SMR 사용후 핵연료 9만 톤 쌓였지만 영구처분장은 無…정치가 막았다

소형모듈원자로(SMR)를 비롯한 원자력 발전 확대가 사용후핵연료 처리 문제라는 벽에 부딪혔다. 미국 트라이시티 지역 비즈니스 저널이 지난 12일(현지시각) 보도한 바에 따르면, 기술 해법은 이미 준비됐지만 정치 결단 부재가 원전 산업 확대의 최대 변수가 되고 있다.

세계원자력협회에 따르면 지난해 원자력 발전량은 2,660테라와트시 이상을 기록해 역대 최고치를 경신했다. 미국을 포함해 7기의 신규 원자로가 가동됐고, 수십 기가 설계나 건설 단계에 있다. 리치랜드 외곽에 계획된 캐스케이드 첨단 에너지 단지는 SMR 4기를 갖춘 곳으로 원자력 발전의 새로운 모델로 주목받는다.

사마 빌바오 이 레온 세계원자력협회 사무총장은 성명에서 "원자력 발전의 새로운 기록은 행동 촉구를 의미한다"며 "원자력 용량을 3배로 늘리는 길은 실현 가능할 뿐만 아니라 필요한 일"이라고 밝혔다.


미국의 상업용 원자로는 9만 톤이 넘는 사용후핵연료를 생산했다. 현재 이 핵연료는 원전 시설이 운영되는 한 현장에 임시 저장되고 있다.
리치랜드 근처 에너지 노스웨스트의 컬럼비아 발전소 사례를 보면, 사용후핵연료는 원자로에서 꺼낸 뒤 원자로 근처 수조에서 5년간 저장된다. 이후 높이 5.8m, 직경 3.4m 크기의 콘크리트와 강철로 만든 대형 보관 용기에 옮겨진다. 이런 보관 용기가 현재 50개 이상 발전소 야외 저장 공간에 쌓여 있다.

에너지 노스웨스트는 캐스케이드 SMR의 사용후핵연료도 유사한 방식으로 처리할 예정이다. 켈리 레이 에너지 노스웨스트 대변인은 "연료가 소모되면 특별히 설계된 용기에 직접 들어가 최종 저장소에 보관될 때까지 저장될 것"이라며 "Xe-100 발전소는 60년 가동 기간 동안 모든 사용후핵연료를 지정된 저장 건물에 안전하게 저장하도록 설계됐다"고 말했다.

이러한 현장 보관은 원래 영구 방안이 아니었다. 1982년 의회에서 통과된 연방 핵폐기물 정책법은 국가 차원의 사용후핵연료 저장소 설립을 요구했다. 라스베이거스 외곽의 유카 마운틴이 그 장소로 예정됐으나, 대중과 현지 부족 정부에서 주 정부에 이르기까지 강한 반대에 직면했다. 결국 2011년 연방 정부에 의해 폐기됐다.

이는 연방 정부가 연료를 현장에 두는 영향 완화를 위해 발전소 운영자에게 연간 수억 달러를 지급해야 한다는 결과를 낳았다. 지난해 말까지 보상금은 111억 달러(약 16조 4000억 원)에 이르렀다. 법률 사무소 모건 루이스의 보고서에 따르면 미래 책임은 2023년 341억 달러(약 50조 3800억 원)에서 410억 달러(약 60조 5700억 원) 범위에서 지난해 376억 달러(약 55조 5500억 원)에서 445억 달러(약 65조 7400억 원) 범위로 증가했다.

사용후핵연료 영구 해결책이 없으면서 새로운 핵 개발에 대한 반대가 일어났다. 우마틸라 인디언 보호구역의 연합 부족들은 캐스케이드 SMR 개발에 반대해왔다. 한포드 부지가 주민들과 조약 권리에 미친 영향의 역사 때문이다.

연합 부족은 이전 성명에서 "무기와 탄약 필요성으로 발생한 한포드 폐기물과 SMR에서 발생하는 폐기물이 다르다는 점을 인식하고 있다"면서도 "폐기물 저장의 어려움은 여전히 같다"고 밝혔다.

세스 커셴버그 에너지 커뮤니티 얼라이언스 전무이사는 트라이시티 지역 비즈니스 저널에 "원자력 산업에는 문제가 없다고 가장하는 사람들이 많다"고 지적했다. 그는 사용후핵연료 장기 저장이 유카 마운틴에서 구상한 깊은 지하 저장 등 다른 국가들이 추진하는 프로젝트와 같은 해결책이 있다고 말했다.

커셴버그는 트럼프 행정부가 지난 1년간 원자력 산업을 지원하고 개발을 추진하기 위해 여러 조치를 취한 것처럼, 사용후핵연료 저장 문제를 다루기 위한 핵폐기물 정책법 개정안이 기대된다고 밝혔다. 그는 "문제는 과학 성격이나 가능한 해결책의 실현 가능성이 아니다"며 "정치 결정"이라고 강조했다.


한국도 사용후핵연료 관리 문제를 안고 있다. 2022년 4분기 기준 전국 원전에는 총 51만 8897다발(경수로 2만 1829다발, 중수로 49만 7068다발)의 사용후핵연료가 임시 저장돼 있다. 산업통상자원부가 2023년 2월 발표한 재산정 결과에 따르면 고리원전은 2028년 또는 2032년, 한빛원전은 2030년, 한울원전은 2031년에 저장시설이 포화 상태에 이를 전망이다.

한국도 미국처럼 영구처분장 없이 원전 부지 내에서 임시 저장만 하고 있다. 한국원자력연구원 등 관련 기관은 과학기술정보통신부 지원으로 사용후핵연료 저장·처분 안전성 확보를 위한 핵심기술을 개발하고 있다. 특히 SMR 사용후핵연료 발생량을 30% 이상 저감하는 기술 개발을 2028년까지 완료한다는 목표다.

더불어민주당 황정아 의원은 지난해 6월 'SMR 특별법'을 대표 발의했으나 환경단체들의 반발에 직면했다. 환경단체들은 SMR이 기존 원전보다 더 많은 핵폐기물을 발생시킬 수 있다고 주장하는 반면, 원자력계는 이를 사실 왜곡이라며 반박하고 있다. 황 의원은 지난 8일 '해양 원자력 세미나'를 공동 주최하며 SMR 기술이 탄소 중립에 중요하다고 강조했다.

업계 및 학계에서는 기술 개발 노력과 함께 사용후핵연료 관리 방안 마련이 원자력계 전체의 숙제이며, 제도 기반 마련과 사회적 신뢰 구축이 병행되어야 한다는 분석이 지속적으로 나온다. 현재 한국은 사용후핵연료를 원전 부지 내에서 임시 저장 중이며, 지하 심층 처분 또는 재처리 방식이 고려되고 있다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com