SMR 개요
소형 모듈형 원자로(SMR)는 최대 300 MWe의 전력을 생산할 수 있는 소형 원자로로, 기존의 대형 원자로와는 달리 모듈화된 설계를 통해 다양한 환경에 적응할 수 있습니다. 이러한 설계는 주요 구조물과 기기를 모듈 단위로 공장에서 제작할 수 있게 하여 설치와 유지보수를 용이하게 합니다. 또한, SMR은 노후된 화력 발전소 부지를 재활용할 수 있는 가능성을 제공하여, 기존의 에너지 인프라를 효율적으로 활용할 수 있는 장점을 가지고 있습니다. 1 2
SMR의 중요성은 그 설치와 운영의 용이성에 있습니다. 기존의 대형 원자로에 비해 SMR은 모듈화된 설계를 통해 다양한 지역에 쉽게 적용될 수 있으며, 이는 에너지 공급의 유연성을 크게 향상시킵니다. 특히, SMR은 탄소중립을 달성하기 위한 주요 수단으로 주목받고 있으며, 재생에너지를 보완하는 전원으로 활용될 수 있는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성은 SMR이 다양한 에너지 수요에 대응할 수 있는 유연한 솔루션임을 보여줍니다. 2 3
SMR은 환경적으로도 많은 이점을 제공합니다. 탄소 배출이 적어 환경에 미치는 영향을 최소화하며, 재생 가능 에너지와의 조합을 통해 지속 가능한 에너지 솔루션을 제공합니다. 이러한 특성은 SMR이 에너지 믹스 시대에 중요한 역할을 할 수 있음을 보여줍니다. 또한, SMR은 낮은 자본투자와 빠른 시공으로 인해 대형 원전에 비해 보다 실용적이고 완성된 기술로 증명되고 있습니다. 4 5
주요 개발 기업
NuScale은 미국에서 유일하게 규제 승인을 받은 소형 모듈형 원자로 기술 제공업체로, 상업적 배치를 준비 중입니다. NuScale Power Module™은 소형이면서도 안전한 가압수형 원자로로, 각 모듈이 77 MWe의 전력을 생산할 수 있으며, 최대 924 MWe까지 확장 가능한 유연한 구성을 제공합니다. 이러한 기술은 다양한 응용 분야에 원자력을 공급할 수 있는 가능성을 열어줍니다. 6 7
TerraPower는 미국 에너지부와의 공공-민간 파트너십을 통해 Natrium 프로젝트를 진행 중이며, 2030년까지 운영을 목표로 하고 있습니다. Natrium 원자로는 액체 금속을 사용하여 열을 전달하며, 낮은 압력에서 자연적으로 냉각되는 특성을 가지고 있어 현재의 어떤 원자로보다 간단하고 안전합니다. 이러한 혁신적인 에너지 저장 시스템은 TerraPower의 기술적 우위를 보여줍니다. 8 9
Westinghouse는 AP300 SMR의 설계 인증을 2027년까지 완료하고, 2030년까지 첫 건설을 시작할 계획입니다. 이 원자로는 2030년대 초에 가동될 예정이며, 제조, 엔지니어링 및 건설 단계에서 체코 GDP에 292.7억 크로나를 기여할 것으로 예상됩니다. 이는 80,000명의 고용을 창출할 수 있는 경제적 효과를 가져올 것입니다. 10 11
Rolls-Royce는 공장에서 완전히 제작된 SMR을 통해 비용 효율성을 높이고, 이를 모듈로 운송하여 현장에서 조립하는 방식을 채택하고 있습니다. 이는 건설 활동을 크게 줄이고 SMR을 상품화 가능한 제품으로 만듭니다. 이러한 SMR의 배치는 영국 소비자에게 전기 비용 절감을 제공할 수 있으며, 풍력 및 태양광 발전과 경쟁할 수 있는 신뢰할 수 있는 대안이 될 것입니다. 12 13
Rosatom은 2019년 12월 러시아의 북부 도시 Pevek에서 부유식 전력 유닛 Akademik Lomonosov를 그리드에 연결하여 자체 SMR 설계를 실현한 최초의 원자력 공급업체입니다. Rosatom의 주력 SMR 기술은 RITM200 원자로로, 이는 러시아 핵 쇄빙선 함대에서 소형 원자로를 운영한 다년간의 경험을 바탕으로 개발되었습니다. 이러한 기술은 Rosatom이 글로벌 시장에서 입지를 강화하는 데 기여하고 있습니다. 14 15
기술적 특징과 안전성
SMR의 기술적 혁신은 모듈화된 설계에 있습니다. NuScale Power Module™은 소형이면서도 안전한 가압수형 원자로로, 각 모듈이 77 MWe의 전력을 생산할 수 있으며, 최대 924 MWe까지 확장 가능한 유연한 구성을 제공합니다. 또한, GE Hitachi의 BWRX-300은 혁신적이고 단순화된 구성을 통해 건설에 필요한 콘크리트와 강철의 양을 줄였으며, 전력 생산 및 수소 생산, 담수화, 지역 난방 등 다양한 산업 응용에 배치될 수 있는 비용 경쟁력을 갖추고 있습니다. 6 16
