2006 원자력발전기술 분석
1. 서론
○ 이 보고서는 국제원자력기구(IAEA; International Atomic Energy Agency)의 회원국의 요청에 의해 매 2년마다 발간하는 것으로 2005년 말을 기준으로 분석, 발간한다. 보고서에 포함된 내용은 원자력발전을 중심으로 오늘과 향후 발전상, 핵융합, 핵연료, 방사성동위원소 및 방사선, 관련 연구개발 등을 중심으로 구성되어 있다.
○ 보다 더 궁금한 사항은 IAEA 연례보고서인 Annual Report에서도 볼 수 있으며, 홈페이지인 www.iaea.org를 방문하여 영어로 된 보고서를 접할 수 있다.
2. 원자력발전
○ 원자력발전 현황
– 전 세계적으로 2005년 말 기준 운전 중인 원자력발전소는 441기이며, 이의 총 시설용량은 368GWe 규모다. 전 세계 전력의 16%를 원자력발전으로 공급하고 있으며, 이 추세는 지난 1986년 이후 비슷한 비율을 보이고 있다.
– 2005년 4기의 원자력발전소가 상업운전을 시작하였고(일본 2기, 인도 1기, 한국 1기), 장기 운전정지를 하고 있던 1기의 원전이 캐나다에서 재개하였다. 참고로 지난 2004년에는 5기가 운전을 개시하였는데 이중 1기는 운전을 재개한 것이며, 2003년은 2기의 운전개시 중 1기는 재가동한 것이다. 어떻든 2005년에 증가한 시설용량은 3,259MWe이다.
– 2005년 건설에 착수한 원자력발전소는 3기로 1,000MWe의 Lingao-3(중국), 1,600MWe의 Olkiluoto(핀란드), 그리고 300MWe의 Chasnupp-2 (파키스탄)이다. 추가로 건설 재개가 된 불가리아 2기의 원자력발전소를 들 수 있는데, 이는 건설 중단이 되어 오던 것이다. 참고로 2004년에는 2기의 원전이 그리고 2003년에는 3기의 원전이 각각 착공하였었다. 착공의 의미는 원자력발전소 건설허가를 받아 최초 콘크리트 타설을 한 발전소를 말한다. 표에서도 보듯이 현재 건설 중인 발전소는 27기이며, 이 중 16기가 아시아에 있다. 그리고 지난 34기의 원전이 가동되었는데 이 중 24기가 아시아에 지역에 있다.
– 아시아에서 가장 큰 원자력발전시장을 갖고 있는 나라는 일본이다. 일본은 2005년 Hingashi Dori-1호기, Shika-2호기가 운전에 들어가 총 55기의 원전을 보유한 국가가 되었고, 전력의 29.3%를 원자력발전에서 공급한다. 다음은 한국으로 울진 6호기가 운전을 개시하였고, 고리 5호기 및 6호기가 부지정지작업을 하고 있다. 전력의 약 45%를 원전에서 공급한다. 이외에도 중국과 인도가 야심에 찬 발전계획을 가지고 있다.
․ 중국은 전력의 2%를 원자력발전으로 공급하고 있으나 현재 2기의 원전을 건설 중이고 향후 2020년까지 40GWe까지 확대하여 전력의 4%까지 원전으로 할 계획이다.
․ 인도는 Tarapur 4호기가 운전 개시되어 총 15기의 원전이 운전 중이며, 2.8%의 전력을 원전에서 충당한다. 인도는 2020년에는 10%, 그리고 2052년에는 25%의 전력을 원전에서 충당할 계획을 갖고 있다.
․ 파키스탄은 2기의 운전 중인 원전으로 전력의 2.8%를 충당하고 있고, 1기의 원전을 건설하고 있으며, 2030년까지 8,000MWe의 원전을 더 건설할 계획이다.
․ 이외에도 이란에서 1기의 원전이 건설 중인데 2005년 공급국인 러시아와 사용 후 핵연료를 되돌려 준다는 조건의 협약을 체결하였다.
– 서구에는 135기의 원전이 운전 중이며 1기의 원전(핀란드 Olkiluoto- 3)이 건설 중이다. 원자력발전소의 단계적 폐쇄를 결정한 독일과 스웨덴에서 2기의 원전이 문을 닫았다(독일 Obrigheim, 스웨덴 Barseback-2). 반 원전 정서의 네덜란드 정부는 1기(Borssels)를 보유하고 있는 원전에 대하여 수명연장을 승인하여 2033년까지 운전할 수 있게 되었다. 영국은 Dungeness -B1 및 B2의 10년 수명이 확정되었다. 스웨덴은 Ringhals 원전 2기에 대해 각각 15MW의 출력 증강을 승인하였으며 Oskarshamn-3호기의 250MW 출력 증강에 대한 접수를 받은 바 있는데, 이에 앞서 Forsmark-1, 2, 3호기에 대해서 이미 신청을 받은 바 있고 검토 중이다.
