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과거미래를 잇는 브릿지 에너지, 원자력

 

원자력 발전소 건설에 대한 찬반 논란이 뜨겁죠. 하지만 국민들은 원자력 에너지가 절대적으로 필요하다고 응답하고 있는데요. 원자력을 대체할 에너지원이 마땅치 않은 상황에서 원전은 비교적 에너지절약적 에너지원으로 각광받고 있습니다. 오늘은 우리 국민들이 원자력 에너지에 대해 어떤 생각을 갖고 있는지 통계를 통해 알아보죠.

 

지난달 26일 현대경제연구원이 전국 성인남녀 1,011명에게 원자력에너지의 필요성을 물은 결과 필요하다89.9%였고 필요 없다10.1%에 그쳤습니다.

 

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( 출처 : 2012.03.26 조세일보 )

 

국민여러분도 원자력 에너지의 효율성과 중요성을 인식하고 있다는 방증인데요. 원자력 에너지의 필요성이 높게 평가 받는 이유는 최근 전력부족 현상과 원자력 에너지가 전력 생산의 많은 부분을 담당하고 있기 때문입니다. 게다가 무더위는 심해지고, 전기 수요도 많아지는 등 원전 의존은 높아질 것으로 예상돼요. 원자력 에너지

 

 

 

 

 

 

 

*전력예비율 : 전력예비율은 현재 사용되는 전기보다 추가전력을 얼마나 더 공급할 수 있느냐를 보여 주는 수치이다. 예컨대 현재 전기를 100만큼 생산해 공급할 수 있는데 소비되는 전력은 80이라고 치면, 20만큼의 전기 공급 시설은 쓰이지 않고 남아 있는 것으로 이때의 전력예비율은 25%가 된다.

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( 출처 : 한국 전력거래소 ) ( 출처 : 한국 수력원자력 )

원자력발전방식은 다른 발전방식에 비해 초기 건설비용이 높은 편이나, 연료비가 월등히 싸기 때문에 발전소의 긴 수명기간을 볼 때 발전비용이 적게 들어요. 아래 그림과 같이 화석에너지나 여타 에너지원으로 발전을 하는 것보다 낮고 저렴한 에너지인 석탄보다도 낮은 생산 단가를 가지고 있습니다. 특히 자원이 부족한 우리나라 입장에서는 원전의 원료인 우라늄 등 핵연료시장이 비교적 안정돼 있어 적은 연료로도 3년가량 쉬지 않고 발전할 수 있습니다.

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( 출처 : 2006.06.23 동아일보 )


그러나 발전과정에서 필연적으로 발생되는 방사선 및 방사성 폐기물은 지구환경과 인체에 치명적인 독성을 갖고 있는데요. 원자력발전소에서 발생하는 사고는 큰 사고로 번지는 경우가 있습니다. 구소련의 체르노빌 발전소 사고와 미국 스리마일 섬 발전소, 일본 후쿠시마 발전소 사고는 원자력의 위험성을 잘 보여주는 예입니다. 원자력 에너지



 

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( 출처 : Digitalglobe )


이런 이유로 현대경제연구원이 2012년 3월 발표한 조사 결과에 따르면 국민들의 절반 이상(52.6%)은 원자력에너지에 대해 부정적인 인식을 가지고 있습니다. 부정적 이미지가 형성된 주된 이유로는 핵방사능 사고(27.7%), 막연한 두려움(12.2%) 등이 손꼽혔는데요. 이러한 이유의 주원인은 후쿠시마 원전 사태와 같은 대형 원자력 사고 때문에 더욱 많은 사람들이 우려를 하고 있는 듯합니다.


대안은?


원자력 에너지의 대안은 신재생에너지 일 것 입니다. 자연의 에너지를 그대로 사용하기 때문에 환경오염 문제가 없고 무한한 에너지 입니다. 현재 선진국에서 활발히 기술개발이 진행되어 실용화 단계에 접어든 신재생에너지로는 태양에너지, 풍력에너지가 주종을 이루며, 바이오매스, 지열, 파력, 조력 등을 이용한 신재생에너지 개발이 활발히 진행되고 있습니다. 신재생에너지는 위험성이 없고 친환경에너지이기 때문에 앞으로의 환경문제를 해결할 수 있는 대안으로 평가 받고 있어 다양한 연구가 진행 되고 있는데요. 신재생에너지는 재생에너지와 신에너지로 다음과 같이 나눌수 있습니다.

