[투데이에너지 김병욱 기자] 원자력 분야의 최근 블루오션으로 떠오르고 있는 원자력 해체(폐로)시장이 최근 이목이 집중되고 있다.

원전 해체시장은 향후 연평균 11조원 시장을 형성할 것으로 보이며 전세계 관련기업들의 블루오션이 될 전망이다.

특히 해외 원전 제작사들이 해체 관련 기술들을 가지고 있는 것으로 예상되며 우리나라에서도 원전 제작 관련기업들이 해체 관련 기술들을 보유할 것으로 보인다.

이에 세계 원전 해체 시장규모와 해체 단가, 국내 원전 폐로 전망, 세계 원전 폐로 현황 등에 대해 살펴본다.

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세계 원전 해체 시장규모는 연간 11조원으로 전망되며 원전건설 시장보다 클 가능성이 높다.

주익찬 아이엠투자증권 애널리스트의 원전 폐로 시장 보고서에 따르면 세계 원전 폐로시장 규모는 원전 수명연장이 없다면 오는 2030년까지 연평균 11조원일 것으로 예상된다.

이유는 현재 가동 중인 세계 원전은 435기이며 오는 2030년까지 수명만료되는 원전이 연평균 17호기, 해체 단가가 6,000억원/호기일 것으로 예상되기 때문이다.

해외 국가들의 해체 예상 단가는 6,000억원~1조원/호기로 추정, 원전 해체 시장 규모는 더 클 가능성이 있는 것으로 판단되며 만약 모든 원전들이 10년 수명연장 된다면 시점은 10년 늦어질 것으로 전망된다.

또한 원전 해체 관련 시장 규모는 원전 건설 시장 규모보다 커질 것으로 전망된다. 세계 원전 건설 시장은 연간 5~10조원 이하일 것으로 예상되기 때문이다.

중동과 일부 개발도상국, 우리나라가 원전 건설의 주요 수요국인 것으로 판단돼 원전 건설시장 규모가 해체시장 규모보다 작을 가능성이 있다.

미국에서는 원전 발전단가가 천연가스보다 크게 낮지 않아 원전 건설 수요가 많지 않을 전망이다.

유럽에서는 환경 이슈로 수요가 크지 않아 보인다. 중국에서도 천연가스와 원전의 발전단가 차이가 한국과 일본의 절반인 것으로 예측되며 대부분 중국 제작기업들이 수주할 가능성이 있다.

우리나라는 원전해체비용을 1호기당 6,033억원/호기인 것으로 추정하는 것으로 보여진다.

IEA(국제에너지기구)는 지난 2001년 고리 원전 1호기의 해체비용을 1999년 기준 1조원/GW로 추정했다. 물가상승을 고려하면 더 커질 것으로 추정된다. 사용후 핵연료와 중저준위방사성폐기물 처리비용까지 고려하면 더 많을 것으로 예상된다.

일본의 예상 폐로 비용은 9,590억원/GW, 독일은 8,590억원/GW, 미국은 7,800억원/GW으로 예측되고 있다.

실제 폐로 비용은 이보다 더 많아질 가능성이 있다. 일본에서 사고 발생한 후쿠시마 원전의 폐로 비용은 265조원이다. 우리나라는 지난 1997년부터 3년간 진행한 트리가원자로 2호기(트리가마크Ⅲ) 폐로 경험을 가지고 있다.  
 
 

트리가마크Ⅲ 용량은 상업용 발전소의 1/500인 2MW였으며 폐로기간은 5년, 폐로 비용은 192억원이었다. 단순 비교하는 것은 적절하지는 않지만 트리가마크Ⅲ 폐로 비용은 9조6,000억원/GW에 해당한다.

■국내 원전들 수명완료 시기

원전 운영허가를 1회 연장한 고리 원전 1호기는 2017년 6월, 고리 2호~고리4호기는 2023, 2024, 2035년에, 한빛 원전 1·2호기, 월성 2·3호기, 울진 1·2호기는 2025~ 2028년에 운영허가가 만료된다.

월성 1호기는 계속 운전 심사 중이며 한국 원전 23기 중 10기는 2020년대에 설계수명이 만료된다.

