"낡은 원자로도 고쳐 쓴다"…세계 각국, 원전 수명 늘리기 안간힘

기후 목표와 에너지 위기로 인해 국가들은 원자로의 수명을 두 배로 늘리고 있다. 그러나 수요 급증으로 원자력 발전소가 한계에 도달했다.

무탄소 전력의 매력은 그 어느 때보다 강하다. 국가들이 탄소배출량을 줄이고 기후 목표를 달성하기 위해 필사적으로 노력함에 따라 세계는 또한 전통적인 화석연료의 부족에 직면해 있다. 이 모순에 대한 대답은 뜻밖의 방향으로 전환되었다. 원자로를 예상보다 훨씬 더 오래 가동하는 것이다.
원자로를 얼마나 오래 가동할 것인가? 이미 세계의 많은 시설이 일반적인 40년 수명으로 간주되는 것보다 훨씬 더 오래 가동될 예정이다. 운영자들은 일부 원자로를 최대 80년 동안 가동하도록 추진하고 있다. 이는 미국인의 평균 기대수명인 77년을 훨씬 뛰어넘는 것이다. 이제 연구자들은 기계가 100년 동안 전기를 계속 생산할 수 있는지 여부를 검토하기 시작했다.

미국 원자로는 세계에서 가장 크고 가장 오래된 것 중 하나이다. 미국에는 평균 수명이 42년인 92개의 원자로가 있다.

현재 가동 중인 세계 원자로의 3분의 2가 2020년대 말까지 연장된 시간에 가동되어, 지구 행성의 운명(결과)에 영향을 미치는 위험한 실험에서 원자로가 설계되거나 허가받은 것보다 더 오래 우라늄 원자를 분열시킬 것이다.

수석 핵 분석가인 크리스 가돔스키(Chris Gadomski)는 "그들은 지금까지만큼 오래 운영될 것으로 예상되지 않았다"며 "100년 된 원자로 옆에 살고 싶은지 잘 모르겠다"고 비꼬았다.

미국에서 6개의 원자로가 최대 80년 동안 연장을 받았고 25개 이상의 운영자가 동일한 갱신을 신청하거나 발표했다.

퍼시픽 가스 & 일렉트릭(Pacific Gas & Electric, PG&E)은 캘리포니아의 2개 디아블로 캐니언 발전소(Diablo Canyon) 원자로에 대해 20년 연장을 신청했지만 2030년까지 운영할 계획이다.
불과 몇 년 전만 해도 100년 된 원자로에서 전력을 생산한다는 생각은 상상조차 할 수 없었다. 그러나 미국과 유럽연합은 2030년까지 온실가스 오염을 최소 50% 줄이겠다고 약속했으며 70개국 이상이 순 제로 목표를 설정했다. 이런 목표를 빠르게 달성할 수 있는 방법을 찾아야 한다는 압력이 커지고 있다. 이는 전 세계가 탄소배출이 없는 원자력 발전의 위험을 통제할 수 없는 기후 변화와 자연 재해에 대비하도록 강요하고 있다.

현재 원자로가 전기의 약 15%를 생산하는 영국은 2050년까지 그 수치를 25%로 끌어올리기를 원한다. 한편 미국은 노후화된 원자로를 유지하기 위해 원자력 보조금에 60억 달러를 쏟아붓고 있다. 프랑스는 새 발전소를 건설할 계획이며 벨기에, 핀란드, 슬로바키아를 포함한 국가들은 원자로 수명을 연장하고 있다. 세계 최대의 핵보유국 중 하나인 독일은 2022년에 폐쇄될 예정인 3기의 가동 중지를 유예했다. 심지어 2011년 후쿠시마 재해의 본고장인 일본도 원자력을 다시 수용하고 있다.

대부분의 미국 원자로는 2050년까지 광범위한 수리가 필요할 수 있다.

최근의 변화 이전에는 수십 년간의 비판, 반대, 재정 투쟁으로 인해 서구 경제의 원자로가 때로 조기에 폐쇄되었다. 투자도 업계에서 빠져나갔고 새 공장 건설도 줄어들었다. 개발자들이 오늘 기공식을 시작하더라도 대규모 신규 공장 건설에는 종종 10년 이상이 소요되는데, 이는 2030년까지 탄소배출량을 줄이는 시급한 작업을 수행하기에 충분히 빠르지 않을 것이다.

