원전과 소형모듈원전(SMR) 수혜주를 알아보자.

'오직 전기차와 수소차가 답'일까? [이퓨얼(e-fuel)] 탄소중립 에너지는 이것에 달려 있을지도 모른

현재 블라디미르 푸틴 러시아 대통령의 ‘에너지 무기화’가 유럽 정치 판도를 뒤흔들고 있다. 올해 하반기 주요국에서 굵직굵직한 선거가 예정되어 있는 가운데, 러시아, 우크라의 전쟁 여파로 인해 천연가스와 원유값이 치솟으면서 주요 국가에 나타난 지속적인 물가상승이 표심에 영향을 미칠 것으로 보인다. 거기다 현재 러시아가 유럽으로 향하는 가스 공급을 대폭 줄이면서 일부 국가에서는 정부가 가스를 배급할 가능성이 있다는 전망까지 나왔다.


에너지 관련하여 최대 화두가 되었던 신재생 에너지와 탄소 중립 등의 화두들은 세계적인 이슈였고 그 준비과정에 놓이게 되면서 전기차, 태양광 발전 등에 눈을 돌리고 있는 와중이었다. 그러나 반도체 공급난과 원자재 가격 폭등으로 인해 관련 산업들의 성장세가 지지부진 해지고 있는 가운데, 현재 대체할 에너지 산업군중 안전에는 불안하지만 효율면에서 최대 장점을 낼 수 있는 핵발전 원전 가동에 다들 눈을 돌리고 있는 실정이다.


이렇듯 전 세계가 원자력 에너지에 다시금 주목하고 있다. 탄소중립 목표 달성을 위해 EU(유럽연합)이 도입한 그린 택소노미(녹색 분류체계)에 원전 관련 산업이 포함됐고, 프랑스와 체코, 폴란드, 영국 등이 신규 원전 건설을 천명했다. 특히 러시아·우크라이나 전쟁으로 촉발된 유럽의 에너지 공급망 붕괴 위기로 인해 현재 유럽 국가는 물론 전 세계 다수의 국가들이 에너지 안보차원에서의 원전 가동 필요성을 다시 돌아보는 계기가 됐다.

현재 원전의 최대 화두는 소형모듈원전(SMR)이 아닐까?

현재 세계 각국이 개발 중인 소형모듈원자로(SMR)가 에너지 산업을 재편하고 있다. 세계 3대 항공기 엔진 제작업체인 영국 롤스로이스는 미래 성장동력으로 SMR을 눈여겨보고 있고, 미국은 뉴스케일 파워와 테라파워 등 SMR 기업이 급성장 중에 있다. 현재 우리나라 또한 다시금 원자력 발전에 눈을 돌려 산학연관이 원자력 '팀 코리아'를 꾸려 SMR 시장 개척에 나서게 되었다.


이번 에너지 대란으로 인해 전 세계 각국에서 에너지 자원의 한계를 느끼게 되면서 영국과 네덜란드 등 나라들이 한국 수력원자력과 한국전력, 한국 원자력연구원 등이 공동 개발 중인 SMR 도입을 검토 중에 있다. 현재 체코와 폴란드 등의 동유럽 국가들이 러시아의 우크라이나 침공을 계기로 하여 점점 러시아산 천연가스 의존도를 줄이고 있는데 이것이 에너지 안보 차원에서 대형 원전 증설과 SMR 도입에 적극적으로 눈을 돌리고 있는 계기가 되었다.

전 세계가 다시금 눈을 돌리게 된 소형 모듈 원전(SMR)은 무엇일까?

소형모듈원전(SMR)이란?

소형모듈원전 SMR(Small Module Reactor)은 기존 원전의 100분에 1 수준의 크기로 핵심 원전의 시스템이 하나의 원자로에 들어있는 원자로의 축소판 형태이다. 현재 SMR 사업 중 빠르게 진행되고 있는 미국의 '뉴스케일 파워'에서 개발한 아파트 7~8층 높이의 이 원전 시스템은 외벽을 금속으로 대체하고 원자로 전체를 물에 잠기게 하여 가동하게 되는데 이것은 아래에서 다루게 될 원전의 최대 단점인 방사능 노출 등의 위험요소를 최소화하기 위한 형태가 되었다.

원전이 작아진 이유는 단점이 너무 크기 때문이다.

