한국수력원자력이 민간과 원팀으로 소형모듈원전(SMR) 개발에 강드라이브를 걸고 있다. 630조원 시장에 한국이 먼저 깃발을 꽂는 것이 목표다.

◇효율적 원전 'SMR'...치열한 경쟁 =19일 한수원에 따르면 한국은 2019년부터 정부와 한수원이 함께 혁신형 SMR(i-SMR)을 개발 중이다. SMR은 주요기기의 일체형 제작과 모듈 방식으로 건설이 가능한 300MWe 이하 출력의 원자로다.

SMR은 피동형 안전계통을 적용하고 일체화 설계로 대형배관 파단 등 사고를 원천 차단해 안전성이 높다. 또한, 대규모 냉각수가 필요 없어 입지조건도 까다롭지 않고 전력과 고온증기를 활용해 여러 산업 분야에 다목적 활용이 가능하다.

현재 전세계 SMR 상용화 경쟁에 뛰어든 국가는 한국을 비롯해 미국, 영국, 캐나다, 프랑스, 러시아, 중국, 일본 등이다. 가장 높은 열을 생산해 고효율 수소생산과 철강산업 등 고온 공정열을 제공할 수 있는 고온가스냉각로 SMR은 2030년 초중반으로 가장 빠른 상용화가 기대되는 노형이다.

미국, 영국, 프랑스, 중국 등이 개발 중인 경수형 SMR은 기존 기술과 공급망을 기반으로 인허가를 가속화해 2030년 전후로 상용화될 전망이다. 고속중성자를 활용해 연료 증식과 사용후핵연료를 재사용할 수 있는 소듐냉각고속로 SMR은 2030년 중반 이후 상용화될 것으로 보인다. 고유의 안전성과 50%에 달하는 열효율을 가진 용융염로 SMR은 소재개발과 검증기간 소요로 2040년 전후 상용화가 예상된다.

◇韓, 2028년 i-SMR 설계인가 목표=한국은 2012년 세계최초로 SMR 표준설계인가를 취득한 중소형 일체형 원자로인 'SMART' 기술을 토대로 경수로 SMR을 개발 중이다. 지난 10일 정식 출범한 '혁신형 SMR 기술개발 사업단'이 SMR 개발을 주도하고 있으며 정부는 6년간 3992억원을 투자할 계획이다. 사업단은 올해 말까지 기본설계를 마치고 2028년 표준설계인가 획득을 목표로 한다. SMART 원천기술에 모듈화 설계, 완전피동형안전계통, 무붕산운전, 내장형 제어봉구동장치 등 기술을 적용해 경제성과 안전성을 향상하겠다는 구상이다.

소듐냉각고속로와 고온가스냉각로 등 타 SMR 관련 기술도 개발 중이다. 2012년 출범한 소듐냉각고속로 개발 사업단은 2017년 150MWe급 원형로인 PGSFR 특정설계를 완료했으며 2020년부터 발전용으로 전환한 100MWe급 SALUS 연구개발에 착수했다.

고온가스냉각로는 2001년 열공급 목적으로 연구를 시작해 2020년부터 수소생산 목적 원자로 관련 기술을 개발 중이다. 용융염로 관련 기술은 과학기술정보통신부와 해양수산부가 2021년부터 주관해 산학연 공동참여를 통한 부유식 선박용 기술을 개발하고 있다.

원전 업계도 해외 사업에 참여하는 등 기술력을 제고하고 있다. 삼성물산, GS에너지 등은 미국 경수로 SMR 개발 사업에 지분을 확보해 투자 중이다. 현대 건설도 영국, 우크라이나로 수출될 예정인 미국 경수형 SMR 설계와 시공에 참여하고 있다.

두산에너빌리티는 미국 고온가스냉각로 SMR 주기기 제작과 설계에 참여한다. 현대엔지니어링도 캐나다 고온가스냉각로 SMR 사업에 상세설계 계약을 한 것으로 전해졌다. SK이노베이션과 한국조선해양은 미국의 소듐냉각고속로 SMR 건설에 2억8000만달러 지분을 투자하고 사업 참여 중이다.

황주호 한수원 사장은 "최근 해외 원전수출 대상국과의 협의 과정에서 산업, 건설, it 등 다양한 산업분야에 대한 패키지 협력 요구가 많아지고 있다"며 "민간분야의 협력을 병행한 smr사업모델을 개발한다면 세계 시장에서 좋은 성과를 이룰 수 있을 것이며 smr 세계시장 선점을 위해 최선을 다하겠다"고 말했다.

정석준기자 mp1256@dt.co.kr