VOL. 49
원자력 e-뉴스레터는 과학기술정보통신부가
원자력의 연구 개발과 올바른 이용을 알리기 위해 매월 발간하는 종합 소식지입니다.
한국원자력연구원 정책연구부
탄소중립 달성, 전력수요 증가, 에너지 안보 중요성 증대 등 국내·외적으로 원자력의 역할이 재조명되고 원전 활성화를 위한 다양한 정책들이 추진 중
이러한 시기에 국내 원전산업 생태계 경쟁력 증진을 위한 시사점을 도출하고자 국내·외 원전 산업시장 및 공급망 현황을 정리·분석함
EU집행위는 원전을 녹색분류체계에 포함시키고 미국은 청정전력생산원(CFE)에 포함시키는 등 국가별 온실가스감축(NDC) 실천계획에서 신재생에너지와 더불어 핵심 수단으로 부각
세계 최종에너지 소비 내 전력 비중은 20%(’21년)에서 ’30년에 22~28%, ’50년에 28~52%로 증가 전망
러시아의 우크라이나 침공(’22.2~)으로 촉발된 천연가스 가격 급등으로 세계적으로 천연가스 의존도를 낮추는 추세이며, 에너지 자원의 무기화 우려로 미국, 유럽 등 선진국을 중심으로 안전성과 신뢰성이 있는 원자력 이용으로 전환
분야 | 정부정책 |
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일감 조기 창출 |
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원전 수출 적극 추진 |
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금융애로 해소 |
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기술역량 강화 |
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인력양성 |
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’21년 말 기준, 32개 국가에서 440여기가 운영 중인 원전은 세계 전력생산량의 약 10%를 담당하고 있으며 지난 반세기 동안 660억 톤의 이산화탄소 배출 감소에 기여
향후 30년간 전력시장에서 원전 설비용량은 약 2배가량 증가가 예측되며, 非전력 시장에서도 저탄소 수소 생산 등 활용성이 증대될 것으로 전망
지역 | 전기에너지 비중(%) |
총 설비용량 (GWe) |
원자력 설비용량 (GWe, 비중) |
총 전기생산량 (TWh) |
원자력 전기생산량 (TWh, 비중) |
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북미 | 22.0 | 1,428 | 109(7.6%) | 4,800 | 858(17.9%) |
라틴 | 20.0 | 495 | 5.1(1.0%) | 1,679 | 36(2.1%) |
아시아 | 21.6 | 3,989 | 118(3.0%) | 13,528 | 681(5.0%) |
중동 | 19.7 | 399 | 3.2(0.8%) | 1,299 | 12(0.9%) |
유럽 | 18.2 | 1,553 | 153(9.9%) | 4,580 | 1,054(23.0%) |
아프리카 | 9.8 | 250 | 1.9(0.8%) | 852 | 12(1.4%) |
세계 | 19.5 | 8,208 | 390(4.8%) | 27,007 | 2,653(9.8%) |
’21년 세계 총 전력 생산에 있어 저탄소 발전원은 수력(16%), 원자력(10%), 풍력(7%), 태양광(4% 등) 약 38% 차지
지역 | 아프리카 | 아시아 | 동유럽 | 북미 | 라틴 | 서&중앙유럽 | 세계 | |
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가압경수로 (PWR) |
운영 중 | 2 | 99 | 40 | 61 | 2 | 98 | 302 |
건설 중 | - | 29 | 6 | 2 | 2 | 6 | 45 | |
비등경수로 (BWR) |
운영 중 | - | 20 | - | 33 | - | 8 | 61 |
건설 중 | - | 2 | - | - | - | - | 2 | |
가압중수로 (PHWR) |
운영 중 | - | 24 | - | 19 | 3 | 2 | 48 |
건설 중 | - | 3 | - | - | - | - | 3 |
’21년 기준, 세계 전력 수요는 24,700 TWh로 최종 에너지 소비에서 20%를 차지하고 있으며, ’30년에는 22~28%, ’50년에는 28~52%에 이를 것으로 추정
’23년 기준, 세계적으로 청정 에너지에 1조7,000억 $ 이상이, 화석 에너지 공급에 9,500억 $가 투자될 것으로 예상되며, 특히 저탄소 발전원은 ’21~’30년 동안 연평균 1조1,000억 $ 이상의 투자가 필요할 것으로 전망
’21년 기준, 세계에서 상업적으로 판매된 열에너지의 90%는 화석연료에서 공급되었으며 13억 톤의 이산화탄소를 배출함. IEA의 ‘탄소중립 시나리오’에 의하면 저탄소 에너지원은 ’30년 전체 열 공급량의 40%, ’40년에 거의 %10에0 이를 것으로 전망
’20년 저탄소 수소 생산량은 세계 수소 생산량 90 Mt의 10% 수준이었으나, ‘탄소중립 시나리오’에 의하면 ’50년에는 전 세계 수소 생산량(500 Mt)의 대부분이 청정 수소로 예측