- 생에너지 8개분야 : 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지
- 신 에너지 3개분야 : 연료전지, 석탄액화·가스화, 수소에너지

태양광발전

태양광발전은 발전기의 도움 없이 태양전지를 이용하여 태양빛을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식입니다. 태양광발전의 장점은 공해가 없고, 필요한 장소에 필요한 만큼만 발전할 수 있으며, 유지보수가 용이하다는 것으로 각광받고 있습니다. 반면에 전력생산량이 일조량에 의존하고, 설치 장소가 한정적이며, 초기 투자비와 발전단가가 높은 단점이 있어서 아직은 적극적으로 사용하지는 못하고 있습니다.

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(출처 : 플리커)

풍력발전

풍력발전기는 바람의 에너지를 전기에너지로 바꿔주는 장치로서, 풍력발전기의 날개를 회전시켜 이때 생긴 날개의 회전력으로 전기를 생산하는 방식입니다.. 풍력 발전기는 풍속이 세고, 풍차가 클수록 더 많은 풍력 에너지를 생산할 수 있기 때문에 풍력 발전기의 발전량은 바람의 세기와 풍차의 크기에 의존하고 있는데요. 높이가 높아질수록 바람이 세게 불기 때문에 높은 곳의 발전기가 낮은 곳의 발전기보다 크고 발전량도 많습니다. 풍력으로 발전하려면 평균 초속 4m/s 이상으로 부는 바람이 필요하기 때문에 설치할 수 있는 장소에 제한이 있습니다.

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지열발전

지열발전은 지하의 고온층에서 증기나 열수의 형태로 열을 받아들여 발전하는 방식을 말합니다. 지열은 지표면의 얕은 곳에서부터 수 km 깊이의 고온의 물(온천)이나 암석(마그마) 등이 가지고 있는 에너지입니다. 우물로부터 고온의 증기를 얻으면, 이것을 증기터빈에 유도하고 고속으로 터빈을 회전시켜서 이와 직결된 발전기에 의해 전력을 생산합니다.

지열발전의 비용은 대부분을 지열발전소의 건설비와 지열정의 굴착비가 차지하며, 지열자원의 질과 발전형식에 따라서도 달라집니다.
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(출처 : Fotopedia )

과거미래를 이어주는 브릿지

재생에너지는 아직 위의 자료에서 처럼 효율성의 문제로 단가가 비싸기 때문에 아직 기술계발이 더욱 필요한 실정입니다. 안전하고 친환경적인 에너지가 사용화되어 걱정없이 에너지를 사용하기 위해서는 아직까지 더 은 시간이 걸릴 듯합니다. 그래서 특히 최근에는 원자력을 ‘브리지 에너지(Bridge Energy·화석연료와 재생에너지를 잇는 가교)’로 보는 경향이 있습니다. 재생에너지는 본질상 공급이 간헐적이고, 세계적으로 발전원 비중이 2.5% 정도입니다. 원자력은 신·재생에너지가 화석연료를 대체하기 전까지 의존해야 할 교량 역할의 에너지라는 것입니다.

원자력에너지가 이렇게 브릿지 에너지로 역할을 다하여 앞으로의 깨끗한 에너지를 만드는데 기여하는 원동력이 되었으면 합니다.

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쓰나미’는 지진해일을 뜻하는 일본말로, 이것이 국제 공용어로 쓰일 만큼 일본은 쓰나미에 익숙한 나라입니다. 하지만 지난 3월 11일에 일본을 강타한 진도 9.0의 강진은 그동안의 익숙함을 넘어서 일본 전체에 공포를 안겨 주었습니다. 이 엄청난 충격에 일본은 물론 세계 각국이 주목을 하였고 일본이 어떻게 극복을 할지 관심이 모아졌습니다. 하지만 일본의 전쟁과 재난의 역사가 말해 주듯 일본은 이번에도 이 재앙과 아픔을 최고의 인내로써 이겨낼 것입니다.
 