원전 수명을 10년씩 2번 연장하면 한국 원전 10기들의 설계수명은 2040년대에 만료된다.

운영허가가 만료된 원전들의 주요 기기를 보수하고 교체해서 원전 운영허가는 10년씩 연장되고 있다.

또한 우리나라 원전의 설계수명은 30~40년이며 신고리 원전3·4호기의 APR1400 설계수명은 60년이다.

수명 연장 이유는 원전 건설 비용보다 상대적으로 경제적이기 때문이며 다른 국가들도 수명연장을 하는 것으로 예상된다.

한국수력원자력은 고리 원전 1호기 제30차 계획예방정비에서 원자로 헤드 교체에 2,382억원을 투자했으며 2007년 1차 수명 10년 연장 후 정비 비용은 4,668억원이다. 월성 1호기 관련 비용은 2009년 약 6,000억원이 투자된 것으로 보인다.

고리 원전 1호기와 월성 원전 1호기에 투자된 금액은 각각 약 6,000억원으로 폐로단가인 6,033억원과 비슷하며 원전 1호기의 연간 천연가스 발전 대체 시 비용절감액은 7,000억원이므로 아직은 수명 연장이 경제적으로 보이나 이 문제도 최근 심상정 의원 및 환경단체에서 이와 관련된 자료를 발표해 어떤 쪽이 경제적인지는 아직 정확하지 않다.

■우리나라 원전 해체 준비 현황

원전 해체와 관련한 우리나라 정부의 승인기준과 세부 절차는 아직 미흡한 것으로 보인다.

원자력안전법에는 원전 해체 관련 원칙은 언급돼 있지만 구체적인 방법과 절차 등의 세부 규정은 부족하다.

세계 원전 해체 시장규모 연간 11조원

원전 폐로 시장, 건설 시장보다 클 가능성 대두

美 자이온 원전 폐로비용, 고리원전 1호기 비슷 예상

설계수명이 만료된 원전 가동 중지는 가능하지만 해체는 어려운 것으로 보여진다.

원자력안전법은 원전 폐로와 관련, 한수원은 원자력안전위원회의 승인을 받아 해체계획을 수립, 시행하고 방사성폐기물은 방사성폐기물관리법에 의해 처리하도록 규정하고 있다.

폐로 인허가와 감독은 원자력안전위원회가, 폐로는 한수원이, 방폐물 처리와 원전시설 해체는 원자력안전위원회와 산업통상자원부가 모두 관여한다.

핵폐기물 관련 주민 동의도 중요하다.

사용후핵연료와 관련해 지난 1990년과 2003년에 충남 태안군 안면도와 전북 부안군에 방폐장 부지 확보를 시도했지만 실패했다.

한국의 총 폐 연료봉은 약 1,700만개로 각 원전들에 보관 중인 핵폐기물 저장용량은 오는 2016년에 한계에 달한다.

사용후 핵연료 처분 방식도 아직 결정되지 않았다. 폐로 작업은 4~5년의 원자로 냉각후 제염과 해체를 시작한다. 원자력안전법에는 사용후핵연료 처리사업자는 미래창조과학부와 산업부 장관의 지정을 받아야 하며 장관들은 사업자 지정 시 원자력진흥위원회와 협의해야 한다.

특히 중간저장시설의 안전성 검증항목과 인허가 요건 등 상세규정도 필요한 상황이다.

■세계 원전 해체 현황

폐로 중인 원전은 미국 17기, 독일 16기, 일본 7기, 한국은 0이다. 미국의 12기, 독일의 3기는 이미 폐로가 완료됐다.

미국의 경우 원전 설계 수명이 만료되지 않더라도 원전 폐로가 가동보다 더 경제적이면 폐로하는 경우도 있는 것으로 알려지고 있다.

미국 자이온 원전은 지난 1998년 1월 운전 정지하고 16년째 해체 작업 중이다. 미국 원자력규제위원회의 허가 기간은 2013년까지이지만 15년 먼저 해체를 시작한 이유는 수리 비용이 폐로 비용보다 클 것으로 추정됐기 때문이다. 자이온 원전의 수리와 폐로비용은 고리 원전 1호기와 비슷할 것으로 추정된다. 자이온 원전은 고리 원전 1호기와 같은 가압경수로(PWR)이고 1973년에 운전을 시작했었다.