수소의 생산방식에 따른 분류체계는 국가별로 다소 상이하지만, 탄소포집저장(CCS) 기술로 생산과정에서 탄소를 제거한 ‘블루수소’ 또는 생산과정에서 탄소배출이 없는 ‘그린수소’를 저탄소 수소에 포함(원자력의 경우 그린수소에 포함하거나(영국), 별도로 분류(미국은 핑크, 독일은 옐로우))
국가 | 원자력 활성화 주요 정책 및 전략 |
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미국 |
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프랑스 |
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영국 |
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일본 |
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중국 |
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러시아 |
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(고성장) : ’30년까지 가동중 원전 8%가 폐쇄되고 약 90 GWe가 추가되며, ’50년까지 390 GWe가 순차적으로 증설 가정
(저성장) : ’30년까지 가동중 원전 18%가 폐쇄되고 약 60 GWe가 추가되며, ’50년까지 폐쇄와 신설이 거의 유사하게 이뤄짐을 가정
-영국의 Rolls-Royce는 ’35년까지 세계에서 65∼85 GWe 규모의 SMR 시장 전망
-SMR이 갖고 있는 다양한 활용성에 기반, 석탄화력 대체, 분산전원, 열 공급, 해양 선박추진, 수소생산 등에서 수요 발생
美 DOE의 ‘C2N(Coal-to Nuclear transition) Plan’에 의하면 분석 대상 미국 내 석탄화력발전(폐지된 157곳(336기) 및 운영 중인 237곳(497기)의 발전소) 중 80%가 GW 단위보다 작은 선진원자로로 대체 적합
국가 | 현황 |
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미국 |
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캐나다 |
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러시아 |
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영국 |
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중국 |
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일본 |
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국가 | 노형 | 현황 | 완공계획 |
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미국 (NuScale Power) |
VOYGR™ (77 MW/가압경수로) |
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’29년 |
미국 (Holtec) |
SMR-160 (160 MW/가압경수로) |
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’30년 이후 |
미국 (X-Energy) |
Xe-100 (80 MW/고온가스로) |
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’30년 이후 |
미국 (Kairos Power) |
KP-FHR (140 MW/용융염원자로) |
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’30년 이후 |
캐나다 (ARC) |
ARC-100 (100 MW/소듐냉각고속로) |
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’29년 |
캐나다 (Moltex Energy) |
Stable Salt Reactor (300 MW/용융염원자로) |
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’30년 이후 |
러시아 (OKBM) |
KLT-40S (35 MW/가압경수로) |
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운영 중 |
러시아 (NIKIET) |
BREST-OD-300 (300 MW/납냉각고속로) |
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’26년 |
미-일 (TerraPower, GE-Hitachi) |
Natrium (345 MW/소듐냉각고속로) |
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’30년 이후 |
미-일 (GEHitachi) |
BWRX-300 (300MW/비등경수로) |
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’28년 |
영국 (Rolls-Royce 컨소시엄) |
UK SMR (470MW/가압경수로) |
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’30년 이후 |