<표 1> 세계 원자력발전소 현황(운전 및 건설 중)
2005. 12. 말 기준
|
국가별 |
운전 중 원전 |
건설 중 원전 |
2005년 전력공급실적 | |||
|
원전 기수 |
MWe |
원전 기수 |
MWe |
TWh |
% 점유율 | |
|
미국 |
103 |
98,145 |
|
|
780.5 |
19.3 |
|
프랑스 |
59 |
63,363 |
|
|
430.9 |
78.5 |
|
일본 |
55 |
47,593 |
1 |
866 |
280.7 |
29.3 |
|
독일 |
17 |
20,339 |
|
|
154.6 |
31.0 |
|
한국 |
20 |
16,810 |
|
|
139.3 |
44.7 |
|
러시아 |
31 |
21,743 |
4 |
3,775 |
137.3 |
15.8 |
|
캐나다 |
18 |
12,599 |
|
|
86.3 |
14.6 |
|
우크라이나 |
15 |
13,107 |
2 |
1,900 |
83.3 |
48.5 |
|
영국 |
23 |
11,852 |
|
|
75.2 |
19.9 |
|
스웨덴 |
10 |
8,910 |
|
|
69.5 |
44.9 |
|
스페인 |
9 |
7,588 |
|
|
54.7 |
19.6 |
|
중국 |
9 |
6,572 |
3 |
3,000 |
50.3 |
2.0 |
|
벨기에 |
7 |
5,824 |
|
|
45.3 |
55.6 |
|
대만 |
6 |
4,904 |
2 |
2,600 |
38.4 |
20.3 |
|
체코 |
6 |
3,368 |
|
|
23.3 |
30.5 |
|
핀란드 |
4 |
2,676 |
1 |
1,600 |
22.3 |
32.9 |
|
스위스 |
5 |
3,220 |
|
|
22.1 |
32.1 |
|
불가리아 |
4 |
2,722 |
2 |
1,906 |
17.3 |
44.1 |
|
슬로바키아 |
6 |
2,442 |
|
|
16.3 |
56.1 |
|
인도 |
15 |
3,040 |
8 |
3,602 |
15.7 |
2.8 |
|
헝가리 |
4 |
1,755 |
|
|
13.0 |
37.2 |
|
멕시코 등 9개국 |
13 |
7,892 |
3 |
1,647 |
51.7 |
|
|
합 계 |
441 |
368,264 |
27 |
21,811 |
2,625.9 |
16% |
– 러시아는 31기의 원전을 운전 중에 있고 4기의 원전이 건설 중에 있다. 또한 동유럽은 39기의 원전이 운전 중이고 5기가 건설 중이다. 러시아 Billibino-2호기는 5년간 수명연장 승인을 받았다.
– 미국은 9기의 원전에 대해 향후 20년간 더 운전할 수 있는 수명연장을 규제위원회(NRC)로부터 받게 되어 2005년 말 현재 수명연장을 받은 원전은 39기에 달한다. 인허가 상의 일정지연으로 프로젝트가격의 상승요인을 해결하기 위하여 종전에 건설 및 운영허가를 두 번에 걸쳐하던 허가절차를 사전에 한 번하는 규제절차로 바꾸어 신기술원전부터 적용을 받게 되는데, NRC는 현재 3기의 원전에 대한 심사를 진행 중이며 2007년 말이면 허가될 것으로 보며 추가 몇 기에 대해서는 2008년에 가능하게 될 것이다.
․ 캐나다는 그동안 쉬고 있던 Pickering A1을 재가동하도록 하였으며, 향후 4년에 걸쳐 Bruce A1과 A2도 재가동하게 될 것이다. 국가별, 원전의 운전 및 건설에 대한 세계원자력발전의 현황을 <표 1>에서 요약하였다.
○ 원자력발전의 향후 전망
– 향후 증가 전망
․ 2005년은 원자력발전이 예상대로 증가한 한 해였다. 2005년 3월, 74개 국가의 고위대표(25개국은 장관 급)가 파리에서 모여 원자력발전의 장래에 대해 협의하였다. 이 모임에서 원자력발전이야말로 21세기에 선진국 및 개발도상국들에 에너지를 안정적으로 공급하고 세계 개발을 뒷받침하는 역할을 하게 될 것임에 공감하였다. 여기에는 원자력발전시설이 없는 이집트, 인도네시아, 모로코, 폴란드, 터키 및 월남도 참여하였다.
․ 예상한 바와 같이 원자력발전의 증가는 에너지 증가와 지구온난화에 기여하였고, 특히 에너지의 안정적 공급에 기여하여 인도, 중국, 일본, 한국, 러시아와 같은 나라에서 원자력발전 확대계획을 갖게 하였다. 원자력발전은 그동안 운전한 역사가 오래됨에 따라 전 세계는 11,991원자로-년의 실적을 갖게 되었고 가동률도 높아졌다. 1986년의 Chernobyl의 사고가 있어 여러 분야에 영향을 주었지만 안전문화를 변화시키고 좋은 경험을 서로 교환하는 등 긍정적인 측면도 많았다.