원전사고가 일어난 체르노빌

소형 모듈 원전 SMR을 알아보기 전 원전의 최대 단점이라고 할 수 있는 위험도의 문제에 대해서 잠깐 알아보자. 원자력 에너지는 원자로 내에서 일어나는 핵분열 반응을 통해서 얻게 된다. 그래서 원전의 에너지는 핵에너지라고도 불리게 되는 것이고, 원료인 우라늄 1㎏에서 얻을 수 있는 에너지는 석탄의 약 300톤에서 얻을 수 있는 에너지와 맞먹을 정도로 그 에너지 효율성은 가히 압도적이다. 거기다 원자력 에너지는 화석 연료에 비해 오염 물질을 비교적 적게 배출하고, 가격이 싸다는 큰 장점을 가지고 있다.


그러나 원자력으로 에너지를 만들 때에 엄청난 단점이 생기는 문제가 발생하게 되는데 그것은 원자로에서 발생하는 많은 양의 방사능이다. 방사능 유출로 인한 인류의 피해는 다들 익히 알고 있는 최악의 인류 재난 중 빠지지 않는 체르노빌과 후쿠시마 원전 사고를 보면 원전의 그 위험성을 간접적으로나마 알 수 있게 된다.


1986년 4월 26일 우크라이나의 체르노빌 원자력 발전소에서 사고가 일어나기도 했고, 2011년 3월 11일 일본의 후쿠시마에서 원전 사고가 터지며 인류 최악의 원전 사고로 기록되고 있다. 체르노빌과 후쿠시마 원전 사고 모두 최악의 원전 사고 등급인 7등급에 속하는데, 7등급 원전 사고란 인류와 생태계에 광범위하게 영향을 끼친 중대한 원전 사고를 말한다.


1986년 옛 소련의 체르노빌 원자력 발전소에서 일어난 폭발은 엄청난 양의 방사능이 새어 나왔다. 이 사고로 체르노빌은 죽음의 땅이 됐고, 10년이 지난 뒤에도 사람들의 건강에 심각한 문제를 일으켰다. 2011년에는 일본 후쿠시마 원자력 발전소에서 폭발이 일어났다. 이 사고로 방사능이 유출됐고, 발전소 주변 20㎞ 안에 있는 주민들은 모두 대피해야만 했다


원전 사고에서 가장 두려운 점은 방사능 노출이 아닐까 하는데, 방사능으로 인한 피해는 핵폭탄이 터졌을 때처럼 사람들에게 고통을 주고 생태계에 치명적인 위험을 주게 된다. 그 예시로 후쿠시마 사고의 경우 원전에서 새어 나온 방사능 때문에 급성 백혈병 환자가 급속히 늘어났으며, 후쿠시마에서 반경 30킬로미터 주위로는 몇백 년이 지나야 사람이 살 수 있게 될지도 알 수 없는 상황이다. 이에 일본은 말 같지도 않은 후쿠시마산 음식을 선전한다던지 하는 원전 사고의 피해를 덮으려는 수작질을 부리기도 하는데 그 피해는 고스란히 일본 국민들이 받고 있는 입장이다.


더군다나 후쿠시마에서는 지금도 방사능에 오염된 물이 계속 흘러나와 문제가 매우 심각하다. 후쿠시마 인근 해역에서 잡힌 물고기들을 조사했더니 방사능에 심각하게 오염된 사실이 밝혀지기도 했는데 2012년 12월 20일에 잡힌 개볼락(물고기)에서는 일본 정부가 정한 기준치의 2,540배에 달하는 방사성 세슘이 검출되기도 했다.


원자력 에너지를 만들고 남은 핵폐기물도 문제가 된다. 현재 미국과 캐나다는 사용한 연료를 콘크리트 등으로 밀봉하여 땅속에 묻거나 깊은 바다에 버리고 있고, 영국, 프랑스, 일본 등은 재처리하여 다시 핵연료로 활용하기도 한다. 하지만 역시 이런 처리방법들은 핵 폐기물에 명확히 안전한 처리방법이 될 수 없을 뿐 아니라. 환경오염과 생태계 파괴 등의 모습을 피해 갈 수는 없다. 그렇기 때문에 핵폐기물 처리 방식에 많은 노력을 필요하다.

 

이처럼 핵폐기물은 처리하는 데에도 어려움이 많지만, 인류의 생존을 위협하기도 하는 무기인 핵폭탄의 원료가 된다. 그래서 원자력 에너지는 조심스럽게 사용되어야 하며, 특히 우리나라는 원자력 발전이 약 40%를 차지하고 있기 때문에 더욱 철저하게 안전을 관리해야 하기도 하다.

소형모듈원전(SMR)은 원자력 안전사고 예방과 기 기술력이 큰 발전이 될 전망이다.