하지만 더 큰 공포가 도사리고 있었으니 그것은 바로  쓰나미에 이어서 후쿠시마 원전 사고가 일어났다는 것입니다. 이번 사건은 화석연료를 사용하던 발전소의 대체재로서 미래 핵심 에너지원으로 각광받던 원자력발전소 시스템의 중단을 가져올 수 있는 사고라 할 수 있기 때문입니다. 더군다나 일본은 세계적인 원전 강국으로서 경기 불황을 원전기술의 수출로 어느 정도 해결 할 수 있을 것이라는 기대를 가지고 있었고, 안전에 있어서도 기술력을 바탕으로 강한 확신을 가지고 있었기에 더 충격을 받을 수 밖에 없었습니다. 이로써 이미 미국과 중국, 독일, 프랑스 등 원전 강국들도 에너지 정책에 전면 재검토를 하게 되었는데요. 하지만 주목할 만한 점은 이번 사고로도 일본은 쉽게 원자력발전소를 포기하지 못하고 있다는 사실입니다.
 
그런 의미에서 이번 기사에서는 이렇듯 큰 이슈를 만들게 된 원자력발전소가 가지고 있는 장점은 무엇이고, 일본이 사고와 함께 많은 단점에도 불구하고 원자력발전소를 유지하려는 이유는 무엇인지 알아보도록 하겠습니다.
 
 
 
 
 

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이미지 출처 - 치요짱님의 블로그
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
● 일본의 원자력
 
 
 
원자력은 에너지자원이 부족한 일본에게 있어 기술로 획득할 수 있는 국산 에너지로서, 1954년 이후 원자력발전소 건설이 잇따라 추진되었습니다. 2011년 1월말 시점에서 54기, 4900만 킬로와트의 상업용 원자력발전소가 운전 중에 있고 미국, 프랑스에 이어 세계에서 3번째로 큰 설비능력을 보유하고 있습니다. 09년도에 원자력발전 전력량은 일본 총발전량의 29.2%를 차지하였으며, 08년에는 원자력 설비이용률이 58.0%에 달할 정도로 원자력에 대한 의존도가 높다고 합니다. 세계 최대 규모의 원자력발전소도 일본에 있습니다. 바로 가시와자키 가리와 원전으로 총 7기가 821만 2천kW의 전력을 만들어 내고 있습니다. 다음 그림은 일본의 원자력발전소 현황을 나타낸 그림입니다.
 
 
 
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자료 출처 - 연합뉴스
 
 
일본은 원자력발전소를 2020년까지 9기, 2030년까지 최소한 14기 이상 증설하고, 설비 이용률을 2020년까지 약 85%, 2030년까지 약 90%(세계 최고수준의 설비 이용률)를 달성할 계획이었으나, 동북 대지진 사고의 영향으로 원자력 정책의 재검토가 예상되고 있다고 합니다. 이를 세계의 원자력발전소 현황과 비교해 보면 일본의 원자력 의존도가 굉장히 높다는 것을 더 분명히 알 수 있습니다.
 
 
 



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자료 출처 -: World Nuclear Association (2009년 5월 현재)
 
 
 
 
 
2009년 5월 시점으로 세계에서 운전 중인 원자력발전소는 436기입니다. 유럽이나 미국은 물론 중동, 아시아에서도 신규 원자력발전소 건설 움직임이 일고 있었습니다. 세계원자력협회(WNA) 데이터에 의하면 25년에는 세계 원자력발전의 설비용량은 826GW로, 지금보다 약 2.4배가 될 것으로 전망하고 있고 세계에서도 손꼽히는 원자력 강국인 일본은 이에 맞추어 보다 앞선 원자력발전계획을 가지고 있었습니다.
 