․ 1960년대 이후 원자력발전의 급격한 개발이 이어지지만 1979년의 TMI 사고의 여파와 1986년에 있었던 Chernobyl 사고는 각국의 원자력발전 개발에 큰 영향을 주어 약 20년 이상, 원자력 침체국면을 보여주었다. 2005년의 원전 총 시설용량 368GWe를 기준으로 이후 예상되는 향후의 추정치도 관심 사항이다. 낮게 예상한 것과 높게 예상한 것과의 차가 무려 222GWe로 나타났다. 이 차이 중 유럽에서 전체의 30%인 66GWe이고 극동지역에서 전체의 23%인 52GWe로 타나났다.
․ 원자력발전 증가에 대한 예상에도 불구하고 IAEA는 지속적 확산 관점에서 18개국의 18,000명을 대상으로 여론조사를 실시하였는데 모든 나라에서 원자력발전의 지속적 증가를 지지하고 있음을 확인하였다. 다수인 62%가 원전 운전의 계속을 원했고, 59%는 원전 건설을 반대하였다. 중요한 것은 이어지는 다음 질문에서 원자력발전은 온실효과 가스 방출이 거의 없다는 내용을 설명한 후의 설문은 매우 다르게 나타나는데, 원전의 확대를 선호한 사람은 28%에서 38%로 늘어났고 반대하는 비율도 59%에서 47%로 떨어졌다.
– 원자력의 지속적인 발달과 기후변화협약
․ UN의 지속적 개발가능위원회(CSD)는 2001년 9차 회의에서 에너지에 관한 주제를 토론하였는데 제목은 ‘원자력에너지와 지속 가능한 개발과의 관련성’이었다. 결과는 확연히 두 갈래로 나누어졌는데 하나는 원자력이 중요하게 기여하고 있다고 주장하는 편과 그렇지 않다고 서로 반대하는 편이고, 또 하나는 원자력의 선택은 그 나라마다 사정이 다름으로 그 나라에 맡겨야 한다는 데 동의한 나라들이다. 결국 CSD 위원회는 다음 회의가 열리는 2006년과 2007년에 이를 안건으로 상정, 협의하기로 되었다.
․ 교토의정서가 2005년 2월에 효력을 발하게 되고 해당되는 국가들은 2008~2012년까지 온실효과 가스 감축을 이행하도록 되어 있다. 또 다른 나라들은 교토의정서 요건을 맞추기 위해 또 다른 정책을 채택할 수 있다. 원자력의 장점인 온실효과 가스 방출이 낮을 뿐만 아니라 장기적인 관점에서 온실효과 가스 방출은 결국은 원자력발전을 점점 매력적으로 만들 수밖에 없을 것이다.
․ 기후변화협약을 다루기 위한 UN 당사국회의(CoP-11)가 2005년 12월 몬트리올에서 개최되었다. 이 회의는 기후변화협약의 교토의정서가 실질적으로 이행되고 난 뒤 첫 번째 회의였다. 따라서 매우 현실적인 토의가 되었는데 실무 임시작업반 운영에 관한 건, 실무 일을 완료하기 위한 시작시점, 회합의 간격 등과 같은 구체적으로 협의하기 시작하였다. 이 토의에서 원자력발전에 관한 중요한 이슈는 온실효과 가스 방출의무 방안에서 원자력발전이 현재 제외되어 있는데 대해 제1차 집행기간동안 ‘클린개발 메커니즘’이나 ‘공동이행 메커니즘’으로 다루어질 것이라는 것이다.
○ 주요 현안사항
– 경제성
․ 원자력발전소는 초기에 많은 투자를 하고 그 대신에 운전 시에는 매우 값싼 것이 특징이다. 현재 운전 실적이 좋은 원자력발전소는 그 만큼 경쟁력을 가지고 있다. 그러나 신규 원전 건설 시에는 몇 가지 인자에 따라 달라진다. 경쟁력에 대안이 있느냐는 것인데 즉 충분한 에너지원이 있는 나라와 그렇지 않는 나라는 사정이 다르다. 다음은 전력의 수요에 대한 것으로 얼마나 빠르게 많은 전력수요가 필요하게 되느냐에 따라 달라질 수 있다.
․ 또한, 원자력발전소의 경제성에 영향을 미치는 요인으로 시장구조와 투자환경을 들 수 있다. 특히, 투자환경이 자유시장으로 단기간에 투자회수를 기대하는 개인이 투자자일 경우는 정부가 투자자일 경우보다 원자력발전은 덜 매력적일 것이다. 더욱이 개인이 투자자일 경우는 에너지의 외부환경으로 인한 코스트 관련사항, 예를 들면 온실효과 가스 배출 억제 및 방사성 폐기물 및 에너지의 안정적 공급 등에도 어려움이 있다.
․ 그러나 정부가 투자가일 경우는 관련사항과 잘 조화를 이루어 연계시켜 나감으로써 효과를 거둘 수 있다. 원자력 프로젝트를 추진 중에 정권의 변경도 함수가 될 수 있다. 프로젝트의 지연이나 원자력정책 등이 변경될 수 있어 이로 인해 코스트에 직접 영향을 주게 된다. 또한 나라마다 다른 인허가 절차로 또한 코스트 리스크 중의 하나이다.
