소형 원자로 ‘SMR’ 개발 선도하는 이 나라는?

OECD 보고서에 따르면, 러시아와 중국이 SMR 원자로 개발에서 최고 선도국가이며, 원자력기구(NEA)에 따르면 가장 진보된 서구 상업 디자인은 뉴스케일(NuScale)의 보이그르(VOYGR)인 것으로 나타났다.


SMR은 소형 원자로(Small Modular Reactor)의 약자로, 전기 출력이 300 MWe 이하인 원자로를 말한다. 안전성과 유연성이 높고, 비용이 저렴하고, 다양한 용도에 사용할 수 있는 원자력 발전 기술이다.
러시아 KLT-40S 소형 원자로가 30점으로 가장 높은 점수를 받았다. 현재 러시아는 세계에서 가장 많은 SMR을 보유하고 있다

각각 용량이 약 50MWe인 2기의 원자로가 극동 추코츠키(Chukotka) 자치구 페베크시라는 도시의 제방에 정박된 ‘아카데미크 로모노소프’(Akademik Lomonosov) 바지선에 있다.

2019년에 운영 허가를 받아 5년 동안 운영 중이다. 최대 70MWe의 전력과 50Gcal/h의 열을 공급할 수 있다

이외에도 한 개의 RITM-200 원자로를 탑재한 얼음 깨기 선박인 ‘리트무-200’, 2026년 완공 예정인 한 개의 BREST-OD-300 원자로를 사용하는 육상 발전소인 ‘브레스트-OD-300’이 있다.

2위는 아르헨티나 켐(CAREM)과 중국 ACP100으로 각각 28점이다.

아르헨티나는 정부가 전적으로 자금을 지원, 최초의 30MWe 켐 원자로를 건설하고 있다.
아르헨티나의 SMR은 CAREM-25이라는 이름으로 알려져 있다. CAREM은 ‘Central Argentina de Elementos Modulares’의 약자로, 독자적으로 설계ㆍ건설하고 있는 소형 원자로이다. CAREM-25은 32MWe의 전력을 생산할 수 있는 프로토타입으로, 2014년에 건설이 시작되었다.

현재 아르헨티나의 부에노스아이레스 주에 있는 리마 원자력 발전소 부지 내에 있다. CAREM-25는 압력수로 원자로(PWR) 기술을 기반으로 전기의 발전뿐만 아니라 난방, 담수화, 수소 생산 등에도 사용될 수 있다. CAREM-25는 상업용 모델로 100-120MWe 전력을 생산할 수 있는 원자로를 계획하고 있다.

아르헨티나는 볼리비아 및 인도네시아에 이 기술의 잠재적인 수출에 대해서 협력 계약을 체결했다.

중국 ACP100의 첫 실증기는 국영기업인 CNNC에서 2년 동안 제작했다.

ACP100은 중국의 SMR의 브랜드 이름이다. ACP는 ‘고급 가압수형 원자로 캡슐’(Advanced Pressurized water reactor CAPsule)의 약자로, 중국 국가 원자력 기업(CNNC)이 개발하고 있다. ACP100은 125MWe의 전력을 발생할 수 있는 통합형 압력수로 원자로(PWR)로, 자연 순환과 수동 안전 기능을 갖추고 있다. ACP100은 전기 발전뿐만 아니라 난방, 담수화, 수소 생산 등에도 사용될 수 있다.

현재 중국의 하이난성에 있는 창장 원자력 발전소 부지 내에 ACP100의 시범 건설이 진행되고 있다. 2019년 7월에 건설이 시작되었다. ACP100은 세계 최초의 육상 상업용 SMR이 될 것으로 기대된다. ACP100은 미래에는 100-120MWe의 전력을 발생시킬 수 있는 상업용 모델도 계획하고 있다.

ACPR50S로 지정된 다른 중국 SMR에 대한 작업은 약간 덜 발전했다. 궁극적으로 황해에서 중국석유회사 CNOOC의 시추 플랫폼에 동력을 공급하는 데 사용될 선박에 건조되고 있다.