그러나 이번 동북대지진 후쿠시마 원자력발전소 사고를 계기로 세계 각지에서 원자력발전소 건설계획을 재검토하려는 움직임이 일어나고 있으며, 지구온난화 대책이나 에너지안정공급의 관점에서 원자력발전소 증설 움직임이 본격화 되고 있었습니다.  하지만 이번 동북대지진재해에 의해 다시 원자력건설 계획에 큰 영향을 끼칠 것으로 예상되고 있습니다. 사실 이미 1979년의 미국 스리마일 원전사고, 1986년의 소련 체르노빌 원자력사고 등을 계기로 미국 등 여러 국가에서 원자력발전소 건설 계획이 정체되었던 적도 있었죠.
 

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자료 출처 - 한일재단 일본지식정보센터
 
 


 
원래 일본은 국내시장 침체를 적극적인 해외진출로 만회한다는 전략을 가지고 있었습니다. 그 일환으로 ‘일본 신성장전략산업비전’에서 원자력 국제 전개를 인프라 수출 전략의 중요한 기둥으로 설정하였습니다. 하지만 역시 동북대지진 재해를 계기로 일본 정부 내에도 원자력 정책에 대한 재검토 목소리가 높아지기 시작했습니다. 에다노 관방장관은 “정부로서 방향성을 말씀드릴 수 있는 상황이 아니지만, (원자력정책의 재검토는) 당연한 것이다.” 라고 언급하였고 자민당 타니가키 총재도 “원자력정책의 추진은 어려운 상황이 되었다. 사고를 신속하게 수습 ∙ 분석하고, 새로운 대응을 할 수 밖에 없다.”라고 발언하였습니다. 이렇게 일본도 문제의 심각성을 인식하고 있는 와중에 세계 각국에서 원자력 정책에 대한 재검토가 실시되고 있고 그 행방에 따라서 일본의 성장전략에 큰 타격이 될 가능성이 있다고 합니다.
 
 
 

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이미지 출처 - 치요짱님의 블로그
 
   
 
 
● 왜 원자력을 포기하지 못하는가? (장 ∙ 단점)
 
먼저 일본이 원전을 개발하기에 앞서 안전상 노력한 부분을 알아보겠습니다. 일본의 원전은 본래 다른 산업에 비해 매우 진보된 안전계통을 가지고 있었습니다. 기본적으로 3단계의 다중방호라는 종래에는 없었던 개념을 적용하였고, 이러한 시스템은 철저한 설계와 품질관리, 보수관리가 실시되고 안정성이 확보되는 'fail safe system'이나 'interlock system'이 활용되고 있습니다. 또한 방사성물질이 외부로 방출되지 않도록 방지대책으로 ‘비상노심내각장치’와 ‘원자로격납용기’가 설치되어 있습니다.

하지만 이러한 안전시스템을 비판하는 입장도 있습니다. 제일 심각한 문제로는 시공시스템상 문제입니다. 일본 원자력발전소 설계는 1급 전문가가 담당하지만, 시공자는 비전문가가 대부분입니다. 실제적으로 건설하는 사람의 기량과 현장 대처 능력에 대해서는 의논 조차도 이루어지지 않고 현장 감독 및 감사 시스템도 없다고 합니다. 또한, 기술자가 줄어들면서 공사과정이 매뉴얼화 되었으며, 심지어는 자신이 무슨일을 하고 있는지에 대한 것도 인지하지 못하는 실정이라고 합니다. 일본의 신칸센이나 고속도로 등 다른 산업에서도 전문적인 시공, 건설 과정과 감사를 통해 안정성을 제고하지만 결함이 나타나고 있는데 더욱 주의를 기울여야할 원자력발전소는 시공 과정 조차도 불안하다는 것입니다.
 