․ 7군데의 연구기관에서 나온 결과를 요약하면 조사한 여건에 따라 연구결과가 다 달라 각 코스트레인지의 높은 단이 적어도 낮은 단보다 100% 이상 높다(석유화력발전을 제외하고). 다시 말하면 각 연구가 기술적 인자와 가정을 달리함으로 오는 결과이다. 원자력발전은 일반적으로 낮은 범위 대에 들어 있어 다른 에너지원에 비해 경제성이 좋은 것으로 나타나 있다.
– 안전성
․ 원자력발전소 운영에 관한 국제교류, 특히 교훈을 널리 전파한다는 것은 원전의 안전성을 유지하고 경쟁력을 키우는 기본이 될 수 있다. 운영경험을 수집하고 서로 나누고 분석하는 것은 아주 중요한 관리 포인트이다. 국제적인 정보교류 메커니즘으로는 세계원자력발전운전사업자회의(WANO)와 IAEA를 들 수 있는데 IAEA와 NEA가 공동으로 사건보고체계를 운영하는 것도 또 다른 정보교류 과정이라 말할 수 있다.
․ WANO에 의해 발간된 안전성지침은 1990년대의 운전예측 각본과 같이 많은 사항들이 개선되었다 할 수 있지만 어떤 분야에는 개선될 사항도 있다. 1986년 이래 원전 개선을 위한 안전 특성은 향상되었지만 시설은 아직도 개선할 점이 남아 있다. 보다 구체적인 관련정보는 IAEA 발간물인 Nuclear Safety Review(GC50/INF/2)를 참고하면 된다.
– 사용후핵연료, 재처리, 방사성 폐기물 및 원자로 폐쇄(폐로)
․ 441기의 원자력발전소에서 발생하는 사용후핵연료는 매년 10,000톤(tHM)이다. 이 중 1/3은 재활용연료(MOX; Mixed Oxide Fuel)를 가공하기 위해 재처리공정을 거친다. 나머지는 임시저장소에 저장되는데 현재 약 190,000tHM의 사용후핵연료가 저장 중에 있다. 많은 양이 물속 풀에 저장되어 있지만 새로운 방식인 건식저장방식이 개발되어 이를 활용하고 있다.
․ 세계적으로 사용후핵연료의 재처리규모는 연간 5,000tHM이다. 신규 재처리시설인 일본의 로카쇼무라에 연 800tHM 규모가 추가될 예정이다. 이 시설은 우라늄연료로 2004년 시운전하였지만, 재처리 할 사용후핵연료로 2006년에 시운전하고 2007년에 조업에 들어갈 예정이다. MOX 연료가공 규모는 세계적으로 200tHM이며, 2010년경에는 230tHM 규모로 증가될 것으로 추정된다.
․ 재처리핵연료 사용으로 가장 효율이 높은 발전소는 고속증식로이다. 몇 개국에서 이 고속증식로를 개발하여 운전 중인데 프랑스, 독일, 인도, 일본, 러시아, 영국과 미국이다. 1970년 이후 한때 원자력의 개발속도가 둔화되면서 고속증식로의 경제성에 대한 인센티브가 없는 것으로 나타나 개발이 주춤하였던 것이 사실이다. 현재 상용의 고속증식로는 러시아의 BN-600이 운전 중인데 여기에는 핵연료로 고농축우라늄을 사용하고 있다. 인도는 2004년에 500MWe급 고속증식로 건설에 착수하였다.
․ 고준위폐기물의 영구처분을 세 나라를 제외하고 어느 나라도 2020년 전에는 영구처분장을 완성하지 못할 것으로 예상된다. 핀란드, 스웨덴 및 미국은 고준위처분장을 확보하였고 이를 추진 중에 있다. 핀란드는 한곳의 처분장을 확보하였고 미국은 유카마운틴처분장 승인을 2004년 신청하려했지만 현재 지연되고 있으며, 스웨덴은 2곳의 가능성 부지를 두고 선정 작업 중에 있다.
․ 중 저준위 방사성 폐기물 처분 부지 확보와 관련하여, 2005년에는 괄목한 성과를 거두었다. 벨기에, 헝가리 및 한국에서 부지를 확보하였다. 벨기에와 헝가리는 투표에 의해 결정되었으며 한국은 경주로 조건부 하에 결정되었는데, 주민 투표에서 90%의 찬성으로 다른 세 곳보다 월등한 차로 결정되었다. 조건은 부지 지질조사와 평가에서 이상이 없어야 한다는 것이었다.
․ 원자로 폐쇄와 관련하여, 2005년에는 미국의 Trojan 및 Yankee 원전의 폐로작업이 완료되어 두 부지 공히 자유롭게 주민이 사용할 수 있도록 공개되었다. 그동안 세계적으로 총 8기의 원자력발전소의 폐로가 완료되어 조건 없이 부지를 공개할 수 있게 되었다. 17기가 폐로절차의 하나로 부분적으로 분해된 상태로 안전하게 봉해졌고 31기가 부지공개 전에 분해 작업이 진행 중이며, 30기는 장기적 봉합을 위해 최소한의 분해 작업이 진행 중에 있다.
