[이슈체크] 최태원, 빌 게이츠와 손잡는다…‘테라파워’에 3,000억 투자

입력2022.08.17. 오후 7:23

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■ 경제현장 오늘 '이슈 체크' - 주한규 원자핵공학과 교수

최태훈 SK그룹 회장과 마이크로소프트 창업자인 빌 게이츠 이사장이 차세대 원전 동맹을 맺었습니다. SK그룹은 빌 게이츠 이사장이 세운 SMR 즉 소형모듈원자로 회사인 테라파워에 3,000억 원을 투자하기로 한 건데요. 빌 게이츠 이사장 방한을 계기로 관심이 높아진 차세대 원전 SMR은 무엇인지, 동시에 윤석열 정부는 탄소중립 정책은 어떻게 바꿔나갈지 알아보겠습니다. 주한규 서울대 원자핵공학과 교수 나오셨습니다.

[앵커]

빌 게이츠 이사장이 한국에 왔는데요. 빌 게이츠 이사장이 세운 차세대 원전으로 불리네요, SMR. 이 기업에 SK그룹이 우리 돈으로 3,000억 원을 투자하기로 했다는데 차세대 원전으로 불리는 SMR. 어떤 원전입니까?

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

SMR의 S가 스몰, M은 모듈러. 이 두 가지 특성이 있는 원전이고요. 일단 작게 만들기 때문에 여러 가지 안정성을 획기적으로 개선할 수 있는 개념을 구현하기 용이하고요. 일단 크게 투자비가 안 들어도 지을 수 있다는 특수성이 있습니다. 또, 모듈러라는 특성이 있어서 공장에서 만들어서 현장에서 설치하기 때문에 추후 대량생산도 가능하다는 특성이 있습니다.

[앵커]

대량생산도 가능하고, 작아도 비용도 적게 들고, 안전성.

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

안정성을 높이는 여러 가지 개념들을 구현하기가 용이하다는 거죠. 이따 말씀드리겠지만 일체형이라든지 피동 냉각이라든지 이런 것들을 하기가 쉽습니다, 작게 하면.

[앵커]

비용이 적게 들면 경제성 면에서도 뛰어납니까?

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

초기 버전은 아무래도 규모의 경제가 있으니 단가가 비쌀 수 있는데요. 제가 말하는 '싸게 된다'는 것은 예를 들어 큰 발전소, 큰 원전을 건설하는 데 10조가 든다면 SMR은 그것보다 용량이 1/10보다 적을 수 있는데요. 1조나 1조 5천억 원을 투자하면 투자하는 기업의 부담이 적은 거죠. 그런 것을 몇 개, 처음에 1조 들여 건설하고, 또 수익을 봐서 하나 더 건설하고…. 이렇게 추가하면 기업이 볼 때 투자 부담이 적은 거죠.

[앵커]

소형모듈원전이라고 하는데, 일반 시청자들을 위해 '소형'이라고 하니까 머리에 확 안 들어옵니다. 크기가 어느 정도 되나요?

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

보통 원전은 1000메가 바트, 100만 킬로인데요. 소형은 보통 30만 킬로와트, 300메가 이하를 말합니다. 보통보다 최소 1/3, 1/4, 1/10까지도 되는 거죠.

[앵커]

그럼 전체적인 크기로 봐도 공장이나 이런 것도 훨씬 작은 곳에 설치 가능하다는 얘기네요.

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

그렇죠. 공장에서 만들어서 트레일러에 이송할 수 있는 사이즈로 작게 만들 수 있는 거죠.

[앵커]

안전성이 뛰어나다는데 정말 사실 원자력 하면 늘 안전성 때문에 지난 정부에서도 탈원전이 나왔지 않습니까. 정말 안전성 담보할 수 있는 겁니까 이건?