SMR은 자연 순환 시스템과 같은 수동적 안전 시스템을 통해 높은 안전성을 보장합니다. NuScale의 SMR은 Triple Crown for Nuclear Plant Safety™로 입증된 완전 수동 안전 시스템 설계를 제공하며, 이는 운영자나 컴퓨터의 개입 없이도 원자로가 안전하게 셧다운되고 자체 냉각될 수 있음을 보장합니다. GE Hitachi의 BWRX-300은 증기 응축과 중력을 이용하여 최소 7일 동안 전력이나 운영자 개입 없이도 자체 냉각이 가능합니다. 17 16
SMR은 방사성 물질의 방출을 최소화하는 설계를 통해 환경에 미치는 영향을 줄입니다. Rosatom의 RITM 시리즈 원자로를 사용하는 소형 원자력 발전소는 여러 수준의 장벽을 통해 방사성 물질이 대기 중으로 방출되는 것을 차단합니다. 이러한 안전 시스템은 사고 가능성을 방지하며, 환경에 대한 영향을 최소화하는 데 기여합니다. 14 15
경제성과 시장 전망
SMR은 대형 원자로에 비해 초기 투자 비용이 낮고, 운영 비용 절감 효과가 큽니다. NuScale의 연구에 따르면, 12모듈, 924 MWe 설계의 전력 비용은 MWh당 $64로, 생산 비용 변동성을 줄이면서도 경쟁력 있는 경제성을 제공합니다. GE Hitachi의 BWRX-300은 혁신적이고 단순화된 구성을 통해 건설에 필요한 콘크리트와 강철의 양을 줄였으며, 이는 전력 생산 및 다양한 산업 응용에 배치될 수 있는 비용 경쟁력을 갖추고 있습니다. 17 16
SMR은 전 세계적으로 에너지 수요가 증가하는 지역에서 중요한 역할을 할 수 있습니다. NuScale은 전력 생산, 데이터 센터, 지역 난방, 담수화, 상업 규모의 수소 생산 및 기타 공정 열 응용을 위한 원자력 에너지를 공급하여 다양한 고객을 지원할 수 있는 좋은 위치에 있습니다. 또한, Rolls-Royce의 SMR 배치는 영국 소비자에게 전기 비용 절감을 제공할 수 있으며, 이는 풍력 및 태양광 발전과 경쟁할 수 있는 신뢰할 수 있는 대안이 될 것입니다. 12 18
SMR은 재생 가능 에너지와의 조합을 통해 에너지 시장에서 경쟁력을 갖출 수 있습니다. SMR은 높은 경제성과 안전성을 바탕으로 재생에너지를 보완하는 전원으로 활용될 수 있는 특성을 가지고 있어, 탄소중립 달성의 주요한 수단으로 주목받고 있습니다. GE Hitachi의 BWRX-300은 전력 생산 및 다양한 산업 응용에 배치될 수 있는 비용 경쟁력을 갖추고 있어, 에너지 시장에서의 경쟁력을 강화할 수 있습니다. 16 3
미래 가능성과 도전 과제
SMR은 에너지 전환의 중요한 요소로, 지속 가능한 에너지 공급을 위한 핵심 기술로 자리잡을 것입니다. NuScale은 전력 생산, 데이터 센터, 지역 난방, 담수화, 상업 규모의 수소 생산 및 기타 공정 열 응용을 위한 원자력 에너지를 공급하여 다양한 고객을 지원할 수 있는 좋은 위치에 있습니다. 또한, Rolls-Royce의 SMR 배치는 영국 소비자에게 전기 비용 절감을 제공할 수 있으며, 이는 풍력 및 태양광 발전과 경쟁할 수 있는 신뢰할 수 있는 대안이 될 것입니다. 12 18
SMR의 상업적 성공을 위해서는 기술적 안정성과 효율성의 지속적인 개선이 필요합니다. NuScale Power Module™은 소형이면서도 안전한 가압수형 원자로로, 각 모듈이 77 MWe의 전력을 생산할 수 있으며, 최대 924 MWe까지 확장 가능한 유연한 구성을 제공합니다. GE Hitachi의 BWRX-300은 혁신적이고 단순화된 구성을 통해 건설에 필요한 콘크리트와 강철의 양을 줄였으며, 이는 전력 생산 및 다양한 산업 응용에 배치될 수 있는 비용 경쟁력을 갖추고 있습니다. 6 16
각국의 규제와 정책이 SMR의 상용화에 중요한 영향을 미칠 것입니다. NuScale은 미국에서 유일하게 규제 승인을 받은 소형 모듈형 원자로 기술 제공업체로, 상업적 배치를 준비 중입니다. TerraPower는 미국 에너지부와의 공공-민간 파트너십을 통해 Natrium 프로젝트를 진행 중이며, 이러한 정책적 지원은 SMR의 상용화에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 8 7
SMR의 초기 투자 비용과 시장 진입 장벽을 극복하기 위한 전략이 필요합니다. NuScale의 프로젝트 비용은 2018년 $4.2 billion에서 2023년 $9.3 billion으로 증가하였으며, 이는 경제적 비효율성을 나타냅니다. 그러나 NuScale은 12모듈, 924 MWe 설계의 전력 비용을 MWh당 $64로 설정하여, 생산 비용 변동성을 줄이면서도 경쟁력 있는 경제성을 제공하고자 합니다. 17 19