새로운 원자력 발전의 선두주자 중국과 미국의 반격

• 국제원자력기구에 따르면, 중국은 21개의 원자력발전소를 건설 중이며, 이들은 총 21.61 기가와트의 전력을 생성할 수 있는 용량을 갖추게 될 것입니다. 이는 다른 어떤 국가보다도 건설 중인 원자력발전소가 두 배 이상 많음을 의미합니다.
• 중국의 원자력 발전 추진 배경은 두 가지입니다. 첫째, 거대한 에너지 수요를 충족시켜야 하며, 최근 몇십 년간의 석탄 의존으로 인해 공기가 더러워진 상황입니다. 원자력은 깨끗한 전력원입니다.
• 미국은 새로운 작은 모듈식 원자로 설계를 중심으로 원자력 부흥을 시도하고 있지만, 전문가들은 이전의 지배력을 회복하는 데 성공할지에 대해서는 불투명한 상황이라고 말합니다.

중국은 신규 원자력 발전소 건설 분야에서 글로벌 리더로 도약했습니다.

국제원자력기구에 따르면, 중국은 21개의 원자력발전소를 건설 중이며, 이들은 21 기가와트 이상의 전력을 생성할 수 있는 용량을 갖출 예정입니다. 이는 어떤 다른 국가보다도 건설 중인 원자력발전소가 2.5배 이상 많은 것입니다.

현재 인도는 8개의 건설 중인 원자력발전소로, 이들은 6 기가와트 이상의 전력을 생성할 수 있습니다. 3위인 터키는 4개의 건설 중인 원자력발전소로, 약 4.5 기가와트의 전력 생산 능력을 가질 것으로 예상됩니다.

미국은 현재 조지아주 보글 파워 플랜트의 4번째 원자로 하나를 건설 중이며, 이 원자로는 약 1 기가와트 이상의 전력을 생성할 수 있을 것입니다. (비교를 위해, 1 기가와트는 중형 도시의 전력 공급에 충분한 양입니다.)

매사추세츠 공과대학의 핵과학 및 공학 교수인 자코포 부온지오르노는 "현재 중국은 사실상 원자력 기술 분야에서 세계 리더입니다."라고 CNBC에 말했습니다.

 

"현재 중국은 결연하고 점진적으로 글로벌 원자력 야망의 선두주자입니다."라는 말에는 Kenneth Luongo도 동의합니다. 그는 핵 및 국제안보 및 에너지 정책 비영리 기구인 글로벌 보안 협력(Partnership for Global Security)의 회장이자 창립자입니다. 중국은 "선도하고, 심지어 앞서 나가고 있다"고 Luongo는 말했습니다.

하지만 항상 그랬던 것은 아닙니다.

미국의 기존 핵발전소는 이전의 지배력을 보여주는 것입니다.

국제원자력기구에 따르면, 미국은 93개의 원자력발전소를 운영 중이며, 이들은 95 기가와트 이상의 전력을 생성할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. 이는 어떤 다른 국가보다도 훨씬 많은 양입니다. 많은 발전소는 앞으로도 상당한 기간 동안 운영 가능할 것으로 예상되는데, 원자력발전소는 60년 동안 운영 라이선스를 받을 수 있으며, 일부 경우에는 최대 80년까지 운영이 가능하다고 최근 핵 공급망에 관한 세계 원자력협회의 보고서가 언급했습니다.

 

다음으로 가장 많은 운영 중인 원자력발전소를 갖고 있는 국가는 프랑스로, 56개의 발전소가 있으며 61 기가와트 이상의 전력을 생성할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 중국은 55개의 운영 중인 원자력발전소와 53 기가와트 이상의 전력 생산 능력을 갖추고 있습니다.

"미국이 핵 에너지 분야에서 세계적 우위를 상실했다는 사실은 일반적으로 공감되는 바입니다. 이러한 추세는 1980년대 중반부터 시작되었습니다," 루온고는 CNBC에 말했습니다.

미국의 핵 산업이 후퇴하면서 중국은 막 시작하는 단계였습니다.

"중국은 첫 번째 원자력발전소를 1985년에 건설하기 시작했으며, 이는 미국의 원자력 발전 건설이 급격한 하락을 시작한 시기와 겹칩니다," 루온고는 CNBC에 말했습니다.

 

중국이 어떻게 새로운 핵 에너지 분야의 리더가 되었는지에 대해 알아보겠습니다.

수요가 가져온 힘입니다. 따라서 신규 원자력 발전소는 빠르게 발전하는 경제가 성장에 필요한 전력을 공급해야 하는 지역에 건설되는 경향이 있습니다.

기존의 핵 발전 용량의 70% 이상은 경제 협력 개발 기구 (OECD) 국가에 위치해 있지만, 건설 중인 원자력발전소의 거의 75%는 OECD 국가가 아닌 국가에 위치하며, 그 중 절반은 중국에 있습니다. 이는 최근 원자력협회의 공급망 보고서에 따른 것입니다.

