소형모듈원자로
SMR · Small Modular Reactor
소형모듈원자로(Small Modular Reactor)는 기존 대형 원전(1,000~1,500MW 출력)보다 출력 규모를 줄이고, 공장에서 모듈 단위로 제작한 뒤 현장에서 조립·설치하는 방식의 원자력 발전소를 말한다. 원자로, 증기발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등 주요 기기를 하나의 용기에 일체화한 소형 원자로이다.
일반적으로 출력은 300MW(국제원자력기구 기준 소형) 이하로 설계되며, 모듈화된 구조로 건설 기간을 단축하고 비용을 절감할 수 있다. SMR은 소규모 전력망 지역이나 산업 단지 등 다양한 수요에 맞춤형 공급이 가능하다. 또한 풍력, 태양광 등 재생에너지의 간헐성을 보완하는 이산화탄소 배출이 없는 백업 전원으로 활용이 가능하여 탄소중립 목표달성에도 기여할 수 있다.
외부 전력으로 냉각펌프를 작동시켜야 하는 대형 원전과는 달리 자연 순환 냉각방법을 이용하므로 안전성도 높다. 이런 장점으로 인해 주요국은 SMR 기술개발과 실증, 상용화를 위해 연구개발투자를 확대하고 있다.
쉽게 이해하기
소형모듈원자로(SMR)는 원자력 발전소를 작게 줄여 공장에서 부품 덩어리로 만들어 오고, 현장에서는 이를 맞춰 끼우기만 하는 원전입니다. 이름의 '모듈'은 미리 만들어 두었다가 끼워 넣는 규격 단위를 뜻합니다. 보통 한 기의 출력이 300MW 이하라서, 1,000MW가 넘는 대형 원전의 몇 분의 일 크기입니다.
작게 만드는 이유는 짓는 방식을 바꾸기 위해서입니다. 대형 원전은 부지에서 거대한 설비를 하나하나 새로 지어 올리므로 여러 해가 걸리고 공사 중 비용이 불어나기 쉽습니다. SMR은 같은 설계의 모듈을 공장에서 반복 생산하니 만들수록 손에 익고, 현장 공사는 조립 위주로 줄어듭니다. 대형 원전에서는 원자로와 증기발생기, 펌프 등이 따로 놓여 굵은 배관으로 이어지지만, SMR은 이를 한 통 안에 넣어 배관이 줄고 그만큼 깨지거나 샐 곳도 줄어듭니다.
안전성의 핵심은 전기가 끊겨도 원자로가 식는다는 점입니다. 대형 원전은 펌프로 냉각수를 돌리는데, 2011년 후쿠시마 사고처럼 외부 전기와 비상 전원이 모두 끊기면 냉각이 멈출 수 있습니다. 많은 SMR 설계는 데워진 물은 위로 오르고 식은 물은 아래로 내려가는 성질만으로 냉각수가 돌게 해, 펌프 없이도 열을 빼냅니다.
크기가 작다는 점은 쓰임새도 넓힙니다. 섬이나 외딴 지역, 공장 단지처럼 대형 원전 한 기의 전기를 다 쓰지 못하는 곳에 필요한 만큼만 놓을 수 있습니다. 해가 지거나 바람이 잦아들면 발전량이 떨어지는 태양광·풍력 옆에서 탄소를 내뿜지 않고 빈자리를 메울 수도 있어, 여러 나라가 개발과 실증에 돈을 늘리고 있습니다.
예를 들면
전기 250MW가 필요한 산업 단지가 있다고 합시다. 1,400MW짜리 대형 원전은 너무 크지만, 70MW짜리 SMR 모듈 4개를 놓으면 280MW로 수요를 맞출 수 있습니다. 나중에 공장이 늘어 전기가 더 필요해지면 같은 모듈을 공장에서 하나 더 만들어 와 붙이면 됩니다.