중국 링룽1호 시운영 거쳐 2026년 상업운행
미국과 한국의 SMR에 비해 3~4년 우위 갖춰
IAEA와 협약 맺고 SMR 수출 중장기 포석
[베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국은 소형모듈원전(SMR) 분야에서 세계에서 가장 앞서 있는 국가로 평가된다. 중국은 현재 세계 최초의 SMR을 건설 중이며, 내년 완공을 앞두고 있다. 중국은 첫번째 SMR 건설을 계기로 중국 내 SMR 사업 확대는 물론 글로벌 시장 진출까지 차곡차곡 준비하고 있다.
지난 9월 24일 중국핵공업그룹(중핵그룹, CNNC)의 자회사인 중국하이난(海南)원전공사는 국제원자력기구(IAEA)와 오스트리아 비엔나에서 세계 최초로 'SMR 역량 구축 이행 협정'을 체결했다. IAEA가 전 세계 회원국들을 대상으로 SMR 건설 확대를 위해 노력할 것이며, 중국하이난원전공사는 IAEA의 요구에 맞춰 기술 지원 및 인력 양성에 적극적으로 참여한다는 것이 이 협정의 골자다.
체결식에서 IAEA 측은 "IAEA는 많은 개발도상국의 수요를 충족시키기 위해 SMR 인프라 구축과 인적 자원 개발에 노력하고 있다"며 "해당 분야에서 세계를 선도하고 있는 중국은 다른 국가들에게 기술과 노하우를 제공할 역량을 갖추고 있다"고 평가했다. IAEA가 SMR 분야에서 중국이 세계 최고 수준의 기술과 노하우를 보유하고 있음을 인정한 것이다.
중핵그룹은 이에 대해 "IAEA가 주관하는 활동에 적극적으로 참여할 것이며, 여러 국가들의 SMR 개발에 기여할 것"이라며 "특히 글로벌사우스 국가들에 기술 지원을 집중할 것"이라고 발언했다. 이로써 중국은 IAEA와 함께 SMR의 글로벌화를 추진할 토대를 만들었으며, 이는 향후 중국의 SMR 수출을 위한 예비작업으로 작용할 것으로 예상된다. 중국이 사실상 SMR 수출을 위한 준비작업을 하고 있는 셈이다.
◆3년전 SMR 공정 시작, 핵심 모듈은 외부제작
중국이 SMR을 개발하기 시작한 것은 2000년대 초반부터다. 이때부터 중국은 기존 대형 원전 외에도 보다 건설과 운영이 유연한 소형 원자로를 연구하기 시작했다. 그리고 2015년에는 중국핵공업그룹이 공식적으로 '링룽(玲龍) 프로젝트'를 가동하기 시작했다. 이 프로젝트는 상업화가 가능한 SMR 개발을 목표로 했다.
그리고 중국은 2021년 7월 하이난성 창장(昌江)에 링룽 1호 시범 공정을 시작했다. 그리고 2022년 12월 정식 착공에 돌입했다. 시범 공정 시작에서 정식 착공까지 1년 5개월이 소요됐다. 이 기간 동안 중국은 설계 수정 및 최적화 작업, 기술 검증 및 성능 테스트 작업, 규제 승인을 위한 절차 등을 진행했다. 2022년 12월 정식 착공과 함께 링룽 1호는 IAEA의 안전 심사를 통과한 세계 최초의 SMR이라는 평가를 받게 됐다.
2023년 7월에는 SMR의 핵심 모듈이 완성됐다. 핵심 모듈은 중국 국영 중공업 기업인 이중(一重)그룹 산하 다롄(大連)원전석화유한공사가 제작했다. 핵심 모듈은 소형 가압수형 원자로와 증기 발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등을 일체화시켰다. 일체화된 만큼 대형 배관이 필요 없고, 그만큼 방사능 노출 위험도 줄어들게 된다. 해당 모듈은 100% 중국 기술로 이루어졌다.
중국의 동북 지역인 랴오닝(辽宁)성 다롄에서 완성된 모듈은 해상 운송을 통해 하이난 창장으로 운송됐다. 이후 2023년 8월 핵심 모듈이 링룽 1호 원전에 장착되는 데 성공했다.
◆상반기에만 40여국에서 참관단 방문
그리고 2024년 2월에는 링룽 1호 원전의 본체 돔(천장)이 장착되면서 메인 구조물이 완공됐다. 그리고 지난 5월 '링룽 1호' 주제어실이 공식적으로 가동되기 시작했다. 지난 9월 14일에는 증기 터빈 발전기 정류기 설치가 완료됐다. 터빈 발전기는 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 핵심 부품이며, 이 정류기 설치가 성공적으로 완성되면서 건설작업이 순조롭게 진행 중이다.
