[일렉트릭파워 이재용 기자] 세계적으로 원자력 산업은 새로운 국면을 맞고 있다. 기후변화 대응 청정에너지원으로 원자력이 주목받고 있으며, 분산전원 시대에 안전성이 대폭 강화된 소형 모듈운전이 주목된다.

원자력은 간헐성 에너지의 진입에 따라 교란되는 전력계통의 안전성을 확보하는 견인차 역할은 물론 특히 수소사회를 앞당기기 위한 변화에 동참하려는 노력이 지속되고 있다.

울진군(군수 전찬걸)은 4월 24일 울진군청 대회의실에서 ‘원자력 수출실증단지 조성 기본계획 연구용역 최종보고회’를 개회했다.

이날 보고회에는 전찬걸 울진군수를 비롯해 용역수행기관인 서울대학교 산학협력단 연구원과 자문위원 등 30여 명이 참석했다.

이번 연구용역은 지난 7월 전국 연구용역업체를 대상으로 제안서 접수를 받아 8월 평가위원회를 거쳐 서울대학교 산학협력단을 용역업체로 최종선정되고 지난해 9월 용역에 착수했다.

최종보고회는 울진군 원자력 수출실증단지 조성의 필요성과 지역여건, 기본구상 및 발전방향 수립, 정부정책 반영을 위한 추진전략, 수출형 원전 도입 연구, 사업추진에 대한 기대효과 분석 등을 중심으로 보고 및 토의가 진행됐다.

원자력 실증단지는 APR1400+(가칭)의 특성을 실증하고 미래지향적인 수소생산, 소형 원전 및 재생에너지 연계, 에너지 저장을 특징으로 하고 있다. 이를 담아내기 위한 기술 및 시설을 제안하고 있다.

단지 조성은 3단계로 나눠지며, 2020년부터 1단계 6년, 2026년부터 2단계 5년, 2031년부터 3단계 10년으로 구성했다.

지속가능한 성장가능 단지조성의 성공사례
연구용역 보고 및 진행은 박상덕 서울대학교 원자력정책센터 수석연구위원이 맡아 진행했으며 연구목적 및 울진군의 지리적 입지조건과 국내 사례 등을 소개했다.

국내 최대 원전 밀집지역인 울진군의 지속가능한 발전 방안을 마련해 원전 수용성을 지켜온 울진주민들에게 희망을 열어주기 위한 진행된 이번 연구는 정부가 그동안 구상하고 진행해온 환동해 경제벨트의 완성을 위한 에너지벨트를 구축하며 동해안 원자력클러스터 조성사업과의 시너지를 창출해 낼 수 있는 수출실증단지 개념을 개발하고, 경제적, 기술적 효익이 최대화되도록 연구단지를 구상했다. 또 정책적 타당성, 주민 수용성이 극대화되는 추진방안을 제시해 지역 발전은 물론 국가 원자력 수출에 기여하고자 함을 목적으로 수행됐다.

박상덕 연구위원은 “울진군은 국내 최대 원전 집적지(가공 6기, 선설 2기, 중단 2기)임에도 불구하고 원자력 관련 시설이나 기관이 없는 상황이다. 이를 위해 새로운 시설이나 기관의 설치가 시급한 상황”이라는 분석이다.

이어 “정부의 원자력 정책기조가 수출 및 안전 연구로 변화했기에 이에 맞도록 울진군 일원에 수출실증단지를 조성해 국가 원자력 수출 능력을 배가하고 나아가 새롭고 혁신적인 원전 개발에 필요한 실증을 지원함으로 울진군의 숙원을 해결하고 그동안 쌓아온 국제 경쟁력의 우위를 지속 함양할 필요가 있다”고 설명했다.

또한 동해안 에너지벨트의 구축을 위해 원자력 에너지 이외에 재생에너지, 수소 등과 조화를 이루는 에너지실증단지의 필요성이 대두되고 있어 이런 추세를 반영하는 실증단지 건설 기본계획 수립이 필요하다고 설명했다.

성공적인 국내 단지조성 사례로는 대덕연구단지와 상암 DMC 등을 예로 들었다.

대덕연구단지는 개념 정립기(1973∼1977년), 연구기반 확충기(1978∼1989년), 혁신 창출기(1990∼1999년)를 거쳐 2000년 이후, 혁신클러스터 형성기로 구분할 수 있다.

특히 대덕연구단지는 국가가 직접 관장해 연구두뇌의 집적지를 형성해 세계적 수준의 과학공원단지를 건설해 협동연구체제가 체계적으로 정착하도록 했으며, 이 과정에 학원형 전원도시로의 기능도 추가됐다. 기능면에서는 중화학공업을 지원하는 연구개발기능의 집합체적 성격도 포함했으며, 첨단기술을 산업화해 실제 활용해가는 첨단벤처기업의 입주와 함께 대덕밸리라는 명칭을 확보했다. 이렇게 대덕연구단지는 첨단기술을 활용해 연구단지와 지역사회가 함께 발전한 주요 사례로 평가되고 있다.

