약속과 함정: 핵에너지의 미래

원문 링크 : https://www.theearthandi.org/post/the-future-of-nuclear-energy

글로벌 핵 에너지 논쟁은 이제 세계 에너지 믹스에서 미래를 결정할 수 있는 중요한 핵심 변곡점에 도달했습니다. 작년 11월 글래스고에서 열린 COP26 기후 회의에 앞서 국제 에너지 기구(IEA)는 글로벌 순 제로 배출 목표를 충족하기 위해 향후 20년 동안 핵 산업의 규모가 거의 두 배가 되어야 한다고 주장했습니다.

올해 2월, 러시아의 우크라이나 침공은 깨끗한 에너지원으로서의 핵 에너지의 미래를 거의 보장하는 것처럼 보였습니다. 현재 진행 중인 갈등은 가까운 미래에 유럽이 수십 년간 러시아의 석유와 가스에 의존해 온 상태로 돌아갈지에 대한 거대한 의문을 제기했습니다.

원자력 발전소의 가장 분명한 장점은 탄소 발자국이 낮다는 것입니다. 또한 석탄이나 가스 경쟁사보다 운영 비용이 저렴합니다. 세계 원자력 협회(WNA)는 원자력 발전소 비용이 석탄 발전소 비용의 33%~50%, 가스 복합 사이클 발전소 비용의 20%~25%일 수 있다고 추정합니다. 또 다른 명확한 장점은 태양광 및 풍력과 같은 재생 에너지에 비해 원자력의 신뢰성이 더 높다는 것입니다.

장점에 반하는 것은 사고 가능성과 방해 행위 또는 핵 테러의 가능성입니다. 또한 WNA가 전 세계적으로 34,000입방미터로 추산한 핵폐기물을 어떻게 처리할 것인가에 대한 난제가 있습니다.

하지만 기후 변화 우려와 러시아의 가스 및 석유에 대한 엄격한 제한이 에너지 정책 의제의 최우선 순위가 되면서, 전 세계적인 논쟁은 핵 에너지에 유리한 쪽으로 움직이는 듯합니다.

핵 에너지의 미래는 균형을 이루고 있다

WNA는 440개의 원자력 발전소가 전 세계 전기의 약 10%를 공급한다고 추정합니다. 이는 세계에서 두 번째로 큰 저탄소 전력 공급원입니다. 하지만 이러한 성과에도 불구하고 역사를 볼 때 원자력이 미래의 글로벌 에너지 믹스에서 화석 연료를 크게 대체하는 데 성공할지는 전혀 확실하지 않습니다.

1950년대에 최초의 원자력 발전소가 가동된 이래로 진전은 엇갈렸습니다. 1970년대와 1980년대에는 미국의 Three Mile Island와 우크라이나의 체르노빌에서 발생한 사고 이후 최저점에 도달했습니다. 그런 다음 2011년 일본의 후쿠시마 사고로 인해 33개의 원자력 발전소가 모두 폐쇄되었습니다. 일본의 폐쇄는 한국에서도 마찬가지였습니다. 그리고 많은 관찰자들이 후쿠시마 사건에 대한 설명할 수 없는 과잉 반응으로 간주한 유럽에서 독일 정부는 2022년 말까지 모든 원자력 발전소를 단계적으로 폐쇄하기로 결정했습니다.

이 모든 것은 핵폐기물 처분에 대한 그린 로비의 경고로 더욱 악화되었습니다. 많은 유럽인들은 심층 지질 처분에 대해 회의적이며, 유럽 위원회도 이 아이디어에 매료되지 않았습니다.

원자력 발전소 대신 석탄을 되살리다

한편, 리스타드 에너지의 새로운 연구에 따르면 유럽의 원자력 발전 성과가 기대에 미치지 못하는 것으로 나타났습니다.

대부분 EU 국가가 핵을 지지하지만, 오스트리아, 덴마크, 독일, 룩셈부르크, 포르투갈의 5개국이 COP26에서 모여 유럽 위원회에 핵을 EU의 녹색 금융 분류에서 제외할 것을 촉구했습니다. Rystad Energy의 수석 전력 분석가인 블라디미르 페트로프는 "유럽 핵 발전소는 생산 능력을 충족시키지 못하고 있으며, 폐쇄와 감축이 역전되지 않는 한 2022년까지 평균 69%의 활용률을 보일 것으로 예상됩니다. 이는 세계 평균 76% 활용률보다 낮습니다 . " 라고 말했습니다 . 