■일본 원전 해체 현황

일본은 원전사고가 일어난 후쿠시마 지역을 세계의 폐로산업 거점으로 만들 계획을 가지고 있다.

일본 정부는 실물 크기 원자로 모형을 만들어 폐로 연구에 활용하고 도쿄전력 본사도 이곳으로 옮기기로 한 것으로 전해지고 있다.

일본은 동해발전소를 1966년 7월25일 가동 시작, 1998년 3월31일에 가동 정지했으며 해체를 시작한 것으로 보여진다.

국가방침에 준거한 일본 최초의 상업용 원자력발전소의 폐지로 추정된다. 기간은 17년이다.

또한 지난 2001년 10월4일 원자로 해체계획을 일본 경제산업성에 제출했으며 같은해 12월4일 폐지 조치를 시작했다. 표준 공정(계통 제염, 안전 저장, 본격 해체)을 책정했고 법제도, 해체 충당금 제도 등을 정비, 폐기물 처분 제도도 정비 중이다.

해체의 기본 원칙들은 원자로, 부속 설비 및 건물을 해체 철거해 본래의 대지 상태로 복원하며 원자로 영역은 안전 저장(약 10년) 후 해체 철거, 원자로 영역 이외의 부속 설비 등은 안전 저장 기간 개시 시점부터 순차적으로 철거한다.

■국내 원전 해체 관련 기업들

한국의 원전 해체 관련기업들은 두산중공업, 한전KPS, 한전기술, 한국수력원자력 등이다.

해외 원전 해체 관련기업들은 영국의 Vosper Thornycroft, 미국의 Energy Solution, 스웨덴 Studsvik, Siemens, Westinghouse, Areva 등이다. Vosper Thornycroft는 리투아니아 원전 해체 계약을 했으며 Energy Solution은 미국 Zion-1,2와 영국 22개 원전 해체를 담당, Studsvik는 독일과 벨기에 원전 해체사업을 수주한 것으로 보인다.

이에 원전 제작사들이 해체 관련 기술들을 가지고 있는 것으로 판단되며 국내에서도 원전제작 관련기업들이 해체 관련 기술들을 보유할 것으로 예상된다.

특히 언론 보도 등에 따르면 한전은 장기적으로 약 4조원의 추가 충당부채를 적립해야 할 것으로 예측된다.

이유는 한국에서 가동 중인 원전 23기들의 폐로 비용은 13조9,000억원으로 추정되고 한수원의 원전해체 관련 충당부채는 9조9,900억원인 것으로 추정되기 때문이다. 사용후핵연료와 중저준위 방사선폐기물 처분 관련 충당부채는 2조5,000억원인 것으로 추정된다.

한편 원전 해체 방법들은 즉시해체(Immediate Decommissioning)가 있으며 즉시해체는 시설의 운전 정지 후 단기간 내에 장비, 건물 및 부지의 오염준위를 개방(release) 가능한 수준으로 제염·해체한다. 많은 국가에서 즉시해체 방식을 적용해 해체 수행에 일반적으로 장수명 핵종 등이 포함된 시설에 적용한다.

또한 지연해체(Deferred Decommissioning)는 일정 기간 동안 시설은 안전하게 관리 후 오염준위를 개방 가능한 수준으로 제염·해체. 일반적으로 사용 후 핵연료는 제거한다.

지연 기간 동안 방사능 저감(핵종의 반감기) 효과를 고려할 수 있어 일부 국가에서 적용(영국)하고 있다.

이와 함께 차폐격리(Entombment)는 방사성물질을 포함하고 있는 시설 내에 구조적으로 안정한 물질을 넣어 장기간 안전하게 격리(콘크리트)한다.

원전 오염을 제거하는 방법으로 세척, 가열, 화학적 혹은 전기화학적 수단, 기계적 수단, 용융 등이 있다.

출처 : 투데이에너지  2014년 9월 22일