○ 핵연료 자원
– 그동안에 확인된 우라늄 자원은 현재의 가용가격 kg 당 80$ 이하의 가격선에서 총 매장량은 약 3.8백만 톤(MtU)으로 추정된다. 또한, 130$ 이하 가격으로 추정하면 4.7MtU으로 추정된다. 참고로 2006년 5월 현재 현물시장 가격은 112$이다. 지난 2년간 새로 발견된 광맥으로 매장량이 증가하였는데 앞으로도 계속될 것으로 추정된다. 미확인 매장량은 130$ 선으로 약 7.1MtU으로 추정된다.
– 기타 우라늄자원과 토륨자원을 고려하면 자원의 범위가 넓어진다. 인산광물과 함께 있는 우라늄의 양은 22MtU 정도가 될 것이며, 바닷물에 포함된 우라늄자원은 4000MtU으로 무궁무진하다. 인광석에서 분리하는 비용은 60~100$로 추정되며 바닷물에 있는 우라늄자원을 추출하는 기술은 실험실 규모이며 현재기술로의 추출비는 kg당 300$선으로 추정된다. 그리고 토륨자원은 풍부하여 일부 발견된 것만 4.5Mt으로 추정되는데 앞으로 토륨을 핵연료로 사용하는 경우에는 달라질 것이다.
– 국가별로는 호주, 카자흐스탄, 호주, 미국 등에 다량이 분포되어 있으며 2004년 생산실적을 보면 캐나다, 호주, 카자흐스탄에서 60% 이상을 생산하였고, 그 다음에 러시아, 나이지리아 순이다. 2004년 우라늄 총 생산은 40,263tU이며, 이 양은 세계 원자력발전소 수요의 60%에 해당된다. 나머지 공급과 수요의 차이는 우라늄 비축량, 재처리연료사용, MOX연료사용, 일부 재농축연료 등으로 충당하고 있다. 대체방안 중 가장 크게 기여하고 있는 것은 비축량인데 그동안 원자력발전의 침체에 의해 이루어졌지만, 1990년 이후 사정이 점점 달라지고 있고 최근 미국, 서구를 포함 신규 원자력발전을 지향하고 있어 향후 우라늄가격이 상승하게 될지 변수로 남아 있다.
– 사용후핵연료의 재활용으로 추진 중인 MOX연료는 극히 제한되고 있다. 당장 사용후핵연료를 재처리할 수 있는 곳은 프랑스와 러시아 두 곳으로 전체 핵연료 사용량의 1% 미만으로 미미한 실정이다. 향후 영국과 일본의 재처리시설이 가동하면 조금 달라질 것으로 보인다. 우라늄을 농축하고 남은 감손우라늄의 재고가 늘어나고 있는데 이를 재농축하여 사용하고 있다. 2005년 기준 1.5MtU 정도이며 이 재고를 재농축하여 사용하는 데 그 양은 EU 원자력발전 핵연료량의 총 6%에 해당되는 양이다.
– 이상 핵연료의 매장량을 분석해 보았는데 현재 기술에 의한 경수로를 기준, 현재의 원전에 사용한다면 확인된 매장량으로 85년을 사용할 수 있으며, 추정매장량까지 고려하면 약 270년 사용할 수 있다. 사용후핵연료를 재처리하여 고속증식로에 사용하는 경우에는 5,000 ~ 6,000년까지 사용할 수 있다.
3. 첨단 핵분열기술 및 핵융합기술
○ 첨단 핵분열기술
– 단기적으로는 기존의 원자력발전 설계기술을 점진적으로 개선하여 나가겠지만 보다 장기적으로는 원전 설계를 혁신적 기술로 변경하여 규모가 작고 짧은 공기 내에 건설될 수 있어 건설비를 대폭 줄일 수 있는 원전을 개발한다는 것이다. 몇 개의 혁신적인 설계가 진행되고 있는데, 소규모(300~700MWe)로 개발도상국에 적절할 것이다. 이들 발전소의 특성은 가격이 저렴하고, 우수한 안전성과 핵확산 저항성을 개선하는 것을 추구하고 있다.
– 원자력발전의 가격 절감을 위해서는 대형 원전의 경제성과 경쟁할 수 있도록 건설공기를 단축하며, 인허가 이슈들을 사전에 해결하도록 설계표준화를 이루고 건설을 차례로 추진하며, 다호기 건설을 통해 건설비를 줄이며 현지 산업체 참여를 최대화하여 지역경제를 활성화한다. 또한, 피동안전성을 채택하여 확률적 안전성을 제고할 뿐 아니라 이로 인한 발전소 기기를 줄여 단순화시켜 발전소 규모를 줄이고 경제성에 기여하게 한다는 것이다.
– 이외에도 원자력발전의 핵확산저항성에 신뢰를 줄 수 있도록, 여러 가지 첨단 설계장비로 구성된 내부 측정으로 핵물질의 화학적 성분을 확인하도록 되어 있는데 핵물질의 질량, 총량, 방사선장, 열 생산 및 중성자 발생률 등으로 신뢰를 가질 수 있게 한다.