파이프라인에 있는 새로운 발전소가 거의 없기 때문에 원자력 부흥은 노후화된 원자로를 통해서만 이루어질 수 있다.

위험은 명백하다. 노후한 시설의 부서지기 쉬운 콘크리트와 강철은 적절하게 유지·관리 및 수리하지 않으면 사고 위험이 높아질 수 있다. 공정하게 말하면, 제2차 세계대전 이후 10년 동안 상업용 원자력 발전소가 가동되기 시작한 이래 사고는 소수에 불과했다. 그것들은 드물지만 엄청난 재난 가능성도 가지고 있다.


노후 발전소는 안전한 작업 조건을 유지하기 위해 비용이 많이 드는 수리 및 유지가 필요하지만 격납 건물 또는 원자로 용기의 손상으로 인해 작동이 불가능할 수 있다.

1986년 체르노빌 멜트다운은 수십 명의 직접적인 사망을 초래했으며 수세기 동안 뉴욕시보다 3배 더 큰 땅을 사람이 살 수 없게 만들었다. 수백만 명이 잠재적으로 암을 유발할 수 있는 방사선에 노출되었다.

25년 후, 일본의 후쿠시마 제1원전 붕괴로 인해 10만 명 이상의 사람들이 피난을 떠났고 통제하려면 여전히 수백억 달러가 필요할 것이다.

원자로가 이렇게 오랫동안 가동된 적이 없다는 사실은 업계를 미지의 영역에 놓이게 하여 이미 논란이 되고 있는 전력을 더 위험하게 만든다.

또한 수천 년 동안 위험할 정도로 방사능이 남아있는 원자로 폐기물을 처리하는 데 드는 비용과 환경적 위험도 있다. 최초의 원자로가 전력을 생산하기 시작한 지 70년이 지난 지금, 대부분의 국가는 아직 장기 폐기물을 보관할 수 있는 중앙집중식 저장소를 건설하지 않았다. 이 모든 것이 원자력 발전이 지속적으로 감소하는 이유를 분명히 보여준다. 1990년대 중반 세계 전력의 약 18%에서 오늘날 약 10%로 떨어졌다.

오랫동안 원자력 에너지로 분열되어 있던 독일과 같은 국가는 이제 어려운 상황에 처해 있다. 천연가스 공급은 제한적이며 우크라이나에서 러시아의 장기전은 상황을 더욱 희박하게 만들고 있다.

한편, 풍력·태양광·수력 발전에 대한 의존도는 다루기 힘든 것으로 판명되었다. 이는 캘리포니아의 겉보기에 여름 정전에 대한 끊임없는 위협과 작년 유럽 에너지 가격의 급등에서 볼 수 있다. 원자력의 매력 중 하나는 재생에너지와 달리 원자로가 흐린 날이나 고요한 밤에도 24시간 전력을 공급한다는 점이다.


많은 전문가들은 또한 원자력 발전을 늘리지 않고는 2050년까지 세계 순 제로 목표 달성은 거의 불가능할 것이라고 주장한다.

저탄소 공급원은 2021년에 전 세계 전력 공급의 약 40%를 제공했으며 이는 20년 전보다 약 4%포인트 증가한 것이다. 그 이유는 재생 가능 에너지가 확장되는 동안 원자력 발전은 축소되기 때문이다. 이 사이트는 때때로 가스 발전소로 대체되어 탄소배출량을 증가시켰다.

라파엘 마리아노 그로시(Rafael Mariano Grossi) 국제원자력기구(IAEA) 사무총장은 이 발전소의 장기 운영을 "지구 온난화와의 싸움에서 숨은 영웅"이라고 불렀다.


2025년 폐쇄 예정인 퍼시픽 가스& 일렉트릭(PG&E)에서 운영하는 논란이 많은 디아블로 캐니언 발전소는 최소 2030년까지 운영할 수 있도록 라이선스 연장을 신청할 예정이다.

양극화된 논쟁이 더 많은 원자력 발전 방향으로 빠르게 흔들리면서 관리들은 폐쇄 계획을 뒤집거나 연기하고 있다. 후쿠시마 재해 이후 모든 발전소를 폐쇄한 일본은 더 많은 원자로를 재가동하기 위해 움직이고 있으며 원자로 수명의 일부를 연장하는 것에 대해 논의하고 있다. 독일은 마지막 원자로 폐쇄를 연기했다. 미국에서는 가장 최근인 5월 폐쇄 몇 주 후 관리들이 지역 기후 목표를 달성하기 위해 부분적으로 시설을 재개할 것을 요구했다.