기존의 원전들은 가동이 정지되었을 때 붕괴열을 식히기 위한 안전시스템이 절대적으로 필요하다. 원전 가동이 정지하기 전 생성된 방사선 물질들은 계속해서 붕괴를 거듭하며 그 여파로 붕괴열이 나오게 되는데, 경수로 원전에서는 정지 직후에도 운전 중 출력의 6~7% 열이 방출될 정도다.



이를 냉각수가 순환하면서 열을 식히게 되는데, 후쿠시마 원전사고를 돌아보면, 지진으로 인해 원전 가동이 멈추고 전력이 차단되면서 붕괴열을 식히고자 발전소 내에 있던 비상 전력망을 가동하게 된다. 하지만 지진의 여파로 인해 추후 해일이 밀려 들어오게 되면서 모든 전력망이 침수되자 냉각수 공급이 중단되며 핵연료가 흘러나오게 되었다.



이렇게 붕괴열을 없애지 못하면, 원전 사고가 났을 때에 사고를 미연에 방지할 수가 없게 된다. 이런 과거 원전사고의 문제점들을 답습하여 붕괴열을 쉽게 식히거나 자연적으로 식게 하기 위한 방법을 모색하던 중 원전 크기 자체를 작게 만들면 가동 중 작은 출력을 사용하고 정지하더라도 낮은 붕괴열 또한 상대적으로 작아지는 점을 착안하여 소형 원전 개발을 하게 되었다.


현재 전 세계적으로 후쿠시마 원전사고 이후 원전의 심각한 위험성 때문에 원전사고를 미리 예방하고자 원전을 줄여야 한다는 목소리들이 커졌었지만, 지금과 같은 에너지난을 이유로 하여 다시금 원전시설 증산에 눈을 돌리고 있다고 보인다. 미국 정부는 지난해 원자력 경쟁력 회복 전략 보고서를 통해 2030년 세계 원전 시장을 5,000억~7,400억 달러(570조~840조 원)로 추산했다.


특히 원전 수입국은 수출국으로부터 운영 관리와 기자재, 기술 등을 의존할 수밖에 없어 사실상 1,000조 원에 가까운 시장가치가 있다고 추산된다. 롤스로이스는 지난해 영국 정부로부터 보조금 2억 1,000파운드(약 3,200억 원)를 지원받으며 미국 에너지기업 엑셀론 등과 민간으로부터 2억 파운드(약 3,200억 원)의 투자 유치에 성공했다.


또한 현재 세계적으로 가장 앞서고 있는 SMR 관련 기업은 미국 뉴스케일 파워로 2029년 첫 가동을 목표하고 있다. 이보다 더 빠르게 실증을 목표로 하는 기업도 있는데 빌 게이츠가 설립한 테라파워와 엑스에너지는 미국 에너지부(DOE)가 2020년부터 7년간 32억 달러(약 32조 6,000억 원)를 차세대 원자로 개발에 투입키로 결정하면서 지원을 받아 2027년까지 실증을 목표로 개발 중에 있다.

한국의 원전 기술력의 미래는?

윤석열 정부는 2030년까지 대형 원전 10기 수출과 SMR 개발 주도권을 확보하겠다고 발표한 상태다. 하지만 이미 세계 각국이 자국 기업에 수조 원의 예산을 투입하거나 규제에 대한 실증에 나서고 있는 반면, 한국은 기술개발 예산은 물론 규제 지원도 미흡하다는 지적이 여기저기에서 나오고 있다.


지난달 정부는 i-SMR(혁신형 SMR) 개발 사업 예산을 5,832억 원에서 3,992억 원으로 조정했다. 당초 원자력 업계는 i-SMR 개발에 1조 원 이상이 필요하다고 판단했지만, 결국 개발 예산은 3분의 1 수준으로 삭감됐다. i-SMR은 총 전기출력 680㎿(170㎿급 4기)급 원자로를 목표하고 있다. 미국 뉴스케일 파워의 720㎿급 원자로(60㎿급 12기)보다 그 크기가 크지만 상용화 가능성은 높다고 평가된다.


그 이유는 한국이 2012년 330㎿급 중소형 원전 SMART를 개발했던 이력 때문이다. 한국은 2028년까지 전 세계에 원전을 수출할 만큼 안전하다는 기준인 '표준설계인가' 획득을 목표하고 있다. 지난 문제인 정부 때 전 세계적으로 원자력 발전소의 규모 축소로 인해 국내 원전 기술력 또한 멀어진 것도 사실이나, 한국의 원자력 발전의 기술력은 일찌감치 세계 최고 수준의 기술력을 인정받으며 한국형 원전이 주목을 받기도 했었다.