 
 

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이미지 출처 - 한국수력원자력 블로그
 
 
 
 
 
일본이 원자력에너지를 포기하지 못하는 이유 중 가장 큰 것은 원자력 에너지의 경제성이 다른 대체에너지에 비해 탁월한 효율성을 보이고 있기 때문인데요. 원자력 발전 비용은 1kWh의 전기를 생산할 때 34원으로 중유 184원, 무연탄 101원, 경유 133원, 수력 143원에 비해 탁월한 경제성을 갖추고 있습니다. 대체에너지의 경우 원자력 발전처럼 대규모로 전기를 공급하기에는 많은 한계가 존재합니다. 또한 대체에너지들은 자연환경과 관련해 에너지 발전에 제약이 많지만 상대적으로 원자력 발전은 안전상 문제를 제외하면 그러한 제약에서 자유로운 편입니다.

이러한 경제적 효율성은 일본이 원자력발전의존도를 높이게 된 이유가 되었습니다. 또한 이미 높은 원자력 의존도로 인해 대체에너지를 사용할 경우 전력수급 문제, 전기 요금 상승 등으로 이어져 경제위기를 심화시킨다는 결과가 나타날 수 밖어 없기에 원자력 의존 정책을 지시켜야 한다는 입장을 선택하게 됩니다. 이와 함께 현재 건설 중인 5개의 원자로와 계획 중인 4개의 원자로 건설 비용으로 약 2조엔의 국가적 손실을 일으킬 수 있다는 점과 원전을 포기하게 되면 원전에서 발생되는 에너지만큼의 대체에너지를 더 수입해야하기 때문에 막대한 비용을 소비하게 될 것이라는 것도 일본의 입장을 뒷받침합니다.
 
대체에너지보다 원자력이 나은 부분은 경제적 효율성 이외에 환경적인 부분도 있습니다. 원자력은 지구온난화 가스 발생 측면에서 볼 때 대체에너지에 비해 청정에너지로서의 장점을 갖추고 있습니다. 전력 발전시 1kWh당 이산화탄소 배출량은 석탄 850g, 석유 689g, 가스 460g, 태양광 34g, 충력 11g인데 반해 원자력은 9g에 불과합니다. 하지만 이와 같은 점은 어디까지나 원전의 안전성이 보장되었을 때 의미가 있을 것입니다. 확실한 안전성이 뒷받침 되지 않는 한 타당성을 획득할 수 없는 논리라고 할 수 있습니다.


 
 
 

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이미지 출처 - 네이버 포토 갤러리
 
 


 
 
 
 
 
 
 
● 결론
 
최근 풍력이나 태양광 등의 새로운 에너지원을 이용한 전력 생산이 인류의 희망으로 대두되고 있으나 생산량이나 공급 신뢰도를 고려했을 때 단기간 내에 핵심 에너지원이 되기는 어렵습니다. 아직까지 원자력 관련자들뿐만 아니라 정부 조직도 원자력 에너지가 미래에도 핵심 에너지원의 역할을 담당할 것이라는데 동의하고 있고, 일본의 경제적 상황도 원자력발전소를 포기하기에는 어려운 부분이 많습니다.

그렇다고 지구적 환경문제를 일으킬 소지가 있는 원자력발전소를 앞으로도 이렇게 증가시킬 수만은 없는 문제입니다. 때문에 당장은 핵심 에너지원으로 활용할 수는 없더라도 당장의 생산성은 일정부분 포기하고 풍력이나 태양에너지를 활용하는 방법도 고려해야 할 것입니다. 이는 이제 세계가 함께 공통적으로 생각할 문제입니다. 앞으로도 많은 시간 우리의 후손들이 살아가야 할 터전을 가꾸어 나아가야 한다는 점을 생각한다면 설사 그것에 많은 비용과 문제가 있더라도 보다 제대로 된 길을 제시해야 한다는 것입니다. 지금 당장은 많은 이유에서 원자력을 포기할 수 없다고 하더라도 계속적이고 장기적으로 보았을 때 미래 에너지원으로서의 원자력에 대해서는 보다 깊은 논의가 이루어져야 한다는 점은 우리 모두 인식해야 할 것 같습니다.
 
 


 
 
 



 

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※ 본 글은 '통계청블로그기자단'의 기사로 통계청의 공식입장과 관계가 없습니다. 
 
통계청 블로그 기자단 이영준 기자
 
 
 
 



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