에 SMR이 포함되어 제도적 기반은 마련되었지만 비상계획구역 20㎞ 설정 요건이 산업단지·도심 인접 부지확보의 핵심 걸림돌로 남아 있다. 이 문제가 해소되면 SMR은 추론형 데이터센터의 전원으로서 최적의 역할을 할 수 있다”고 밝혔다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)