한국은 바라카 프로젝트의 성공으로 원전 수출능력을 분명히 증명했다. 한국형 원전 수출 1호인 UAE(아랍에미리트) 바라카 원전 프로젝트의 성공적인 완공과 운영 성과에 세계 각국이 관심을 보이고 있는데 이 바라카 원전은 한국전력공사, 한국 수력원자력, 두산에 너 빌리티, 현대건설 등이 '팀 코리아'를 꾸리며 2009년 12월 수주한 대규모 프로젝트다.


수주액 186억 달러(약 23조 원), 설비 수명 60년간의 운영 관리비 494억 달러(약 63조 원), 기자재 공급 약 10조 원까지 합쳐 거의 100조 원 규모에 달하는 초대형 프로젝트였다. 현재 바라카 원전엔 한국이 독자 개발한 3세대 원자로 APR1400이 장착돼 있는데 현재 총 4기의 원전 중 2기가 완공돼 상업운전에 돌입한 상태다.


한국은 아랍에미리트에 사막이라는 특수한 환경에서 비용 추가 없이 공사기한을 완벽하게 지키게 되면서 UAE 당국자들은 물론 신규 원전 건설을 추진하는 다른 국가들에게 강렬한 인상을 남겼다. 바라카 원전에 탑재된 APR1400은 순수 국내 기술로 개발된 3세대 가압경수로다.


주력 원전 모델인 OPR1000을 개량한 것으로 한수원의 주도 아래 1992년 12월부터 2001년 12월까지 국가선도 기술개발과제(G-7)를 통해 탄생했다. 핵심기술은 원자력연구원과 신형로연구센터가 담당했고, 초기노심 및 연료집합체 설계는 한전원자력연료, 주기기 제작성 검토 및 기기 설계는 두산중공업이 전담, 종합설계와 원자로 설계 설계를 한국전력기술이 맡았다.


2017년 10월 APR1400은 EU(유럽연합) 설계 요건에 맞춘 EU-APR의 표준설계로 유럽 사업자 협의회의 유럽 사업자 요건(EUR) 인증 심사를 통과했다. EUR 인증은 유럽 12개국, 14개 원전사업자로 구성된 유럽사업자협회로부터 현지에서 건설되는 원전의 안전성과 경제성 등에 대한 심사를 거쳐야 하는데 이 인증을 통과한 것은 미국과 프랑스, 일본, 러시아에 이어 한국이 5번째다.


거기다 APR1400은 2019년 8월 미국 원자력규제위원회(NRC)의 인증도 받았는데, 현재 미국 외 국가에서 개발한 원자로 중 NRC 인증을 받은 곳은 한국 이외에 없을 정도로 그 인증이 까다롭다. NRC는 세계에서 가장 높은 수준의 안전 기준을 적용해 심사하는 인허가 기관으로 원전 규제의 표준으로 활용되고 있는 곳이다. 과거 일본과 프랑스도 인증에 도전했지만 NRC가 요구하는 안전성을 맞추지 못하며 사실상 포기한 상태로 알려져 있고 전 세계적으로 NRC와 EUR 인증을 함께 받은 나라는 현재 미국과 한국 2곳뿐이다.


APR1400은 UAE 바라카 원전 4기뿐 아니라 국내 신고리 3·4호기, 신한울 1~4호기, 신고리 5·6호기 등 8기를 포함해 총 12기가 이미 건설을 마무리하고 상업운전에 들어갔거나 준공을 앞뒀다. 3세대 원자로 중 가장 빨리 상업운전에 성공했다. 이렇듯 한국의 원전 기술력은 앞날이 창창하다고 보인다. 하지만 일본의 후쿠시마 원전사고 등을 바로 목전에서 지켜보던 우리나라에서의 기술 개발의 미래는 조금 주춤할지도 모르겠다는 생각도 든다.

원전 관련주

대표적으로 국내 원전 관련 기업은 한국전력, 우리 기술, 비에이치아이, 두산에너빌리티, 에너토크, 오르비텍, 한전 KPS, 서전기전, 한전기술, 보성 파워텍, 일진파워, 한신기계 등이 있고 본문에 나오는 모든 기업들이 원전 관련 수혜주라고 볼 수 있다.

출처: https://qlehfl0321.tistory.com/ [돈이 money? 의 돈 공부 거기에 일상까지 한 스푼 더합니다.]

본 포스팅의 내용은 무단 전재 배포를 원하지 않습니다. 투자의 책임은 온전히 본인에게 있는 것입니다. 포스팅 내용은 참고만 하시고 무리한 투자는 자제해 주세요.