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

그렇죠. 일체형 원전이라는 게 있어요. 보통 대형 원전은 원자로가 따로 있고 전기발생기가 있고 펌프가 있고 다 관으로 연결되어 있는데 일체형은 작게 하는 바람에 그걸 큰 원자로 용기 안에다가 다 집어넣을 수 있습니다. 저기 그림에 보이는 것처럼요. 그렇게 각각 구성되어있는 부분들을 한 통에 넣게 되면 저런 관에서 누설이 날 가능성이 원천적으로 차단되는 거죠. 그래서 사고 위험이 그만큼 줄어드는 거고요. 또 피동형이라는 게 있는데요. 그거는 펌프를 사용하지 않고 자연대로, 물이 뜨거우면 위로 올라가고 식으면 내려오는 그런 자연대로 형으로 냉각하게 해서 안정성을 높이는 게 가능한 겁니다. 그게 작기 때문에 가능한 거고요. 그렇게 하면 기존 원전. 저기 나오네요. NUSCALE 사의 자연대류 수냉각. 저기 보면 원자로가 제일 밑에 있어요. 왼쪽 그림의 제일 밑에. 그리고 제일 위에서는 열을 빼가는 증기 발생기라는 게 있는데 거기 가면 물이 좀 식어요. 식은 물은 아래로 내려오고 더워진 물은 위로 올라오고 그러잖아요. 그러면 저건 펌프 없이도, 전기로 작동되는 펌프 없이도 물이 자연적으로 순환하는 거예요. 자연순환 혹은 피동 냉각이라 하는데. 그래서 저렇게 좁고 길게 만들어가지고 트럭에 실어서 공장에서 만들어서 트럭에 실어서 현장에는 풀 같은 데에다가 하나씩 꽂아서 넣으면 그러면 물도 많으니까 만약의 경우 또 원자로 내부의 냉각이 실패하더라도 충분한 양의 물로 냉각이 가능해서 안전성이 기존 대형 원전보다 훨씬, 최소한 100배 이상을 목표로 하고요. 실제로는 한 1000배 이상도 안전성이 향상된다 볼 수 있습니다.

[앵커]

새로운 소형모듈원전의 안전성만은 믿어도 된다 그런 정도네요.

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

그렇죠. 안전성을 향상하는 게 핵심입니다. 왜냐면 소형모듈원전은 대형 원전은 부지 조건이 있어요. 예를 들면 지진도 없어야 하고 인구 밀도도 어느 정도 이하여야 하고 이런데 그런 부지 조건을 훨씬 완화해서 수요지 근처에 설치할 수 있도록 해야 하거든요. 그러려면 안전성이 확실히 높아지는 걸 담보해야 하는 거죠.

[앵커]

아까 말씀하신 피동 냉각형, 피동형. 미국의 NUSCALE이 만드는 건데 거기에 우리 왜 삼성물산..

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

두산이 들어갔죠 두산이.

[앵커]

두산이? 그러면 이번 SK 테라파워는 같은 소형모듈원전이지만 조금 다른 겁니까?

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

그거는 또 다른 건데요 거기는 액체 금속, 나트륨이라는 게 있어요 나트륨. 나트륨으로 원자로를 냉각하는 특별한 원자로이고요. 아까 보여드렸던 뉴스케일이나 스마트 이런 거는 물로 냉각하는 건데 보통 원전이 물로 냉각하죠. 근데 저거는 나트륨으로 냉각해요. 그래서 냉각 온도를 높일 수 있거든요. 그러면 높여진 온도를 가지고 뭘 할 수 있냐면 저기 보면 탱크가 옆에 왼쪽에 약간 빨갛게 나온 탱크가 있는데요. 그 안에 용융염이, 염이 소금이잖아요. 소금은 아니고 염인데 그 염을 가열할 수 있어요. 그 가열된 거를 저렇게 탱크에 넣고 열저장체로 쓸 수 있어요. 그러면 낮에 태양광 발전 이런 게 많아질 때는 저 원자로는 생성된 열을 저장을, 용융염을 가열하면서 저장하는데 쓰고. 밤에 태양광이 없을 때는 저기 저장된 열을 가지고 오른쪽으로 뽑아내서 그걸로 증기를 만들어서 발전을 하는 식으로 재생 에너지 자원과 원자로가 잘 조화롭게 같이 운영될 수 있는 특별한 개념의 원자로입니다.