– 대형 첨단 원전기술로의 ALWR 개발이 추진되고 있는 나라는 아르헨티나, 중국, EU, 프랑스, 독일, 일본, 한국, 러시아 및 미국이다. 캐나다와 인도는 대형 중수로 개발에 공동 노력을 하고 있고 가스냉각로 개발 국가는 중국, 프랑스, 일본, 한국 러시아 남아연방, 미국이다. 또한, 액체금속고속로의 개발 국가는 중국, 인도, 일본, 한국 그리고 러시아이다.
– 국제 공동으로 추진 중인 두 개의 대형 과제는 Generation IV 과제(GIF)와 혁신원자로 및 핵연료주기과제(INPRO)이다. GIF 과제는 현 원전기술에 비교하여 혁신적인 기술로 2020년을 목표로 6가지 로형(爐型)의 원자로가 채택될 것이다. 후보군으로 선택된 원자로형은 가스냉각고속증식로, 납 합금고속증식로, 용해염원자로, 나트륨액체금속냉각증식로, 초임계원자로 그리고 고온가스로이다. GIF 과제의 공동추진 국제협력서명이 5개국인 미국, 영국, 프랑스, 캐나다 및 일본이 지난 2005년 2월에 있었다. 서명의 내용은 공동연구내용과 국제협력사항 그리고 이에 소요되는 예산에 관한 사항이었다.
– INPRO 과제에 관해서는 2004년 혁신적인 원자력에너지시스템(INSs)을 분석 평가하기 위한 지침과 방법이 발간되었다. 현재 진행되는 활동내용은 INPRO에 관한 사용자 매뉴얼의 완성이 포함되어 있다. 2005년 현재 INPRO 회원은 미국과 우크라이나를 포함, 24명으로 늘어났다.
○ 핵융합원자력발전
– 2005년 6월, 국제원자핵융합반응실험로(ITER)의 국제공동과제에 관한 협상이 완료되어 관계국의 서명식이 있었다. 실험로의 장소가 프랑스의 Cadarache 연구소 부지로 확정되었다. 이는 핵융합을 이용하여 전력을 생산하는 핵융합발전소를 현실화시키려는 최초 시도로 과학기술적 측면에서 매우 뜻 깊은 일이 아닐 수 없다. 2005년 12월 인도가 7번째 회원국이 되었다.
– 핵융합에너지를 이용하려 하는 것은 원자력에 대한 신뢰도를 높이고 원자나 분자의 정보에 대한 규명 필요성을 포함해서, 도전해 볼 만한 일이 아닐 수 없다. ITER의 건설과정에서 원자 및 분자에 관한 것들, 플라스마 표면의 상호작용들이 중요한 사안으로 인식될 것이며, 삼중수소의 저장과 이송문제, 언저리 플라스마물리현상, 중원소불순물 등 현안이 국제핵융합연구위원회(IFRC)에 의해 확인될 수 있을 것이다. 2006년에 첫 시도로 핵융합로의 원자로격납용기 부식특성을 연구하여 그 결과를 제시하게 될 것이다.
– 관성밀폐 플라스마(Confined Plasma)의 물리적 특성을 보다 이해하게 되면 핵융합발전소의 최적운전을 위한 개선된 운전변수를 이끌어 내게 될 수 있다. 관성핵융합연구에서 물리적 특성을 이해하려는 과정은 핵융합점화실험시설을 위한 두 개의 메가쥴(Megajoule) 레이저시설인 미국의 국립점화시설(Livermore 소재)과 프랑스의 레이저 메가쥴시설(Vordeaux소재)에서 이끌어 왔다.
4. 주요사항 요약
○ 원자력에 대한 2005년의 전망은 매우 밝았으며 원자력발전소의 증가 예상을 뒷받침하는 한 해였다고 볼 수 있다. 2005년 3월, 74개 국가의 주요인사(25개국은 장관 급)가 파리에서 모여 원자력에너지의 미래에 대한 협의를 한 바 있다. 이 모임에서 원자력에너지야말로 21세기를 이끌 에너지로 안정적 공급과 세계 개발을 뒷받침하는 역할을 하게 될 것을 공감하였다.
○ 2005년 말, 전 세계에 운전 중인 원자력발전소는 441기이며, 총 시설용량은 368GWe 규모이다. 이 발전시설에서 발전한 전력은 세계 전력의 16%를 차지하는 양이며, 이 추세는 지난 1986년 이후 비슷한 비율을 보이고 있다. 2005년 4기의 원자력발전소가 상업운전을 시작하였고(일본 2기, 인도 1기, 한국 1기), 장기 운전정지를 하고 있던 1기의 원전이 캐나다에서 재개하였다. 현재 건설 중인 발전소는 27기이며, 이 중 16기가 아시아에 위치해 있다.
○ 그동안 확인된 우라늄자원은 현재의 가용가격 kg당 80$선 이하에서 약 3.8백만 톤(MtU)의 매장량으로 추정된다. 또한 130불 이하를 추정하면 4.7MtU로 추정된다. 현물시장가격(2006년 5월 현재)은 112불이며, 참고로 2002년 가격은 25불선이었다. 지난 2년간 새로 발견된 광맥으로 매장량이 증가하였는데 앞으로도 계속될 것으로 추정된다.
