원자력 리포트

소형모듈원자로(SMR) 해외 기술개발 동향

이지민한국원자력연구원

1. 주요국 소형모듈원자로 정책 동향
기후변화 대응 및 탄소배출 저감, 에너지 안보 확보, 2030년대 글로벌 시장 선도 등을 위하여 각국의 환경에 맞게 SMR 관련 정책을 수립·추진 중 - 민간 부문 확대, 차세대원자로 개발 지원, 실증 강조 추세 SMR 개발 지원과 동시에 규제 체계가 개발 중이며, 이는 미국과 캐나다가 선도

미국

  • 바이든 정부는 탄소중립 달성 및 청정에너지 경제 전환을 위한 혁신기술 중 하나로 SMR을 선정하고 관련 지원 정책을 시행 중임
  • 미국 에너지부 원자력실(Office of Nuclear Energy)을 주축으로 차세대원자로 개발을 지원함
  • 미국 국무부의 First 프로그램
    • 미국 행정부는 기후위기 대응 및 청정에너지 기술혁신을 위한 미국 주도의 국제협력 사업 추진을 약속함
    • 이에, 미국 국무부는 대상 국가와의 전략적 협력 강화 및 원자력 기술협력을 위한 인프라와 역량 구축 지원 프로그램인 Firtst를 공식 런칭함
    • 인도네시아, 케냐, 필리핀, 가나, 우크라이나, 에스토니아, 라트비아, 베트남 등 동남아시아 지역, 아프리카 지역, 동유럽 지역 대상의 프로그램이 진행 중임(‘22.4월 기준)
  • 미국 에너지부의 차세대원자로 실증사업(ARDP)
    • 미국 의회와 행정부는 많은 예산이 소요되는 차세대원자로 개발과 실증을 산업체의 단독 투자만으로 추진하는 것에 어려움을 인식하고, 미국 에너지부는 연방정부의 예산과 산업체의 협력을 기반으로 유망한 차세대원자로의 실증에 집중하기 위한 ‘차세대원자로 실증사업’을 2020년 5월부터 추진함
    • 차세대원자로 기술 수준에 따라 3단계 실증사업으로 구분하고, 각 사업별 참여 산업체 선정을 완료함

캐나다

  • 캐나다 연방정부는 ‘SMR 로드맵’ 및 ‘국가 행동계획’을 통한 SMR 개발·배치를 지원함
    • (SMR 로드맵) SMR 도입을 위한 4개축으로 ①SMR 실증·배치, ②관련 정책 및 법령 마련, ③국민 신뢰 확보, ④국제협력을 제시하고, 이와 관련된 53개 권고안을 제시함(‘18.11월)
    • (국가 행동계획) SMR 로드맵 달성을 위해 캐나다 연방정부, 주정부, 전력회사, 연구기관, 규제기관, 시민사회, 학계 등 119개 기관·조직이 참여하는 520여개 행동계획 수립함(‘20.12월)
  • 주정부 차원의 전략계획 토대로 청정기술 및 기후변화 대응 분야의 글로벌 리더·수출국 지위 확보 목표 수립함
  • 캐나다원자력연구소(Canadian Nuclear Laboratories)의 원자력연구이니셔티브(Canadian Nuclear Research Initiative) 프로그램 시행으로 SMR 연구개발 비용·시설 지원, 산업계와의 연계를 강화함
  • 미국과 캐나다의 차세대원자로 인허가 체계 현황
    • 미국과 캐나다의 규제기관은 SMR 개발사들과 긴밀한 협력체계를 구축하여 인허가 체계에 대응하며 시장 선점 노력 중임
    • 미국과 캐나다의 규제 체계가 국제 표준이 될 가능성이 존재함
    미국과 캐나다의 차세대원자로 인허가 체계 현황

러시아

  • 러시아 국영기업 Rosatom을 중심으로 SMR 기술개발·활성화 추진 중임
    • Rosatom은 2021년~2030년 신규 원자력기술 개발을 위해 1,503억 루블의 정부재원을 포함한 총 5,060억 루블(약 7.4조원)의 투자 계획을 정부에 제출한다고 발표함(‘21.6월)
  • 컨소시엄을 통한 차세대원자로 연구개발 협력 도모 및 규제기관의 실증로 ‘BREST-OD-300' 건설허가 발급함('21.2월)
  • 해상용 SMR 모델 6개 중 5개 모델 기술개발 역량 보유함(‘21.8월 기준)

