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'탄소중립 치트키' 스마트원전, 그린수소와도 찰떡궁합

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  • 세종=민동훈 기자
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  • 2021.05.12 17:56
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[MT리포트] 에너지 게임체인저 '스마트원전'(SMR)②

[편집자주] 이른바 '스마트원전'으로 불리는 소형모듈원전(SMR)이 전 세계 에너지 시장의 '게임체인저'로 부상하고 있다. 값싸고 안전하면서도 '탄소중립' 목표 달성을 위한 지름길이 될 수 있다는 점에서다. 한국 원자력 시장의 새로운 희망이 될지 주목된다.
'탄소중립 치트키' 스마트원전, 그린수소와도 찰떡궁합
속칭 '스마트원전'인 소형모듈원전(SMR)은 탄소중립 목표 달성을 위한 '치트키'에 해당한다. 그 자체로 탄소 배출이 거의 없는데다 최고 수준의 청정 에너지인 '그린(Green) 수소' 생산에도 활용되기 때문이다.

수소는 생산과정에서 이산화탄소를 배출하면 그레이(grey) 수소라고 한다. 천연가스 개질이나 수소환원제철 방식 등으로 생산한 수소가 대표적인 그레이 수소다. 이때 발생하는 이산화탄소를 포집해 저장하면 블루(blue) 수소로 분류한다.

한발 더 나아가 전기로 물을 분해해 생산한 수소를 그린 수소라고 한다. 발전 과정에서 아예 이산화탄소가 발생하지 않는다.

그린수소 중에서도 석탄화력발전 등 이산화탄소 발생이 많은 기존 에너지원이 아닌 원자력이나 풍력, 태양광 등 신재생에너지로 얻은 전기로 물을 전기분해해 생산한 수소야 말로 진정한 의미의 그린 수소라고 할 수 있다. 문제는 날씨와 일조량의 영향을 받는 풍력이나 태양광의 경우 기술적으로 수전해 시스템에 직접 연결하는 작업이 까다롭다는 점이다.

반면 원전의 경우 기저전원으로 쓰일 만큼 안정적인 출력이 장점인 만큼 수전해 시스템에 활용하기에 용이하다. 수전해가 아니더라도 고온의 증기에 촉매를 넣어 수소를 대규모로 생산할 수도 있다. 원전을 소형화해 주민 수용성과 안전성, 경제성만 높일 수 있다면 그린수소 생산과 가장 시너지가 큰 전원이다.

김한곤 한국수력원자력 중앙연구원장은 "SMR을 이용하면 기존 수전해 방식 외에도 섭씨 600~800도에 달하는 증기를 이용해 훨씬 효율적으로 수소를 생산할 수 있다"며 "SMR에서 발생하는 증기로 수소를 생산하는 기술을 개발할 계획"이라고 했다. 실제로 두산중공업이 SMR을 활용한 그린수소 생산을 검토하고 있다.

또 SMR은 탄소를 거의 배출하지 않고 전기를 생산할 수 있는 현실적으로 유일한 대안이다. 국제원자력기구(IAEA)에 따르면 LNG(액화천연가스) 발전의 이산화탄소 배출계수(g/kWh)는 549다. 석탄(991)의 절반 수준이지만 10에 불과한 원전과는 비교조차 되지 않는다. 태양광 조차도 이산화탄소 배출계수가 54에 이른다. 대형 원전도 탄소 배출이 거의 없지만 안전성과 주민 수용성 문제가 걸림돌이다.

문재인 정부는 지난해 발표한 '2050 탄소중립' 비전에 맞춰 올해 안에 국가 온실가스 감축목표(NDC)를 상향 조정키로 했다. 결국 안정성과 경제성, 탄소배출량까지 모두 고려할 때 SMR 이상의 대안을 찾기는 쉽지 않다는 게 전문가들의 지적이다. 강홍규 두산중공업 원자력영업부장은 "(출력이 일정치 않은) 풍력과 태양광을 보완하기 위해서는 SMR이 최적"이라며 "SMR은 탄소배출이 없고 출력조절이 가능하며 소규모 부지에도 건설할 수 있다"고 밝혔다.



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