[앵커]

또 일반 원전은 핵 폐기물 문제가 심각하잖아요 사실. 환경을 생각하면 문제가 되는데 이건 어때요?

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

저거는 또 나트륨이라는 냉각제를 쓴 거 플러스, 소위 고속 중성자 원자로라 하거든요. 그거는 증식을 할 수 있어요. 연료가 만들어지면서 연소가 되어요. 그래서 보통 원전에서는 원료를 한 번 넣으면 한 1년 반? 한 3번 교체를 하면 4, 5년 이렇게 쓰는데 저거는 20년을 쓸 수 있어요. 계속 연료가 만들어지면서 타면서 만들어져요. 그러니까 한번 넣은 연료로 엄청 많은 에너지를 뽑을 수 있어서 단위 생성된 에너지 당 발생되는 폐기물 양이 기존 원전보다 훨씬 적죠.

[앵커]

핵 폐기물 양이 훨씬 적다? 지금 SK그룹이 이번에 빌 게이츠 이사장이 세운 테라파워에 투자하기로 했는데 우리나라 소형모듈원전의 기술, 어느 정도 기술 수준입니까 우리나라는?

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

사실상 우리나라가 소형모듈원전 개발을 진작부터 했어요. 1997년부터 개발에 착수해서 15년 정도 걸려서 2012년에 소위 표준 설계 인허가라는 걸 받았어요. 그래서 그걸 사우디에다가 건설하는 걸 추진하고 있었거든요. 사우디에 일부 투자를 받아서. 근데 그게 지난 정권에서 탈원전 기조 이런 영향을 받아서 난항을 거듭하다가 지지부진된 거죠. 그래서 지금은 NUSCALE이 훨씬 진전된 SMR로 각광을 받는데 지금 사실 디자인만 놓고 보면 NUSCALE, 피동. 그게 더 안전할 수 있다. 비용도 적게 들 수 있다 이렇게 이야기할 수 있는데 이 스마트가 사실은 유용성, 실현 가능성 이런 걸로 보면 충분히 가치가 있습니다. 예를 들면 자원 개발하는 광산이라든지 쉐일 가스, 쉐일 오일 이런 거 채굴하는 데에 증기를 막 고온 고압의 증기를 뿜어서 지천에 뿜어서 채굴하는데 거기 에너지원으로. 전기를 독립적으로 공급하는 그런 에너지원으로 쓸 수 있어서 이런 게 상당히. 우리나라가 그런 거에 가깝게 되어 있습니다.

[앵커]

우리가 상당히 앞서 있네요.

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

네. 제작성, 구현성 이런 거에 제일 앞서있습니다.

[앵커]

그럼 지금 현재 이 발전 속도를 감안하면 소형모듈원전 SMR이 상용화하는 데에는 언제쯤 기대할 수 있을까요?

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

지금 이제 저 빌 게이츠가 하는 거는 2027년까지 목표로 하고 있어요. 그래서 테라파워에 나트륨이라는 SMR은 미국 DOE가 한 2조쯤 지원해서. 물론 테라파워의 반 그 정도 지원받아서. 이건 실증을 2027년까지 해라, 라는 조건 하에 미국 정부가 지원하는 거거든요. 2027년에 실증 목표이고. 아까 보여드렸던 NUSCALE 꺼, 물로 냉각하는 거는 2029년까지 직접 짓기로 실증하기로 되어있는데요. 상업적으로 많이 퍼지려면 한 2035년 이후는 되어야 될 거라 봅니다.

[앵커]

아직 조금 시간이 필요하네요. 여하튼 이런 걸 개발하는 것은 환경을 감안해서 안전성을 높이면서 또 원전의 장점을 살리면서 안전성을 획기적으로 높이는 건데. 우리 윤석열 정부 이제 들어서 기후변화 대응을 위해 나름 노력하고 있는데 전 정부와 비교한다면 이런 이산화탄소를 줄이기 위한 탄소중립 정책을 계속 추진하고 있잖아요. 어떻게 바뀌는 겁니까 윤석열 정부는?