프랑스 (EDF 컨소시엄) |
NUWARD™ (340MW/가압경수로) |
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’30년 이후 |
중국 CNNC |
ACP100 (125MW/가압경수로) |
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’26년 |
한국 (KAERI) |
SMART (110MW/가압경수로) |
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’30년 이후 |
원전 공급 시장은 소규모 고부가가치 특화 시장으로 국제적으로 소수 업체(국영, 민간)가 자회사나 현지 업체와의 전략적 제휴를 통해 일괄적이고 독자적인 공급망을 구축 중이며 우리나라는 건실한 대형 원전 공급망과 타국 대비 우수한 기술 경쟁력을 갖추고 있음
최근 국내 원전 공급망 구성 기업들이 당면한 난관을 극복하고 지속적인 경쟁력을 유지하기 위해서는 지속적 일감확보, 보상제도 마련, 후행 핵주기 사업 적기추진, SMR 공급망 적기 구축 등이 필요
공급망 | 업무 분야 | 역무 |
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설계 | 종합설계(A/E) | 구조물 배치부터 상세구조 설계까지 원전 플랜트 건설 전반에 대한 설계 |
계통설계(S/D) | 원자로 운전관련 계통(원자로, 냉각계통, 제어계통, 정지계통, 안전보호계통)에 대한 설계 | |
제조/건설 | 주기기 | 핵증기공급계통(원자로, 증기발생기, 가압기, 원자로냉각펌프 등), 터빈발전기계통(고압/저압터빈, 발전기, 습분분리기, 재열기 등)을 제조 및 공급 |
보조기기(BOP) | 주/보조급수계통, 전력계통, 계측제어계통 등 원전 주기기 운영에 필요한 각종 안전장치와 보조계통기기의 제조 및 공급 | |
시공 | 원자로 설치와 토목, 건축, 기계, 전기 공사의 종합공정 등을 진행 | |
운영 | 운영/정비 | 예비품 공급, 원전의 운영 및 안전운전에 필요한 정비, 수리 보수 등 |
설계개선 | 가동 원전의 안전성 강화와 성능개선 | |
핵연료주기 | 핵연료 | 우라늄 채광, 정련, 변환, 농축, 성형/가공 |
해체 | 해체, 방사성폐기물관리 |
가동중지 원전 해체 및 방사성폐기물 관리 |
기업 | 현황 |
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Rosatom
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WEC
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EDF
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CNNC
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- ’21년 국내 원자력산업분야 총 매출액은 21조 6천억 원으로 국내 총생산(명목)의 1.04%를 차지하고 있으나, ’16년 대비 전기 판매, 설계, 건설, 주기기 제조 분야의 매출이 크게 감소
-원자력 산업분야 전체 인력 또한 ’17년을 정점(37,261명)으로 지속적으로 감소
국내 원전 산업체들은 원자력관련 사업 추진 시 물량감소(19.5%)를 대표적 애로사항으로 제시(’21년도 원자력산업실태조사)
-대표적인 청정 기저전원인 원전은 전 세계 전력생산량의 약 10%를 담당하고 있으며 이산화탄소 감소에 주도적인 역할 수행
-친환경 경제 체제 구축을 위해 주요국은 원자력 활성화 정책을 적극 추진하고 있으며 전력 생산 부문에서 향후 30년간 2배 가량의 용량 증가가 예측됨과 동시에 비전력 생산 부문에서도 역할 다변화로 점진적 수요 증가가 전망
-특히, 분산화·탈탄소화·디지털화 등 글로벌 에너지 트렌드에 따라 소형모듈원자로의 수요가 확대 전망
-원전 공급망은 크게 설계, 제조/건설, 운영, 핵주기, 해체 분야로 구분할 수 있으며 높은 기술 장벽으로 노형에 따라 소규모 고부가가치 특화 시장 형성
-세계적으로 소수 업체가 자회사나 현지 업체와의 전략적 제휴를 통해 일괄적이고 독자적인 공급망을 구축 중
-우리나라는 한국전력 및 자회사인 한수원을 중심으로 건실한 대형 원전 공급망을 유지하여 왔으나, 정책 일관성 및 안정적 수주물량 부족으로 매출 및 인력수급에 어려움을 겪고 있음
-원전 산업계 공급망을 구성하는 국내 기업들의 역량 유지를 위해서 국내·외 원전 프로젝트를 통한 지속적인 일감 공급이 필요*
축소된 원전전력생산 복원, 첨단 제조 및 융합 신시장 개척, 원전 성능 개선 및 수명연장 추진
-안정적이고 깨끗한 전기를 제공하는 원전의 사회적 기여도에 대한 인정과 보상을 위한 제도 마련*
적정 수준의 탄소세, 그린프라이싱(Green Pricing) 계약형 전력요금제 등 원전사업 보상제도 도입
-신규원전 건설 및 계속운전에 대비한 사용후핵연료 처분시설 확보 및 원전 해체사업의 신속한 추진
-미래 산업계의 니즈 충족을 위해 대용량 수전해 시스템 및 부하추종 운전 R&D 투자 강화 및 연계 시스템 구축 추진
-소형모듈원자로 공급망 구축을 위해 연구개발 및 상업화를 담당하는 공공기관 및 민간기업, 규제 및 지원을 담당하는 정부의 책임 있는 역할 이행