4. 탄소중립을 위한 소형원전의 역할과 가능성

 

탄소중립과 소형모듈원전의 필요성

전 세계가 탄소중립(넷제로, Net-Zero) 목표를 선언하며 화석연료 사용을 줄이고 재생에너지 비중을 높이고 있습니다. 그러나 태양광과 풍력 등 재생에너지는 간헐성 문제로 인해 항상 안정적인 전력 공급이 어렵습니다. 이 문제를 해결하기 위해 탄소를 배출하지 않는 기저부하 전원으로 소형모듈원전(SMR)이 주목받고 있습니다.

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SMR이 탄소중립에 기여하는 방식

1. 화석연료 대체
   • 기존의 석탄과 LNG 발전소를 SMR로 대체하면 온실가스 배출을 획기적으로 줄일 수 있습니다.
   • 예를 들어, NuScale SMR 12모듈은 약 500만 톤의 이산화탄소(CO2) 배출을 매년 절감할 수 있습니다. 이는 100만 대의 자동차가 1년 동안 배출하는 양과 맞먹는 수준입니다.
2. 재생에너지와의 보완적 역할
   • SMR은 재생에너지 발전량이 부족한 시기에 전력을 안정적으로 공급해 전력망의 안정성을 유지합니다.
   • 예시: 영국은 2030년까지 재생에너지와 원자력을 조합한 혼합 전력 시스템을 구축해 탄소중립을 달성할 계획입니다.
3. 수소 경제 활성화
   • 고온가스로 냉각되는 차세대 SMR은 수소 생산에 필요한 고온 증기를 공급할 수 있습니다.
   • 수소는 탄소 배출이 없는 청정 연료로, 장기적으로 수송, 산업, 에너지 분야의 탈탄소화를 이끌어갈 핵심 자원입니다. SMR은 저탄소 수소 생산 기술의 중심 역할을 할 수 있습니다.

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탄소중립 목표에 따른 국가별 SMR 전략

1. 미국:
   • 미국은 2050년까지 넷제로 목표를 달성하기 위해 원자력 비중을 높이고 있으며, NuScale 프로젝트를 주요 축으로 삼고 있습니다.
   • *미국 에너지부(DOE)**는 SMR이 재생에너지와 함께 미래 전력망의 안정성을 유지하는 핵심이라고 평가했습니다.
2. 유럽:
   • 유럽연합(EU)은 탈탄소화를 위해 원자력을 친환경 에너지원으로 분류하며, 프랑스와 영국이 SMR 개발을 선도하고 있습니다.
   • 영국은 2030년까지 최소 16개의 SMR 설비를 구축할 계획입니다.
3. 한국:
   • 한국은 2050년 탄소중립 실현을 위해 원자력과 재생에너지를 병행하며, SMR을 수소 경제 인프라로 활용할 방침입니다.
   • SMART 원자로를 활용해 국내 산업단지 및 원거리 지역에 안정적인 전력 공급을 목표로 하고 있습니다.

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SMR의 경제적·환경적 효과: 비용과 탄소 감축

항목 기존 화력발전 SMR

탄소 배출량	1MWh당 900g CO2	1MWh당 0g CO2
발전 비용	변동성 높음 (유가 영향)	안정적 (장기 비용 절감)
건설 시간	5~10년	3~5년
전력망 안정성	간헐적	안정적

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사례: 수소 생산과 SMR의 결합

• NuScale과 한화솔루션은 SMR을 활용해 수소 생산용 고온 전기분해 프로젝트를 추진 중입니다. 이 프로젝트는 2040년까지 상업용 수소 생산 설비를 구축하는 것을 목표로 하고 있습니다.
• 한국은 SMART 원자로를 활용해 수소 생산 및 해수 담수화를 결합한 모델을 사우디아라비아에 제안했습니다. 이는 산업화된 수소 경제 구축의 초석이 될 것으로 기대됩니다.

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탄소중립 시대의 SMR 전망

• SMR은 화력발전소를 대체하면서도 재생에너지와 조화를 이루는 에너지 솔루션으로 자리 잡을 것입니다.
• 재생에너지 비중이 높은 국가들에서도 SMR은 전력망을 안정화하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.
• SMR이 상용화되면 수소 생산과 같은 신산업 활성화에도 기여할 수 있어, 탄소중립과 경제성장을 동시에 실현하는 중요한 열쇠가 될 것입니다.

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결론: 탄소중립을 위한 SMR의 중요성

소형모듈원전은 탄소 배출 없는 기저부하 전원으로서, 안정적인 전력 공급과 재생에너지와의 보완적 역할을 수행합니다. 또한 수소 생산 등 다양한 응용 가능성을 통해 미래 탄소중립 시대를 준비하는 중요한 기술로 주목받고 있습니다. 주요 국가들의 적극적인 SMR 개발은 향후 탄소중립과 에너지 전환을 성공적으로 이끄는 중요한 밑거름이 될 것입니다.