원전, 탄소중립 구원투수 나섰지만…방폐물처리·추가건설 해법 '아직'

2050 탄소중립녹색성장위원회와 환경부가 지난 21일 ‘2030 국가온실가스감축목표’(NDC) 달성을 위한 부문·연도별 감축량 목표치를 제시했다. 온실가스 감축과 관련한 윤석열정부의 첫 로드맵이다. 문재인정부와 비교해 기업들의 부담을 대폭 줄이고, 원전·재생에너지 확대와 미래 기술, 국제협력 등으로 부족분을 상쇄해 7년 안에 온실가스 배출량을 40% 줄인다는 계획이다. 이데일리는 윤 정부가 ‘2030 NDC’를 통해 제시한 각 부문별 온실가스 감축목표의 실현 가능성과 보완할 점 등을 총 5회에 걸쳐 긴급 점검했다. <편집자 주>

[이데일리 김형욱 강신우 기자] 신한울 원자력발전소(원전) 3·4호기 건설이 29일 주기기 공급 계약으로 속도가 붙기 시작했다. 원전을 통해 경제 성장과 에너지 안보, 탄소중립이란 일석삼조의 효과를 거두겠다는 윤석열정부의 에너지 정책이 본궤도에 오른 것이다.

황주호 한국수력원자력 사장(오른쪽)과 정연인 두산에너빌리티 사장(왼쪽)이 29일 포시즌스호텔에서 이창양 산업통상자원부 장관이 임석한 가운데 신한울 원자력발전소 3·4호기 주기기 공급 계약 후 기념촬영하고 있다.(사진=산업부)

다만, 선결 과제는 만만찮다. 사용후 핵연료, 즉 고준위 방사성폐기물(방폐물)은 각 원전 건식저장시설에 쌓인 채 40년이 흘러 2030년부터 차례로 포화 예정이다. 또 원자력이 안전한 친환경 미래 에너지원이냐는 끝나지 않는 논쟁은 원전 추가 건설을 어렵게 하고 있다. 정부가 원전 활용을 높이기로 한 만큼 좀 더 적극적으로 특별법 제정을 통한 고준위 방폐물 문제 해결에 나서고 혁신형 소형모듈원자로(i-SMR) 등 차세대 기술 도입에 힘 쏟아야 한다는 제언이 나온다.

‘원전에 의한’ 탄소중립 계획…현실적 한계도

대통령 직속 2050탄소중립녹색성장위원회(탄녹위)가 지난 21일 발표한 제1차 탄소중립·녹색성장 기본계획에서의 가장 큰 변화는 원전의 온실가스 감축 역할 확대다. 구체적인 에너지원별 발전 비중을 밝히진 않았으나 2030년까지 원전 비중을 32.4%까지 높인다는 올 1월의 10차 전력수급기본계획(전기본)을 그대로 반영한 모양새다. 1년 반 앞선 2021년 10월 수립한 국가 온실가스 감축계획에서 원전 비중을 23.9%까지 낮추고 이를 신·재생에너지 발전으로 대체한다는 것과 비교하면 그 역할을 8.5%포인트(p) 더 높인 것이다.

김상협 탄녹위원장은 “원전이 정상적으로 돌아온 덕분에 전환 부문의 온실가스 감축 목표를 상향 조정할 수 있었다”며 “원전과 신·재생의 조화를 통해 감축 목표 실현 가능성을 높일 것”이라고 말했다.

[이데일리 김일환 기자]

문제는 현실적으로 국내에 원전을 추가로 건설하는 게 쉽지 않다는 점이다. 원전은 온실가스 배출 효과는 크지만 원전과 이를 잇는 송전망에 대한 주민 수용성은 갈수록 낮아지고 있다. ‘원전 강국’을 천명한 윤석열정부도 천지 1·2호기나 대진 1·2호기 등 기존 신규 원전 건설 계획의 부활에는 선을 긋고 있다. 현재 가동 중인 원전 25기 운전 기간을 늘리고, 신한울 2호기와 새울 3·4호기, 신한울 3·4호기에 이르는 건설 중 원전까지는 짓겠지만, 그 이후 계획은 백지인 셈이다. 탄녹위가 이번에 산업 부문의 온실가스 감축목표 부담을 낮추면서 이중 상당 부분을 원전이 아닌 신·재생 부문의 부담으로 설정한 것도 이 같은 어려움을 반영한 것이다. 결과적으로 2030년 원전 발전 비중 목표 32.4%는 지난해 29.6%에서 불과 2.8%포인트(p) 늘어난 수준이다.