러시아에서 천연가스 공급이 감소함에 따라 독일은 오래된 석탄 발전소를 재가동하기로 결정했습니다. 이 나라는 유럽에서 가장 큰 석탄 발전 시설을 보유하고 있으며, "2020년 설치된 석탄 발전 용량은 총 46.7기가와트(GW)로, 모두 2038년까지 점진적으로 폐쇄될 계획이었습니다. … 이 계획은 이제 뒤집혔고, 정부는 2024년 3월까지 10GW의 폐쇄된 석탄 용량의 수명을 연장하려고 노력하고 있습니다." 페트로프가 계속했습니다.

남은 세 개의 핵발전소의 수명 연장에 대한 논쟁은 독일 정부 연합을 분열시켰습니다. 독일 사회민주당(SPD)과 독일 자유민주당(FDP)은 추운 독일 겨울에 에너지 부족을 피하기 위해 적어도 2023년 여름까지 발전소 운영을 연장하고자 합니다. 녹색당(Die Grünen)은 2022년 말까지 단계적으로 폐쇄해야 한다고 주장합니다.

56개의 원자로가 전기의 70% 이상을 생산하는 프랑스는 2030년까지 최대 6개의 새로운 차세대 EPR(European Pressured Reactors II)을 건설할 계획을 계속하고 있습니다. 또한 프랑스는 2050년까지 총 용량이 25GW에 달하는 8개의 추가 EPR과 새로운 소형 모듈형 원자로(SMR)를 건설하는 것을 연구할 것으로 예상됩니다 . 영국도 핵 전력을 확장하려고 합니다. 롤스로이스가 이끄는 산업 컨소시엄은 향후 몇 년 동안 SMR 전력을 개발하기 위해 4억 500만 파운드(4억 9,460만 달러)를 지출할 것입니다.  

하지만 단기적으로 프랑스 원자력은 이번 겨울에 영국에 영향을 미칠 것으로 예상되는 몇 가지 문제에 직면해 있습니다. Electricite de France(EDF)의 원자로 출력이 급락하고 있습니다. 이로 인해 EDF는 영국과 같은 연결된 시장에서 공급을 끌어와야 했습니다. 영국 National Grid의 네트워크 운영자 이사인 핀탄 슬레이는 여러 유틸리티 발전소가 수리를 위해 중단되었으며, 가장 큰 의문은 이들이 제때 정상 운영으로 돌아갈지 여부와 이번 겨울에 프랑스로의 상호 연결 흐름에 어떤 영향을 미칠지가 될 것이라고 말했습니다.

아시아에서의 엇갈린 전망

아시아에서 중국은 현재 다른 어느 나라보다 많은 새로운 원자로를 건설하고 있습니다. 2030년까지 150개까지 건설하려는 계획은 약 5,000억 달러가 들 것으로 추산됩니다. 이러한 원자로가 건설되면 중국은 미국을 제치고 세계 최대의 핵 에너지 시스템 운영자가 될 것입니다. 중국은 또한 SMR을 실험하고 있습니다.

일본은 여전히 ​​후쿠시마 사고의 여파에서 벗어나지 못하고 있으며, 올해 3월 현재 33개의 원자로 중 10개만 다시 가동했습니다. 나머지 15개의 원자로는 재가동 승인을 받는 중입니다.

과거에는 일본 전기의 30%가 핵에서 나왔습니다. 2020년에는 그 수치가 5.1%로 줄었습니다.

한편, 24.4GWe의 순 용량을 가진 25개의 가동 가능한 원자로를 보유한 한국은 핵 에너지를 다시 받아들이기로 결정했습니다. 이 나라는 2017년 당시 문재인 대통령이 핵 에너지를 단계적으로 폐지하기로 결정하면서 잠시 중단되었습니다.

2022년 7월, 윤석열 대통령의 새로운 정부는 동해안에 있는 한울 원자력 발전소에서 두 개의 새로운 원자로 건설을 재개한다고 발표했습니다. 한국은 또한 아랍에미리트에 4기 규모의 발전소를 건설하는 것을 포함하여 원자력 기술을 수출하고 있습니다. 한국 에너지부는 2030년까지 원자력이 국가 발전량의 최소 30%를 차지하기를 원합니다. 이는 이전 목표인 27%에서 한 단계 더 높아진 것입니다.

핵 에너지는 정치적 의지에 달려 있다

핵 에너지의 미래는 이제 핵 발전 시설의 양을 늘리려는 충분한 정치적 의지에 달려 있습니다. WNA의  "Harmony" 프로그램은 2050년까지 1,000GWe의 새로운 핵 용량을 추가(현재 용량은 1,250GWe)하여 전 세계 전기 사용량의 25%(약 10,000TWh)를 공급할 것을 제안합니다. 그러나 유럽에서 볼 수 있듯이, 입법자들이 핵 에너지의 "녹색" 자격을 인정하기까지는 아직 갈 길이 멉니다.

*Nnamdi Anyadike is an industry journalist specializing in metals, oil, gas, and renewable energy for over thirty-five years.