○ 고준위 폐기물의 영구처분을 세 나라를 제외하고 어느 나라도 2020년 전에는 완성하지 못할 것으로 예상된다. 핀란드, 스웨덴 및 미국은 고준위처분장을 확보하고 추진 중에 있다. 중 저준위 방사성 폐기물 처분 부지 확보와 관련, 2005년에는 괄목한 성과를 거두었다. 벨기에, 헝가리 및 한국에서 부지를 확보하였다. 벨기에와 헝가리는 투표에 의해 결정되었으며 한국은 경주를 조건부 하에 결정되었는데 주민 투표에서 90%의 찬성으로 다른 세 곳보다 월등한 차로 결정하였다. 조건은 부지의 지질조사와 평가에서 이상이 없어야 한다는 것이었다.
○ 향후 혁신적인 원전기술을 개발하기 위해 국제 공동으로 추진 중인 두 개의 대형 과제는 Generation IV 과제(GIF)와 혁신원자로 및 핵연료주기(INPRO) 과제이다. GIF 과제는 현 원전기술에 비교하여 혁신적인 기술로 2020년을 목표로 액체금속고속증식로 등 6개형 중의 원자로에서 채택될 것이다. GIF에 관한 국제협력서명이 5개국인 미국, 영국, 프랑스, 캐나다 및 일본이 지난 2005년 2월에 있었다. 현재 진행되는 INPRO 활동내용은 사용자 매뉴얼의 완성이 포함되어 있다. 2005년 현재 INPRO 회원은 미국과 우크라이나를 포함, 24명으로 늘어났다.
○ 2005년 6월, 국제 원자핵융합반응 실험로(ITER)의 국제 공동과제의 협상이 완료되어 관계국의 서명이 체결되었다. 이 시설의 장소가 프랑스의 Cadarache 연구소 부지로 확정되었다. 이는 핵융합을 이용하여 전력을 생산하는 핵융합발전소를 현실화시키려는 첫 시도로 과학기술적 측면에서 매우 뜻 깊은 일이 아닐 수 없다. 2005년 12월 인도가 7번째 회원국이 되었다.
◃요약▹
○ 지난 약 25년간 두 곳의 원전사고로 인하여 원자력발전의 개발이 지연되고 침체되었지만 2000년대에 들어서면서 다시 활기를 띠기 시작하고 있다. 원자력발전의 대국인 미국이 다시 원전 개발을 선언, 건설에 착수하여 제2의 르네상스 슬로건을 내걸고 있고 서구의 핀란드와 프랑스가 차세대 원전인 EPR(유럽형 원전, 1,600MWe) 건설을 확정하고 건설에 착수하였다.
○ 현재 원자력발전의 개발은 두 가지 방향으로 가고 있다고 판단된다. 하나는 기존 운전 중인 발전소를 쇄신, 가동률을 높이고, 출력 증강을 시도, 발전량을 늘리며, 원전 수명을 늘리는 노력을 경주하여 발전 코스트를 줄여 나간다는 것이다. 다른 하나는 미래의 신규 원전의 기술 향상에 초점을 맞추어 안전성을 제고하는 일차적인 목표를 달성하고 수동적 안전성을 도입하여 불필요한 기기와 계통을 제거, 발전소 규모를 줄여 궁극적으로는 경제성을 높인다는 목적을 달성한다는 것이다.
○ 핵연료의 수급에서 현재 확인된 매장량은 현재의 원전에 한번 사용하고 폐기물로 처리한다는 가정 하에 향후 85년 운전이 가능하지만 사용 후 핵연료의 재활용을 가정하면 60여 배를 더 늘려 사용할 수 있다. 더욱이 고속증식로 원전을 사용하면 6,000년 이상 사용할 수 있다. 그러나 단기적으로 원전의 빠른 개발로 인해 핵연료 수급에 영향을 주어 가격 상승이 있을 수 있음을 명심하여야 할 것이다.
○ 차세대 원전 기술개발을 목표로 GEN IV 프로젝트에 원자력선진국 5개국(미국, 영국, 프랑스, 일본, 캐나다)이 이미 공동 연구개발에 서명하였는데 우리나라도 조속히 참여하야 할 것으로 본다. 기술을 가진 자와 가지려는 자의 현실적인 차는 너무나 크다는 것을 우리는 경수로기술을 자립하면서 이미 배운 바 있다.
○ 또 하나의 국제 공동연구인 ITER이 관련국의 합의서명으로 추진 중이다. 우리나라도 핵융합의 국제적 연구에 뒤지지 않도록 이 프로젝트에 참여할 수 있는 방안을 강구하기를 권고한다. 최근에 인도가 7번째로 회원국이 되었다.