상암 DMC는 서울시가 2002년 DMC 지원조례를 제정 및 공표했으며, DMC 기반조성과 입주자의 유치·지원 등에 관한 필요사항을 규정함으로써 DMC의 활성화와 첨단 정보미디어산업 발전을 목적으로 하는 ‘서울특별시 디지털 미디어시티 지원조례’가 제정됐다.

상암 DMC단지 정보미디어 산업을 기준으로 후보 대상 산업군을 선정하고 핵심업종 영역으로 M&E 산업, M&E와 연관된 소프트웨어 산업, M&E와 연관된 IT 산업을 선택했다. 또 단지개발에는 살아있는 연구실과 홍보의 장이라는 추가요소도 고려됐다.

이 외에도 부산시와 기장군은 첨단기술인 방사선 융합기술을 활성화하기 위해, 방사선 의∙과학 연구시설과 산업단지를 함께 조성해 기술개발 촉진, 전문인력 양성 및 방사선 의∙과학 산업을 선도한다는 목표하에 추진 중이다.

울진의 지리적 이점 활용한 수출실증단지 조성
원자력 산업은 규제 주도의 산업으로 광범위한 연구개발과 엄격한 시험을 통한 검증을 요구한다. 원자로 인허가도 마찬가지로 원자로에 대한 완벽한 이해를 요구하고 있고 이를 검증해야 한다.

특히 원전을 개발 수출하기 위해선 자체 실증과정을 통해 설계의 기술성 및 안전성을 확보해야 한다. 부품이나 시스템별로 실증이 진행되기도 하지만 최초 원전은 파일롯 규모라도 전체실증이 필요하다. 때문에 새로운 노형 개발엔 모두 실증계획을 포함하고 있으며 이를 통해 기술이 국산화됐음을 증명할 수 있다.

울진군은 국내 최대 원전 집적지로 많은 지원을 해왔지만 발전소 외에는 별다른 원자력 관련 시설이나 기관은 없는 상태다. 그로 인해 원전 지원금 이외에는 지역에 직접적으로 원자력산업의 기여는 전무하다.

동해안 에너지벨트 등의 계획은 있지만, 계획 단계에 머물러 있어 청정에너지 기반의 에너지산업을 일으켜야 한다.

박성덕 연구위원은 “국내 원자력 기술이 세계적 경쟁력을 갖추기 위해선 새로운 기술개발과 이를 실증하는 단지가 필요하고 대덕의 원자력연구원은 포화상태며 동시에 민원의 문제가 제기되고 있어 새로운 부지가 필요하다”며 “울진의 자연여건과 인문사회적 여건 등을 살펴보면 수출실증단지로 최적지라는 결론에 도달했다”고 설명했다.

특히 울진군은 현재 가동중이거나 건설되고 있는 원전이 지역주민의 협조아래 가동 및 건설되고 있으며, 신한울 3·4호기 건설을 촉구하는 범대위 등이 적극적으로 활동하고 있어 원전수출을 가속시키고 재생에너지와의 상생을 추구하는 실증단지는 지역주민수용성에도 문제없을 것으로 분석했다.

울진 원자력 수출실증단지는 수소생산에서부터 보급전초기지 및 SMR 기기, 계통시험, 검증, 원전기기 인증 및 수출, 인허가 정보센터 등을 아우르고 있어 대전의 원자력연구원이나 정읍의 방사선 이용 및 산업화 연구, 부산 의료용 동위원소 생산·보급 및 방사성의약품 연구 등과 차별성을 두고 있다.
 
원자력실증본부와 에너지본부 등 2개 본부 구성
실증단지 예정지역은 한울원전 남쪽 비상활주로의 북쪽 지역을 포함하며 비상활주로를 기준으로 서쪽에 위치한다. 행정구역으로는 울진군 죽변면과 울진군 북면 일대에 해당한다.

단지는 원자력실증본부와 에너지본부 2개 본부로 구성된다.

원자력실증본부는 대형 원전 컴퍼넌트 실증과 소형원전 시스템 실증, 건설기술 실증 및 수출 인허가 정보센터로 구성된다.

에너지본부는 재생에너지, 에너지연계저장, 수소 생산센터로 구성된다.

기본적으로 원자력 기술 중 수출을 활성화할 수 있는 기술들을 중심으로 미래기술의 개발방향까지 포괄하도록 했으며, 특히 원자력 분야에선 피동냉각기술, 소형원전기술, 수소생산기술, 건설비 저감기술 및 정보기술에 중점을 뒀다.

재생에너지의 원활한 운용을 위해 태양광, 부하추종 연계 기술을 고려했으며 수자원의 확보와 열에너지의 효율화를 위해 담수화, 공정열도 고려했다.