영국

  • 원자력산업협의회(Nuclear Industry Council)을 중심으로 SMR 개발·상용화 지원
    • 총리실 주관 ‘녹색산업혁명을 위한 10대 계획’의 세 번째 과제로 ‘새롭고 혁신적인 원자력 발전 공급’을 명시하고, 탄소중립 실현을 위한 수단으로 대형원전과 SMR을 적극 활용하겠다고 밝힘(‘20.11월)
  • Rolls-Royce 컨소시엄의 'UK SMR' 프로젝트로 영국 대표 SMR 개발 가속화
    • Rolls-Royce는 영국국립원자력연구원(National Nuclear Laboratory)과 랭오크루(Laing O'Rourke)社 등이 참여한 컨소시엄은 2029년 상용화를 목표로 470 MWe급 가압경수로형 SMR을 개발 중임
  • 영국 기업·에너지·사업전략부(BEIS)는 2030년대 초 실증로 운전을 목표로 차세대모듈형원자로 기술개발 및 실증 프로그램에 1.7억 파운드를 지원하고, 고온가스로를 건설할 것을 발표함(‘21년)

프랑스

  • 마크롱 정부는 산업 전반의 친환경 전환 및 미래산업의 전략적 육성을 위한 향후 5년에 걸친 ‘프랑스 2030’ 계획에서 SMR 개발을 강조함(2030년까지 10억 유로 투자를 발표함)(‘21.10월)
  • 프랑스전력공사(EDF) 컨소시엄(CEA, Framatome社 등)을 중심으로 프랑스 대표 경수형 SMR인 NUWARD 개발에 집중

프랑스

  • 경제 분야 국가최고계획인 ‘국가5개년발전계획’을 토대로 중국의 대표 경수형 SMR인 ACP100 연구개발을 비롯한 SMR 관련 지원 정책을 수립하여, 약 90억 달러를 투자할 계획임
  • 중국핵공업집단공사(Chinal National Nuclear Corporation)을 중심으로 SMR 기술개발과 실증·상용화를 추진 중임

일본

  • 후쿠시마 원전 사고 이후 원전 제로 정책을 펼치다가 2015년 이후 원전 사용 정책으로 전환하고, 최근 탄소중립 관련 차세대원자로 개발 계획을 발표함
  • 경제산업성이 발표한 ‘2050년 탄소중립에 따른 녹색성장전략’에서 차세대원자로 개발 계획을 제시함(‘20.12월)

2. 소형모듈원자로 개념 및 주요 노형별 특징
SMR 개발사들은 각국의 지원책에 힘입어, 상용 원전에서 입증된 기술을 활용하며 더욱 진보된 설계개념을 도입하거나 경쟁력 확보를 위한 혁신기술 개발에 집중하며 독자적 SMR 모델을 개발함과 동시에 인허가 절차 진행 중 - 경수형 SMR이 가장 많이 개발 중이며, 범국가적 기술협력을 통한 공동 개발 추세 - 대부분 실증로 건설계획 수립 중이며, 이미 건설 중이거나 가동 중 SMR도 존재

  • SMR 개발 현황
    • 전 세계적으로 약 70개 이상의 SMR 이 개발 중임(‘21.8월 기준)
      전 세계 SMR 개발 지도 및 주요국 노형별 SMR 개발 현황
  • 개발 중인 주요 SMR 세부내용 확인은 위의 파일을 다운로드 하세요.
    노형별 주요 SMR 모델

3. 요약 및 시사점
  • 지구적 기후변화 대응을 위한 탄소중립 달성과 동시에 에너지 안보 확보와 경제 성장을 이끌어야 하는 새로운 시대적 도전에 직면하였으며, 특히 SMR의 가치가 부각됨
  • 원자력 주요국은 각국의 환경에 맞는 SMR 개발 지원책을 추진 중이며, 여러 개발사들은 시장경쟁력 확보를 위한 독자적 모델을 개발 중임
  • 우리나라는 세계 최고 수준의 원자력 공급망과 연구개발 역량을 토대로 ‘혁신형 소형모듈원자로(i-SMR)' 개발에 착수(2028년 까지 개발 및 표준설계인가 획득 계획)했을 뿐만 아니라, 소듐냉각고속로(SFR), 초고온가스로(VHTR) 등 차세대원자로 기술 확보 노력을 지속 중임
  • 기존 대형원전이 주로 기저부하 수요에 활용되어 온 반면, SMR은 탄력운전 뿐만 아니라 수소 생산, 플랜트 열에너지 공급과 같은 비전력분야에의 응용이 중요함. 이에 비전력분야 전문 민간기업이 SMR 개발 초기부터 투자·참여할 수 있는 여건 조성이 필요함
  • 글로벌 경쟁력을 강화한 한국형 SMR 개발을 위해 산·학·연 기술개발 역량 결집 및 국가의 지속적이고 전략적인 지원이 필요한 시점임