중국의 경제 성장에 따라 에너지 생산량도 증가하였습니다. 미국 에너지 정보국에 따르면, 중국의 총 에너지 생산량은 2020년에 7,600 테라와트시에 달해 2000년의 1,280 테라와트시에 비해 큰 증가를 보였습니다.

"주요한 목표는 지난 20년 동안 놀랄 만한 수요 증가를 충족하는 것입니다," 핵 에너지 협회인 핵 에너지 협회의 정책 개발 및 공공 문제 부사장인 존 F. 코텍은 CNBC에 말했습니다. "그래서 그들은 핵뿐만 아니라 모든 것을 많이 건설해 왔습니다."

 

현재 중국의 전체 전력 생산량 중 핵 에너지 비중은 단 5%에 불과하며, 여전히 석탄이 약 2/3의 비중을 차지하고 있습니다. 국제에너지기구에 따르면 이 같은 상황은 현재 중국의 전력 수요 증가를 충족시키기 위해 석탄을 사용하는 데 기인한 것입니다. 하지만 이러한 석탄 사용으로 인해 공기 오염이라는 부차적 문제가 발생하였습니다. "석탄 사용의 큰 증가와 함께 개인 차량 보유량의 급증이 함께 따라와 깨끗한 전력 생산에 대한 긴요한 필요성이 발생했습니다," 코텍은 CNBC에 말했습니다.

핵 에너지 생산은 대기 오염 및 지구 온난화에 기여하는 온실 가스를 방출하지 않으므로, 중국은 대량의 깨끗한 에너지를 신속하게 생산하기 위해 핵 에너지를 채택하고 있습니다. "중국은 오랫동안 원자력을 지지해왔지만, 이제는 15년 내에 150 기가와트까지 거대한 스케일 업에 진정으로 투입되는 것으로 보입니다. 그리고 그들은 그 목표를 달성하기 위해 꾸준한 추진력을 보이고 있습니다," 부온지오르노는 CNBC에 말했습니다. "이것은 역사상 최대의 핵 발전 용량 확장일 것입니다. 그야말로 큰 확장입니다," 부온지오르노는 말했습니다.

중국은 프랑스, 미국 및 러시아로부터 원자로를 구매하여 핵 프로그램을 가동시켰고, 프랑스와의 협력을 통해 홈그로운 원자로인 화롱(Hualong)을 개발했다고 루온고는 CNBC에 말했습니다.

중국의 우위의 하나의 이유는 정부의 에너지 부문 및 대부분의 경제에 대한 강력한 통제입니다.

 

"그들은 국가 지원과 자금 조달이 가능한 산업을 구축하여 더 낮은 비용으로 여러 개의 원자력 발전소를 건설할 수 있게 했습니다," 루온고는 CNBC에 말했습니다. "그들은 국가 자금, 국가 지원 공급망 및 기술 구축에 대한 국가의 헌신적인 약속 외에 특별한 비밀 무기는 없습니다."

중국의 핵 에너지 건설에 대한 집중은 세계적인 기후적 이점을 가져오지만, 동시에 지정학적 도전도 야기합니다.

"중국의 핵 기술 능력과 헌신은 기술과 중국의 에너지 안보, 전력 안정성, 경제 및 공기 오염 뿐만 아니라 세계적인 기후 변화 완화에 도움이 됩니다," 부온지오르노는 말했습니다. "그러나 중국이 다른 국가에 핵 기술을 수출하기 시작하면, 이러한 프로젝트가 해당 국가에 대한 중국의 지정학적, 경제적 의존성을 만들 가능성이 우려됩니다. 동일한 논리가 러시아에도 적용됩니다."

미국은 첨단 핵 기술에 미래를 맡겨볼 수 있습니다.

 

전문가들은 미국이 핵 분야에서의 일부 이전 지배력을 되찾을 수 있다고 언급하고 있습니다.

미국과 유럽은 중간 성공을 거두며 점차 핵 에너지를 다시 구축하기 시작했습니다.

"이러한 국가들은 10~15년 전에 핵 발전소 건설을 다시 시작했습니다. 공급망과 특수화된 인력은 사실상 사라져버렸으며, 이로 인해 심각한 예산 초과와 일정 지연이 발생했습니다," 부온지오르노는 말했습니다.

예를 들어, 조지아주 보글트 파워 플랜트에서 진행 중인 두 개의 대형 원자력발전소는 초기 예상보다 훨씬 긴 시간이 걸리고 초기 예산을 크게 초과하는 것으로 유명해졌습니다.

 

하지만 미국은 이전의 핵 분야 지배력을 되찾기 위해 움직이고 있습니다.

"미국은 국내 핵 발전에 대한 정치적 반대를 뒤집었습니다. 이제 이 문제는 양당 간의 흔한 합의 사안입니다," 루온고는 CNBC에 말했습니다.

Pew Research Center의 최근 조사에 따르면 민주당과 공화당 양쪽에서 핵 에너지 지지가 증가하고 있습니다. 미국인의 57%가 더 많은 핵 원자로를 전력 생산용으로 선호한다고 밝히며, 이는 2020년에 핵 원자로를 선호한 미국인의 43%보다 높은 수치입니다.

