러시아, 북극용 이동형 원자로 실전 배치 속도… 2030년 가동 목표

미국 공학 전문 매체 인텔리전트 엔지니어링은 지난 7월 19일(현지시각) 러시아 국영 원자력기업 로사톰이 북극권 이동형 원자력 전원 상용화를 추진한다고 보도했다.

로사톰은 극동 추코트카 자치구 소비노예 금광 지대에 들어설 육상 소형모듈원자로(SMR) 시설의 투자 정당성 검토 단계를 최종 마쳤다. 오는 2027년 원자로 착공에 들어간다. 로사톰은 2030년 첫 가동을 거쳐 2032년 상업 운전을 목표로 사업을 진행한다.


이번 사업의 핵심 장비는 370t급 마이크로원자로 셸프-M이다. 셸프-M은 길이 11m, 지름 8m 크기를 갖춘 일체형 가압경수로다. 인텔리전트 엔지니어링은 셸프-M이 전기출력 10MW와 열출력 35MW를 낸다고 보도했다.
로사톰은 셸프-M의 운전 수명을 60년으로 설계했다. 10MW 전력은 중소형 금광 한 곳의 전력 수요를 충당하는 규모다. 10MW 전력은 8000가구에 전력을 공급하는 양에 해당한다.

기존 극동 자원 개발 현장은 유류 운송비가 과도하게 드는 디젤 발전기에 의존했다. 셸프-M은 극지 디젤 의존을 대체해 장기 발전 단가를 낮추는 목적으로 등장했다. 로사톰은 원자로 핵심 계통을 단일 강철 캡슐에 집약했다.

로사톰은 현장 건설 대신 공장 완성품 제작 방식을 채택했다. 로사톰은 완제품을 바지선이나 대형 궤도차량에 실어 북극 험지로 운송한다. 로사톰은 현재 부지 조사를 진행 중이며 핵연료 내구성 시험을 완료했다.


로사톰은 전력망과 보조 전력이 없는 환경에서도 원자로 안전을 유지하도록 설계했다. 외부 전력이 끊기는 상황에 대비해 비상 발전기 없이 작동하는 자연 순환 냉각 방식을 적용했다. 셸프-M은 외부 전력 공급 없이 자연순환만으로 정격 열출력의 30% 수준을 유지하며 노심을 식힌다.

로사톰은 노심 열전달 효율을 높이기 위해 원자력 방빙선 기술을 이식했다. 알루미늄과 규소 합금인 실루민 매트릭스에 우라늄을 분산시킨 연료를 사용한다. 십자가 모양의 연료봉을 채택해 냉각재와 접촉하는 표면적을 넓혔다. 열전달 속도를 개선해 원자로 크기를 줄였다. 연료 피복재에 크롬-니켈 합금 42KhNM을 썼다.

인텔리전트 엔지니어링은 셸프-M의 실전 배치 과정에 선결 과제가 남아 있다고 보도했다. 첫째는 지속되는 서방 제재 속에서 고성능 부품을 안정적으로 조달하는 일이다. 둘째는 북극권 환경 규제와 사고 발생 시 손해배상 책임 구조를 명확히 정립하는 일이다. 셋째는 기존 발전원 대비 초기 균등화발전비용(LCOE)의 경제성을 실증하는 일이다.

미국 오클로와 웨스팅하우스는 초소형 원수로 기술 실증을 추진한다. 캐나다와 중국 기업도 초소형 원수로 기술 실증을 진행한다. 로사톰은 기술 실증을 넘어 실제 산업 현장 배치 단계에 가장 빠르게 진입한 것으로 평가받는다.

러시아의 셸프-M 배치는 북극 항로 인프라 구축과 연결된다. 러시아의 셸프-M 배치는 니켈과 희토류 등 극동 핵심 광물 개발 주도권 확보로 이어진다. 시장 참여자들은 2027년 정상 착공 여부를 주요 관전 포인트로 본다. 시장 참여자들은 험지 운송 시 구조적 안정성과 2030년 초기 가동 시 목표 출력 달성 여부를 핵심 변수로 본다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com