실제 국제에너지기구(IEA)는 지난 2019년 각각의 온실가스 감축 사업의 기여도를 분석하는 과정에서 원전의 비중을 3%로 분석했다. 효율향상(37%), 재생에너지(32%), 연료전환(8%) 등 다른 수단과 비교하면 미미한 수준이다. 2050 탄소중립 목표를 달성하려면 원전 이외의 또 다른 감축수단이 반드시 필요하다는 것이다.

홍종호 서울대 환경대학원 교수는 “원전으로 온실가스를 감축하겠다는 현 정부의 생각이 기술적으로 실현 가능할지는 의문”며 “신한울 3·4호기는 빨라야 2035년께나 가동할 전망이고 노후 원전은 고장이 잦아 제 역할을 못 할 수 있기에 현재의 목표에도 의구심이 있다”고 말했다.

원전 내 고준위 방폐물 포화…기존 목표달성도 만만찮아

현 목표 달성도 만만찮은 선결 과제가 있다. 고준위 방폐물 처리 문제다. 산업통상자원부가 올 2월 조사한 결과 2030년 한수원 한빛 원자력본부를 시작으로 차례로 원전 내 건식저장시설이 포화할 예정인 것으로 나타났다. 2031년엔 한울, 2032년엔 고리본부가 포화한다. 원전 활용도 확대로 그 시기가 1~2년 앞당겨졌다. 새 시설 건설에 7년이 걸린다는 걸 고려하면 올해 당장 건설에 나서야 한다는 것이다.

더 근본적인 문제는 영구적인 고준위 방폐물 처리시설 확보다. 원전 내 건식저장시설은 고준위 방폐장으로의 이전을 전제한 만큼 고준위 방폐장 마련이 필수다. 그러나 현재로선 37년에 걸쳐 영구처분시설을 마련한다는 밑그림 외에 구체적인 실행 방안이 없는 상태다. 당장 올해 절차에 착수해도 2060년이 돼야 확보가 가능하다. 정부와 국회에선 고준위 방폐물 처리 문제 해결을 위해 관련 특별법 제정을 논의 중이지만, 후보지 선정 등 절차가 원만하게 진행될지는 장담할 수 없다. 정부는 1978년 이후 아홉 차례나 이를 추진했으나 후보 지역의 강한 반발 속 번번이 무산됐다.

윤종일 카이스트 원자력·양자공학과 교수는 “최악의 시나리오를 걱정해야 할 정도로 심각한 상황”이라며 “진보·보수 정권을 막론하고 관련 정책이 일관성 있게 추진될 수 있도록 관리시설 확보 등 시점을 구체적으로 정한 특별법 제정을 서둘러야 한다”고 말했다.

박일준 산업통상자원부 2차관(가운데)이 지난해 8월1일 월성원자력 본부 내 사용후 핵연료(고준위 방사성폐기물) 건식저장시설(맥스터) 관리 현장을 점검하고 있다. (사진=산업부)

현 원전의 한계를 극복하기 위해 i-SMR 등 차세대 원전 상용화에 좀 더 속도를 내야 한다는 제언도 나온다. SMR은 기존 원전 설비를 5분의 1로 줄이되 혁신 기술을 담아 안전성을 높이고 경제성도 확보하는 기술로 주목을 받고 있지만 아직 상용화 이전 단계다. 한국 정부·기업도 올해부터 총 4000억원을 투입해 2028년까지 독자 SMR(i-SMR)을 개발할 예정이지만 국내 도입 계획은 없다.

김한곤 i-SMR 기술개발사업단장은 “기술적으로 (기존 원전보다도) 훨씬 안전한 i-SMR가 보급되기 시작한다면 원전에 대한 국민 수용성을 높이는 것은 물론 탄소 중립에도 결정적 기여를 할 수 있다”며 “(2028년) 인·허가 절차 완료와 함께 상용화를 추진할 수 있도록 현 개발 단계에서부터 준비에 나서야 할 것”이라고 말했다.

한국원자력연구원이 개발한 소형모듈원자로(SMR) ‘스마트’와 기존 대형 원자로 구조 비교. (사진=원자력연구원)