서구에서 최고 평가를 받은 프로젝트는 뉴스케일(NuScale)의 VOYGR 원자로와 GE 히타치(GE Hitachi) 원자력 에너지의 BWRX-300이다.

VOYGR는 뉴스케일이 개발한 SMR 발전소의 브랜드 이름이다. 뉴스케일은 미국의 원자력 기업으로, SMR 기술을 통해 전기, 난방, 담수화, 수소 생산 등에 사용할 수 있는 깨끗하고 저렴한 원자력 에너지를 제공하려고 한다. VOYGR는 최대 924MWe의 전력을 발생할 수 있다. 뉴스케일 파워 모듈(NuScale Power Module)은 미국 원자력 규제위원회(NRC)로부터 설계 승인을 받은 최초이자 유일한 SMR이다.

VOYGR는 12개 모듈, 6개 모듈, 4개 모듈의 표준 구성으로 제공된다. 각 모듈은 압력수로 원자로 기술을 기반으로 하며, 77MWe의 전력을 발생할 수 있다. VOYGR는 공간 제약이 있는 장소나 비상 전력원이 필요한 장소에 적합한 솔루션이다.

뉴스케일은 미국 유타주 아이다호 폴스에 있는 원자로 배터리 고객을 보유하고 있으며 2030년까지 건설될 예정이다.


폴란드 KGHM과 루마니아 회사 로파워(RoPower)도 뉴스케일 원자로를 건설하기를 희망한다. 뉴스케일은 현재 77MWe VOYGR 모델에 대해 미국 규제 기관인 NRC와 기술 검토의 긍정적인 결과를 모색하고 있다.

GE 히타치 원자력 에너지의 BWRX-300이다.

첫 번째 BWRX-300은 2023년 1월에는 캐나다의 온타리오 전력 공사(OPG), SNC-LavalinㆍAecon그룹과 함께 온타리오주의 달링턴 신규 원자력 프로젝트 부지에 BWRX-300을 건설하기 위한 최초의 상업 계약을 체결했다. 2024년에 건설이 시작되어 2028년에 운영될 예정이다. 규제 기관에 건설 허가를 신청했으며 캐나다 개발은행은 거의 10억 달러의 지원을 제공했다.

BWRX-300은 GE 히타치 원자력 에너지(GEH)가 개발한 SMR 브랜드 이름이다. BWRX-300은 300MWe 전력을 발생시킬 수 있는 통합형 끓는 수원자로(BWR)로, 수동 안전 기능을 갖추고 있다. BWRX-300은 GEH의 미국 원자력 규제위원회(NRC) 인증을 받은 ESBWR(Economic Simplified Boiling Water Reactor)의 설계와 허가 기반을 활용하며, 혁신적이고 단순한 설계를 통해 비용과 위험을 최소화하고 시장 진입을 가속화하려 한다. 전기 발전뿐 아니라 난방, 담수화, 수소 생산 등에도 사용될 수 있다.

현재 BWRX-300은 유럽에서 여러 국가와 기관과 협력하여 건설과 운영을 준비하고 있다. 또한, 2023년 2월에는 에스토니아의 페르미 에너지가 라네비루 주에 BWRX-300을 배치하기 위해 GEH를 선택했다. 캐나다의 사스캐처원 전력 공사도 2030년대 중반에 사스캐처원 주에 BWRX-300을 배치하기 위해 GEH를 선택했으며, 폴란드의 신토스 그린 에너지(SGE)가 GEH와 BWXT 캐나다와 함께 2030년대 초에 폴란드에 최소 10기의 BWRX-300을 배치하기 위해 협력할 의도를 발표했다. 스웨덴의 케른풀 퓨처도 스웨덴에 BWRX-300을 배치하기 위해 GEH와 협력할 의도를 발표했다.

이 외에도 많은 SMR이 준비되고 있으나, 초기 라이선스 단계에서는 상용화 계획이 없고, 재정 전망이 불명확하며, 공급망이 없거나 적합한 연료 역시 없어 높은 점수를 받지 못했다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com