원자력발전이 수명기간 동안 온실가스를 적게 배출해서 범지구적인 탄소배출량 저감에 기여하고 있으나 기후변화에 인한 결과가 원자력발전소 운영에 새로운 도전을 부여하고 있다고 국제원자력기구(IAEA, International Atomic Energy Agency)가 2015년 10월 20일 밝혔다.

원자력발전은 수력발전에 이어 수명기간 동안 탄소배출량이 2번째로 적은 발전방식이며 상업용 원자력발전 기술이 도입된 이래로 660억 톤의 이산화탄소 배출을 을 저감해 왔다고 IAEA의 David Shropshire 기획 및 경제성연구과장이 10월 20일 언론인들을 위한 전화회의에서 밝혔다.

한편, Shropshire 과장은 원자력발전도 원자로 냉각을 위한 수자원의 부족과 같은 기후변화로 인한 효과들로 원전 운영에 반영하기 위한 새로운 조치들을 강구해야 할 때라고 밝혔다. 그는 지난 수십 년간 여러 나라에서 원자로들이 냉각수 부족으로 인해 원자로를 정지하거나 출력을 줄인 적이 있다고 지적했다.

IAEA의 운영 및 성능 데이터에 따르면 환경조건이 원인이 되어 정지한 사건의 2/3 이상이 냉각수 고온에 따른 것이며 1/4는 냉각수가 저온이었던 것에 기인하다고 한다. 예를 들어 프랑스의 경우, 2003년에 이상고온으로 인해 수온이 높아지는 바람에 원전 17기로부터 5.3TWh의 전력을 생산하지 못한 바 있다.

따뜻한 냉각수는 발전소 열경제성에 영향을 미쳐 열적변환 효율을 낮춘다. 추가적으로 온도제한치가 강이나 호수에는 설정되어 있어 이를 위반할 소지가 있는 경우 원자력발전사업자는 원자로를 정지하거나 그 출력을 줄여야 한다.

기후변화의 영향과 연계되는 극심한 바람, 폭우, 해수면 상승, 기온 상승, 홍수, 가뭄, 산불 또는 이런 극한 기후의 조합으로 인해 원자력발전소의 운영이 여러 가지 방식으로 영향받고 있다고 IAEA는 밝히고 있다. 가령, 강한 바람과 함께 내리는 폭우는 발전소 홍수 위험을 증가시키는 것이 바로 그것이다.

따라서 IAEA는 해수면의 점진적인 상승과 같은 기후변화에 대비하고, 극심한 기후현상에 덜 영향 받고 잘 견딜 수 있는 수단을 채택하는 것이 원자력발전산업계에도 필요하다고 권고하고 있다. 가령, 건조식 냉각기기를 이용하여 수자원관리를 향상시키는 것이 바로 그것이다. 건조식 냉각탑(Dry cooling tower)은 비용이 많이 들고 발전소 효율을 낮추기는 하지만 기화식 습식 냉각탑을 대체할 수 있는 기술이라고 2012년 발간된 ‘수냉식 원자로이 효과적인 수자원 관리 보고서(Efficient Water Management in Water Cooled Reactors)’는 평가하고 있다.

경수로 기술은 모두 저탄소 배출기술

IAEA는 고속증식로(FBR, fast breeder reactor) 같은 신형 원자로기술은 탄소배출량이 기존 경수로의 15g/CO2 equivalent/kWh 대비 0.9g/CO2 equivalent/kWh 수준으로 매우 낮은 수준을 자랑한다고 밝혔다. 이에 비해 석탄발전은 1,000g/CO2 equivalent/kWh 수준으로 가장 높은 수치를, 수력발전이 6.6g/CO2 equivalent/kWh 수준으로 가장 낮은 수치를 보이고 있다고 밝혔다.

고속로는 우라늄을 덜 쓰기 때문에 채광, 정련, 농축 및 핵연료제조 과정 등에서 탄소배출을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 현재로서는 러시아만이 세계에서 유일하게 BN-600 고속로 기술을 1981년 상용화한 나라다. 탄소 포획저장 기술(CCS, carbon capture storage)은 167g/CO2 equivalent/kWh 수준을 배출하기 때문에 전력분야에서 탄소배출을 저감하는데 부분적인 해법 밖에는 되지 못한다고 밝혔다.

 

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 11월 11일]