링룽 1호는 내년 완공될 예정이다. 완공 후 시험운전 작업을 진행하게 되며, 2026년에 상업 운행에 돌입한다는 목표다. 링룽 1호는 세계 최초의 SMR인 만큼, 전 세계적인 관심도가 높은 편이다. 링룽 1호는 올 상반기 40여 개국에서 107명이 현지 조사를 하는 등 국제사회의 주목을 받고 있다.
일반 원전의 경우 원전 용량은 대부분 1000MW지만 SMR의 용량은 300MW 미만이다. 링룽 1호의 발전용량은 125MW이다. 연간 발전량은 10억 kWh이며, 이는 52만 6000가구의 1년 사용 전력량에 해당한다.
링룽 1호의 경우 건설 시작부터 상업 운행까지 약 5년이 소요되는 셈이다. 대형 원자로의 건설 기간은 보통 7년~10년이다. SMR은 소형 원자로를 사용하며, 그렇기 때문에 모듈화가 가능하다. 모듈화가 가능해지는 만큼 건설 주기가 짧아진다.
링룽 1호의 경우 최초의 SMR인 만큼, 건설 과정에서 상당히 많은 검증 작업을 거치고 있다. 때문에 건설 소요시간이 5년이지만, 건설 노하우가 쌓이게 되면 SMR 건설 소요시간은 3년가량까지 단축되게 된다.
◆데이터센터 에너지 공급원으로 각광
링룽 1호의 경우 화력발전소에 비하면 경제성이 그리 높지 않을 것으로 평가되고 있다. 화력발전소는 건설이 어렵지 않고, 이미 상용화된 기술을 사용하는 만큼 운영이 안정적이다. 하지만 링룽 1호는 개발 과정에서 비용이 많이 소모됐으며, 건설 과정 역시 세계 최초의 작업인 만큼 상당한 자본이 투자된 것으로 전해지고 있다.
하지만 이는 링룽 1호가 세계 최초의 SMR이기 때문이며, SMR의 상용화가 본격적으로 이루어진다면 화력발전소에 비해 뛰어난 경제성을 갖추게 될 것이라는 것이 현지 전문가들의 평가다.
SMR은 소형 원자로인 만큼 대형 원자로를 건설할 필요가 없는 곳에 활용될 수 있다. 도서 지역의 경우 대형 전력망이 필요가 없으며, SMR 건설이 알맞다. 링룽 1호 역시 섬 지역인 하이난성에 건설 중이다.
또한 고온가스와 고열을 필요로 하는 석유 정제, 화학공업 등의 산업단지에 설치될 수도 있다. 장기간 안정적인 전력을 제공할 수 있는 주요 군사 기지 혹은 우주 탐사에도 사용할 수 있다. 대형 선박에 설치될 수도 있다.
최근에는 미국의 빅테크들이 SMR 개발에 나서면서 SMR에 대한 관심도가 높아지고 있다. 구글과 마이크로소프트 등 대규모 데이터센터를 운영하는 업체들이 데이터센터가 필요로 하는 전력을 자체 생산하기 위해 SMR 기술을 개발하고 있는 중이다.
◆최소 3년간은 중국의 글로벌 독주 예상
글로벌 원전 강국으로는 미국, 중국, 프랑스, 러시아, 일본, 한국 등이 꼽힌다. 지난해 연말 IAEA 집계 기준으로 미국이 93곳의 원자로를 가동하고 있으며, 중국과 프랑스가 각각 56기의 원자로를 운영하고 있다. 러시아가 37개, 일본이 33개, 우리나라가 25개의 원전을 가동하고 있다.
지난해 연말 기준으로 중국이 24기의 원전을 건설하고 있으며, 인도가 10기, 러시아가 6기의 원전을 건설 중에 있다. 중국은 이에 더해 올해 5기의 원전을 추가로 착공했다.
전 세계에 원전 강국이 즐비하지만, 중국 외에는 현재 SMR 건설을 시작한 국가는 없다. 미국이 2029년 상업 운전을 목표로 SMR 건설을 추진 중이며, 우리나라도 2030년 상업 운전이 목표다. 중국의 링룽 1호가 2026년 상업 운행 예정인 만큼, 중국이 산술적으로 최소한 3년 앞서 있는 셈이다. 또한 링룽 1호의 건설에 5년이 소요되는 만큼, 2030년 상업 운행을 위해서는 내년에는 SMR 건설이 시작되어야 한다는 관측도 제기된다.
중국은 링룽 1호의 상업운전과 함께 SMR의 해외 수출을 본격화할 것으로 예상된다. 중국이 앞서 있는 만큼 당분간은 중국의 독주가 예상되지만, 우리나라를 비롯해 미국, 캐나다, 러시아 등이 SMR을 개발하고 있는 만큼 중장기적으로 각국의 경쟁이 치열해질 것으로 전망된다.
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