시설은 일반적인 40년 라이선스를 추가해 20년 동안 연장하고 있으며 일부 시설은 두 번 연장하여 기대수명을 효과적으로 두 배로 늘렸다.

확장에는 일반적으로 상세한 검사 및 유지·관리 계획이 필요하다. 업계를 규제하는 국제기구가 없으므로 감독은 개별 국가에 맡겨진다.

원자력을 장려하는 정책 연구 그룹인 굿 에너지 컬렉티브(Good Energy Collective) 전무이사인 제시카 러버링(Jessica Lovering)은 운영자가 원자력 발전소의 정기적인 수리 및 업그레이드에 기꺼이 투자하는 한 "기술적으로 영원히 운영하는 것을 막을 수 있는 것은 아무것도 없다"고 강조했다.

미국 최대 전력회사 중 하나인 듀크 에너지(Duke Energy Corp.)는 이미 11기의 원자로를 80년이 될 때까지 가동할 계획을 세우고 있다. 이 전략은 처음에는 주로 경제성에 기반을 두었다. 왜냐하면 큰 발전소를 계속 운영하는 것이 합리적이기 때문이라고 회사의 라이선스 갱신 이사인 루넷 네이더(Rounett Nader)가 설명했다. 그러나 최근 몇 년 동안 필요에 따라 무탄소 전기를 제공하는 능력이 더 중요해졌다.

그녀는 "기후가 한 요인이었지만 오늘날처럼 큰 문제는 아니었다"며 "훨씬 더 중요해졌다"고 평가했다.

공장이 노후함에 따라 운영자는 더 빈번하고 더 많은 비용이 드는 수리를 예상해야 한다. 또한 크고 복잡한 시스템에서 발생할 수 있는 예상치 못한 문제에 대비해야 한다. 이는 24시간 가동되도록 설계되었기 때문에 부분적으로 높이 평가되는 발전소에 더 많은 가동 중지 시간을 의미할 수 있다.

프랑스 전력(Electricite de France SA)이 프랑스의 56개 원자로 중 16개에서 응력 부식 균열을 발견한 후 2022년에 원자력 발전량이 30년 만에 최저치로 떨어진 프랑스에서 일어나고 있는 일이다. 원자력 발전소의 전기는 기술자들이 수리를 마치는 2023년에 정점보다 약 3분의 1 정도 낮게 유지될 것이다.

프랑스 남서부에 골페치 EDF(Golfech EDF) 원자력 발전소가 있다. 이 발전소의 두 장치 중 하나는 응력 부식 유지 관리 문제로 인해 오프라인 상태이다.

베를린에 기반을 둔 핵 분석가인 마크 히브스(Mark Hibbs)는 "모든 것이 최적으로 작동하는 기간의 끝에 도달했다"고 지적했다.

듀크(Duke)의 네이더(Nader)는 엄격한 유지 관리 프로그램이 장기간의 정전을 방지하는 데 도움이 될 수 있다고 전했다. 회사의 원자로는 평균 90% 이상의 시간 동안 서비스 중이다. 이는 원자력 발전소 가동률이 80%에 가까웠던 산업 초기보다 나은 것이다. 그녀는 운영자가 최근 수십 년 동안 특히 훨씬 더 짧아진, 더 잘 관리된 연료 보급 중단을 통해 전문 지식을 얻었다고 덧붙였다.

네이더는 "공장이 그 어느 때보다 잘 운영되고 있다"고 자랑했다.

그러나 정기적인 서비스에도 불구하고 수리할 수 없는 일부 구성요소가 있다. 여기에는 가장 많은 방사능 성분을 수용하는 거대한 격납용기가 포함된다.

적어도 지금까지는 그 위험이 원자력에 대한 관점의 대대적인 변화를 막지 못했다.

굿 에너지 컬렉티브의 러버링(Lovering)은 “이러한 플랜트들을 계속 열어두면 미적분학이 변화하고 있다”며 “경제학은 바뀌지 않았지만 기후경제학은 바뀌었다”고 주장했다.


김세업 글로벌이코노믹 기자