소형 모듈식 원자로(SMR)란 무엇인가

소형 모듈형 원자로(SMR)는 단위당 최대 300MW(e)의 전력 용량을 갖는 첨단 원자로로, 기존 원자로의 발전 용량의 약 1/3입니다. 많은 양의 저탄소 전기를 생산할 수 있는 SMR은 다음과 같습니다.

소형 모듈 원자로(SMR)는 단위당 최대 300MW(e)의 전력 용량을 가지고 있습니다.   공장에서 조립되어 설치 위치로 운송될 수 있는 많은 SMR은 산업 응용 프로그램 또는 그리드 용량이 제한된 원격 지역과 같은 시장을 위해 구상됩니다.   (이미지: A. Vargas/IAEA)

• 소형 – 물리적으로 재래식 원자로 크기의 일부입니다.
• 모듈식 – 시스템 및 구성 요소를 공장에서 조립하여 설치 위치로 하나의 단위로 운송할 수 있습니다.
• 원자로 – 핵분열을 이용하여 열을 발생시켜 에너지를 생산합니다.

 

SMR의 장점

SMR의 많은 이점은 본질적으로 소형 및 모듈식 설계의 특성과 연결되어 있습니다. 설치 공간이 더 작기 때문에 SMR은 더 큰 원자력 발전소에 적합하지 않은 위치에 배치할 수 있습니다. SMR의 조립식 장치는 제조한 다음 현장에 선적 및 설치할 수 있으므로 종종 특정 위치에 맞게 맞춤 설계되어 때때로 건설 지연으로 이어지는 대형 원자로보다 건설 비용이 더 저렴합니다. SMR은 비용과 건설 시간을 절약할 수 있으며 증가하는 에너지 수요에 맞춰 점진적으로 배치할 수 있습니다.

에너지에 대한 접근을 가속화하기 위한 과제 중 하나는 인프라(농촌 지역의 제한된 그리드 범위)와 농촌 전화를 위한 그리드 연결 비용입니다. 단일 발전소는 설치된 전체 그리드 용량의 10%를 넘지 않아야 합니다. 송전선과 그리드 용량이 부족한 지역에서는 SMR을 기존 그리드에 설치하거나 전기 출력이 작기 때문에 원격 그리드에 설치하여 산업과 인구에 저탄소 전력을 제공할 수 있습니다. 이는 일반적으로 최대 10MW(e)의 전력을 생성하도록 설계된 SMR의 하위 집합인 마이크로리액터와 특히 관련이 있습니다. Microreactor는 다른 SMR보다 설치 공간이 작으며 깨끗하고 신뢰할 수 있으며 저렴한 에너지에 접근할 수 없는 지역에 더 적합합니다. 

뿐만 아니라, 기존 원자로와 비교하여 제안된 SMR 설계는 일반적으로 더 단순하며 SMR의 안전 개념은 수동 시스템과 저전력 및 작동 압력과 같은 원자로 고유의 안전 특성에 더 많이 의존하는 경우가 많습니다. 이는 수동 시스템이 자연 순환, 대류, 중력 및 자체 가압과 같은 물리적 현상에 의존하기 때문에 이러한 경우 시스템을 종료하는 데 사람의 개입이나 외부 힘 또는 힘이 필요하지 않음을 의미합니다. 이러한 증가된 안전 마진은 경우에 따라 사고 발생 시 환경과 대중에게 방사능이 안전하지 않게 방출될 가능성을 제거하거나 상당히 낮춥니다.

SMR은 연료 요구량을 줄였습니다. SMR을 기반으로 하는 발전소는 재래식 발전소의 경우 1~2년과 비교하여 3~7년마다 덜 빈번한 재충전이 필요할 수 있습니다. 일부 SMR은 재급유 없이 최대 30년 동안 작동하도록 설계되었습니다.

원자력: 무탄소 미래로 가는 길

원자력은 세계 전력의 10%를 제공하지만 기후 변화를 막기 위해서는 훨씬 더 많은 양의 깨끗하고 신뢰할 수 있는 에너지가 필요합니다.  현재 30개국이 원자력 발전소를 운영하고 있습니다.  24명 이상의 다른 사람들이 전력 및 기후 요구 사항을 충족하기 위해 원자력 에너지를 찾고 있습니다.  미국 서부에서는 30개 이상의 마을과 도시도 미래를 내다보고 있습니다.  그들은 무탄소를 원하고 거기에 도달하기 위해 SMR에 베팅하고 있습니다.

SMR의 상태는 어떻습니까?

공공 및 민간 기관 모두 SMR 기술이 10년 안에 결실을 맺도록 노력하는 데 적극적으로 참여하고 있습니다. 2020년 5월 상업 운전을 시작한 세계 최초의 부유식 원자력 발전소인 러시아의 Akademik Lomonosov는 35MW(e) SMR 2기에서 에너지를 생산하고 있습니다. 다른 SMR은 아르헨티나, 캐나다, 중국, 러시아, 한국 및 미국에서 건설 중이거나 허가 단계에 있습니다.

전 세계에서 개발되고 있는 70개 이상의 상용 SMR 설계는 전기, 하이브리드 에너지 시스템, 난방, 물 담수화 및 산업용 증기와 같은 다양한 출력과 다양한 응용 분야를 대상으로 합니다. SMR은 단위당 선행 자본 비용이 더 낮지만 경제적 경쟁력은 일단 배치되면 실제로 입증되어야 합니다.

 

SMR 및 지속 가능한 개발

SMR 및 원자력 발전소는 효율성, 경제성 및 유연성 측면에서 고유한 속성을 제공합니다. 원자로는 전력 수요에 따라 출력을 조정할 수 있는 파견 가능한 에너지원을 제공하지만 풍력 및 태양열과 같은 일부 재생 에너지는 날씨와 시간에 따라 달라지는 가변 에너지원입니다. SMR은 하이브리드 에너지 시스템에서 재생 가능 자원과 짝을 이루어 효율성을 높일 수 있습니다 . 이러한 특성은 SMR이 청정 에너지 전환에서 핵심적인 역할을 수행하는 동시에 국가가 지속 가능한 개발 목표 (SDG)를 해결하는 데 도움이 되도록 합니다.

 

에너지에 대한 보편적 접근이라는 목표인 SDG 7 을 달성하기 위한 노력 은 눈에 띄는 진전을 이루었습니다. 그러나 격차는 여전히 널리 퍼져 있으며 주로 외딴 지역과 시골 지역에 집중되어 있습니다. 깨끗하고 혁신적인 솔루션을 구현하려는 전 세계적 노력으로 SMR 도입과 함께 재생 에너지 사용 증가는 이러한 격차를 메울 잠재력이 있습니다.

 

[출처 : IAEA]