단지의 운영 경제성과 일자리 창출을 위해 수소생산은 초기부터 상업적으로 운영되도록 기획됐다.

박상덕 연구위원은 “실증단지가 목표로 하는 것은 원자력·수소·에너지 산업단지로의 성장이며 이를 통해 동해안 에너지벨트의 중심이 되는 청정에너지 수출의 허브가 되는 비전이 달성될 것”이라고 전망했다.

에너지본부는 크게 ▲재생에너지센터 ▲수소생산센터 ▲에너지저장센터 ▲에너지연계저장센터로 구성된다.

원전수출 실증단지 내 재생에너지센터에는 태양광 실증 연구시설의 설비용량 1MW를 설치하며 주요 실증연구분야는 태양광 모듈 소재개발 및 성능평가지원(광전환효율 등), 가속수명평가, 원자력 및 수소연료전지와의 계통 연계 성능 검증, 수소생산효율 평가로 제안했다.

원자력수소 실증센터의 기본 구상으로는 저온 수전해, 고온 증기전해, 초고온 가스로 열화학 분해 전해기술을 각각 1·2·3단계로 진행해 나가는 것을 제안했다.

이와 함께 대규모의 원자력 수소가 생산될 경우 상당 규모의 수소 저장시설 운영이 필요할 것으로 예상했다.

원자력수출 실증단지 단계별 전략
울진 원자력수출 실증단지는 초기 건설착공 전 단계에서 20년 마스터플랜 및 세부게획을 수립하고 예타를 통한 예산확보, 부지선정, 인허가, 주민홍보 등을 위한 사업을 실시하고 건설이 확정된 후에는 건설계약, 부지정리 등 건설 준비를 위한 활동이 필요하다.

1단계 기간은 2020년부터 2025년이며 기본적으로 실증단지 추진단 구성과 초기 단계진행을 위한 세부실천계획 수립 및 정부투자를 유치하기 위한 예비타당성 관리 및 부지확보, 인허가 등의 업무를 처리해야 한다.

예타가 완료돼 정부투자가 확정되면 건설추진위원회를 구성하고 단지 조성 계획 확정, 주요 핵심시설 설계 발주, 설비 인허가, 건설 계약, 착공식을 준비하며 산업체 유치를 위한 적극적 활동을 시작해야 한다.

2026년부터 2030년까지 2단계에선 1단계의 탄력을 가속화하기 위해 건설 추진위원회를 지속 유지하면서 진행상 문제점을 파악 개선하고 추가 시설을 설치하기 위한 설계, 건설 발주 및 관리 업무를 수행하며 주민지원 활동을 통해 민원이 발생하지 않도록 관리한다.

건설 추진에 따라 완공되는 설비들의 정상운영을 위해 원자력 수출실증원(가칭)을 2단계 1년차에 발족한다. 수출 실증원이 발족하면 국제협력 활동이나 기업유치 및 주민지원 활동은 건설 추진위원회로부터 이관받는다.

3단계 사업은 2031년부터 2040년까지며 입주하는 시설이나 기업이 달라진다는 것 이외에는 2단계와 같다.

2단계 완료된 시점에서 기술과 사회환경의 변화를 반영해 전반적으로 계획을 개정하고 세부계획을 세워야 한다.

이 시점에서 세부 계획에 따라 계획기간을 다시 5년 단위로 나누는 것이 바람직하다고 제안했다. 또 실증단지 운영 성과 및 지속가능성 확보를 위해 필요한 중고급 인력 양성을 검토하고 필요시 교육기관을 유치 또는 설립을 검토 시행한다.

원자력 기술은 지난 수 십년간 안정적 전력공급의 중요한 역할을 해 왔으며, UAE에 APR1400 원자로를 수출함으로써 원자력 플랜트 수출이라는 신성장 동력을 개척했다.

원자력 실증단지는 청정에너지의 실현을 위해 APR1400+ 특성을 실증하고 미래지향적인 수소생산, 소형원전 및 재생에너지 연계와 에너지 저장을 특징으로 하고 있다.

특히 3단계부터 가동되는 150MWe급 고온증기전해시설은 연간 3만2,700톤의 수소를 생산할 것으로 전망했다. 이를 통해 연간 1,143억원의 수소 판매 매출과 181억원의 전력 판매 매출(수소생산단 가 2,944원/kg)이 발생할 것으로 추정되며 합계 금액은 1,324억원이라고 예상했다.

연구용역 보고발표를 한 박상덕 연구위원은 “지금까지 40년 이상의 투자와 노력을 통해 이룩한 원전산업 인프라는 우리나라의 귀중한 자산”이라며 “원전 수출확대는 절실하고 원전산업의 수출 확대를 위해 국가적 원자력 실증단지 조성이 필요하며, 이 실증단지는 경상북도 울진군이 최적지”라고 보고했다.