미국은 기존의 일부 핵 발전소를 운영하도록 보조금을 지원하고, 일부 대형 핵 원자로를 동유럽에 판매하고 있습니다. 그러나 미국은 주로 소형 모듈식 및 첨단 원자로 기술 시장을 확대하고 관련된 연료 농축 능력을 구축하는 것에 많은 야망을 가지고 있습니다.

"미국은 여기서 개발되는 새로운 기술, 특히 소형 모듈식 원자로와 마이크로 원자로 등이 기술적으로나 상업적으로 성공할 것인지 불확실한 상황에서 따라잡을 수 있을지도 모릅니다," 부온지오르노는 CNBC에 말했습니다.

더 작은 원자로는 작기 때문에 더 비용 효율적입니다. 또한 모듈식 디자인은 구성 요소를 공장에서 생산하고 현장에서 조립할 수 있도록 합니다. 이 과정은 각 원자로를 독특하게 하나씩 건설하는 것보다 빠르고 저렴합니다.

NuScale 소형 모듈식 원자로 및 웨스팅하우스 AP300은 축소된 경수 원자로로, 이는 대부분의 전통적인 핵 원자로가 사용하는 디자인입니다. 그 외 일부 소형 모듈식 원자로 디자인은 "보다 특이한 연료 및 냉각 방식을 사용하고 있습니다," 루온고는 말했습니다. 이에는 TerraPower Natruim 원자로나 X-Energy 고온 가스 냉각 원자로가 포함됩니다.

 

"미국 정부는 그들이 작동할 것으로 기대하며 대형 원자로보다 저렴하게 제작될 것이며 미국에 수출 시장을 제공할 것으로 기대하여 그 개발 및 데모에 수십억 달러를 투입하고 있습니다," 루온고는 CNBC에 말했습니다. "의회가 데모 단계를 요구하는 2027년까지 어떤 상황이 벌어질지 볼 것입니다. 일부 기술에서 이미 지연과 비용 증가가 나타나고 있습니다."

더 작고 저렴하게 건설할 수 있는 작은 모듈식 원자로는 산업 공정을 위한 열을 제공하는 데도 적합하다고 핵 에너지 협회의 코텍은 CNBC에 말했습니다.

미국이 핵 산업을 재기하려는 시도의 일부는 핵 원자로 기술의 수출국이 되고자 하는 의도입니다.

"미국은 핵 수출 분야에서 불리한 위치에 있다고 판단하고, 다음 15년 동안 주요 경쟁자가 되기 위해 자리 재배치를 시도하고 있습니다. 이것은 트럼프 행정부에서 시작되었으며 바이든 행정부에서 더욱 강조되었습니다," 루온고는 CNBC에 말했습니다. 이 수출 사업의 일부는 동유럽에 판매되는 대형 핵 원자로와 같은 것일 것이지만, "이 전략의 중요한 부분은 소형 모듈식 및 첨단 원자로"라고 루온고는 말했습니다.

 

이곳에서도 미국은 중국과 경쟁하고 있습니다.

"중국은 핵 에너지를 전략적 산업으로 인식하고 있습니다. 그들은 핵 에너지 수출이 파트너 국가와의 장기적인 관계 구축에 도움이 된다는 사실을 알고 있습니다. 그래서 그들은 국내 핵 에너지 능력에 대한 대규모 투자를 진행하고 이제는 그들의 원자로 설계를 다른 국가에 수출하려고 합니다," 코텍은 CNBC에 말했습니다. 중국과 러시아는 모두 "매우 매력적인 자금 지원" 및 다른 종류의 인센티브를 제공하여 핵 산업을 해외로 확장하고 있다고 코텍은 말했습니다.

미국이 수출 사업에서 승리하려면 미국 내에서 현실화해야 합니다.

"미국은 세계 최고 수준의 핵 에너지 기술을 제공한다는 평판이 있지만, 종이 위의 훌륭한 디자인만으로는 충분하지 않습니다. 대부분의 다른 국가들은 그 기술이 자국에서 건설되기 전에 그 기술이 증명되어야 한다고 생각합니다," 코텍은 CNBC에 말했습니다. "따라서 미국은 내국에서 차세대 핵 에너지 시스템의 가속화된 건설을 인센티브화하여, 우리가 검증된 디자인을 국제 시장에 가져와 세계 최고의 핵 에너지 수출국 자리를 다시 차지할 수 있도록 하는 것이 현명할 것입니다."

청정 에너지 수요가 계속 증가함에 따라 국제 핵 산업에서 최상위 자리를 경쟁하는 것은 더욱 치열해질 것입니다.

"우리와 우리의 밀접한 핵 에너지 동맹국들은 내 생각에는 전 세계 핵 에너지 수출 시장에서 지배권 경쟁이 막 시작된 것입니다," 코텍은 말했습니다.

 

 

 

 

 

 

출처: 중국이 어떻게 새로운 원자력 발전의 선두주자가 되었는지, 그리고 미국이 어떻게 반격을 시도하고 있는지에 대해 알려드리겠습니다.