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

전 정부하고 비교해서 아주 특징적인 차이는 탈원전을 폐기한다는 거. 이거 하나 다르죠. 재생 에너지를 혹자는 무시한다고 알고 있는데 전혀 그렇지 않습니다. 공약 내용이 탈원전은 폐기하되, 신재생 에너지와 원자력을 조화시켜서 탄소 중립을 추진하겠다 라는 게 큰 대입니다. 단지 차이가 있는 건 신재생 에너지를 과거 정부에서는 아주 급격하게, 급속하게 늘려가려고 계획했던 거를 좀 완화해야 한다. 그건 실질적으로 실현이 가능하지 않기 때문에 실현 가능한 탄소중립 정책으로 가야 한다. 그게 차이가 있지 재생 에너지를 전혀 무시하고 안 하겠다는 얘기는 아닙니다. 그리고 원자력 하는 사람들도 원자력으로 모든 우리나라에 필요한 전기를 공급할 수가 없거든요. 탄소중립이 필요한 재생에너지 하고 원자력이 같이 가야 한다 이렇게 생각하는데 좀 도가 지나치게 가는 건 지양하자 이런 거죠.

[앵커]

그럼 탄소 중립, 이산화탄소 배출 목표를 감축량을 40%를 지킨다, 그런 목표가 있잖아요.

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

네. 2030년에 소위 40%. 그게 있죠?

[앵커]

네 국가적인 목표를 공약을 했는데 그건 그대로 가는데 그럼 가는 길을..

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

수단을 바꾼다는 거죠

[앵커]

어떻게 바꾸는 거예요 정확하게?

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

지금은 예를 들면 2030 달성을 위해서 재생에너지를 30%까지, 발전비 중 30%까지 확대하겠다 이렇게 되어 있어요. 근데 원자력은 24%인가 22%인가밖에 안돼요. 탈원전을 계속하게 되면. 근데 그거를 원자력을 탈원전을 폐기하게 되면 소위 계속운전이라는 거. 지금 40년 되면 닫기로 한 원전을 계속 운전을 하고 10기 정도 쓰던 걸 계속 쓸 수 있어요. 그리고 3,4,5기. 신규로 가동하고. 2030년 되면 가동이 가능해요. 그러면 원자력의 발전 비중이 35% 밑 정도 됩니다. 그러면 원자로 발전 비중이 늘었잖아요. 그만큼 재생 에너지 발전 비중을 줄여도 되는 거예요. 한 20%대. 그것도 뭐 아주 쉽게 구현할 수 있는 비중은 아닌데 훨씬 부담이 줄어드는 거죠. 우리나라에서는 특별히 재생에너지를 할 수 있는 거는 태양광 위주로 갈 수밖에 없습니다. 태양광은 우리나라에 햇빛이 어느 정도 그래도 북유럽보다는 나은데

[앵커]

바람은 안 좋아요?

[주한규 서울대 원자핵공학과 교수]

바람은 훨씬, 북해나 이런 데보다 안 좋아서 태양광에 의지할 수밖에 없는데 그러면 태양광은 제일 단점이 뭐냐면 간헐성이에요. 계속 낮에만 뜨잖아요. 낮에 생산을 많이 해야 하고 그걸 저장을 했다가 써야 하는데 그 저장비용이 엄청나기 때문에 비중을 높이면 무리가 있는 겁니다.

[앵커]

이산화탄소 감축을 위한 노력은 지속하되 가는 길을 원전을 조금 높이고 재생에너지 비중을 조금 속도를 늦춰가면서 계속 지속하겠다는 게 우리 정부의 생각이라는 걸로 정리를 하겠습니다. 지금까지 빌 게이츠 이사장의 테라파워에 SK그룹이 투자한 것. 그리고 정부 탄소중립 정책 얘기 잘 들었습니다. 주한규 서울대 원자핵공학과 교수였습니다.

황인표 기자(red@sbs.co.kr)