자료: Director General, “Nuclear Technology Review 2006”, IAEA, 2006, pp.1~28
일본의 원자력에너지정책
1. 서론
○ 이 보고서는 2005년 10월 일본원자력위원회에 의해서 결정된 일본의 ‘원자력에너지정책 근간(Framework for Nuclear Energy Policy)’ 내용을 정리한 것으로 원자력에너지에 대한 기본철학과 원자력과학기술의 증진을 위한 연구개발 및 이의 이용에 대한 내용을 담고 있다.
○ 일본 원자력법에 의하면 원자력과학기술의 연구개발 및 이의 이용에 관한 모든 행위는 평화적 목적에 국한하도록 규정하고 있고, 특히 안전의 중요성을 강조하며 궁극적으로는 미래의 에너지자원을 안정적으로 공급하여 사회발전과 국민생활을 윤택하게 하도록 하고 있다. 이에 따라 일본원자력위원회는 매 5년마다 원자력장기계획을 보완․수립하고 있는데, 이번을 포함하면 9번째의 장기계획을 수립하게 된다.
○ 원자력에너지의 연구개발 및 이용에 대한 국내․외 동향분석과 향후 미래예측에 근거, 이를 토대로 단기, 중기, 장기적 접근방식을 개발할 필요가 있었던 것이다. 원자력위원회는 향후 10년 목표를 제시하기로 결정하고, 이를 위해 지난 2004년 6월 ‘신원자력정책 기획회의(Planning Council)’를 결성하였는데, 여기에는 원자력계를 이끌고 있는 전문지도자뿐 아니라 국내 여러 분야의 저명인사가 대거 참여하였다.
○ 상기 기획회의에서는 현재의 상황분석은 물론 국내․외 여건 변화를 분석하여 미래 접근에 우선순위의 초점을 맞추어 나갔다. 그동안의 사건사고에 관해서도 공정하게 다뤄졌으며, 특히 핵연료주기와 해외 이슈에 관련하여 기술소위원회와 해외이슈 실무반을 별도로 운영하였다. 기획회의에서는 ‘신 계획 구성요소(Components of a New Plan)’라 명명된 서류에 393명으로부터 758건의 의견을 제시받아 반영하였다. 보고서를 완결하기 전 원자력위원회는 ‘원자력에너지정책의 근간’에 대해 5번공청회를 개최, 701명으로부터 1,717건의 의견을 접수하여 반영하였다.
2. 원자력 연구개발 및 이용을 위한 기본 원칙
○ 기본 목적
– 원자력의 연구개발 및 이용에 관련되는 모든 활동들은 안전성을 확보하고 평화적 목적에 국한하여 사용하며, 이를 이용함으로 발생하는 방사성폐기물은 바른 방법으로 처분해야 하며, 지역공동체의 구성원과 함께 이를 공동으로 인식하는 데 바탕을 두고 있다.
– 일본에서 원자력의 이용은 에너지의 안정적 확보와 전력생산에서 지구온난화 문제를 해결하는 데 크게 기여하고 있으나, 개선하고 발전시켜야 할 부분도 많다. 국가 기여에서 다른 에너지와 서로 경쟁하고 협력하도록 특성을 개발하고 이슈를 극복하는 것이 매우 중요하다.
– 방사선 이용기술은 학계, 산업계, 농업 및 의료분야에서 괄목할 만한 역할을 하고 있다. 향후에는 이러한 기술들이 학문의 발전, 산업의 증진, 인류 복지와 삶의 질을 개선하는데 기여할 수 있도록 문제점을 극복하고 개발하는 노력을 강화하여야 한다.
○ 일본의 원자력 이용 현황
– 일본의 원자력에너지 이용 현황을 살펴보면 2005년 6말 현재 53기의 원자력발전이 운전 중이다. 발전소의 총 시설용량은 4,700만kWe이며 원자력발전량은 총 발전량의 약 1/3로 일본 전력의 중심 에너지원이다. 핵연료주기사업도 방사성폐기물사업뿐만 아니라 사용후연료관리사업도 안정적으로 진행 중이다. 그러나 몇 건의 사고와 사건은 국민들에게 원자력의 신뢰성에 대한 부정적 인상을 주었다고 할 수 있다.
– 원전의 건설은 외국에서도 마찬가지지만 TMI 사고와 체르노빌원전 사고로 인해 침체되어 왔다. 스웨덴과 독일은 원자력발전의 단계적 폐쇄를 결정하기도 하였다. 한편으로는 최근에 미국 핀란드와 같이 환경가스 감축 측면과 에너지의 안정적 측면에서 신규 원자력발전소건설을 추진하고 있는 나라도 있다. 전력에너지가 급속히 증가하고 있는 중국, 인도에서는 지속적으로 원자력발전의 증설하는 계획을 가지고 있다.
– 이러한 개발계획과 함께 연구개발의 국제적 협력 분야, 즉 장기적인 관점에서 차세대원자로 개발을 위한 시도가 진행되고 있다. 차세대 원자로를 선정하기 위한 Generation IV 국제포럼이 활동을 시작하였는데 고속증식로와 초고온원자로 형이 채택될 것이다.
– 방사선 이용은 학계, 산업계, 농업, 의료 등 여러 분야에서 이용되어 매일 같이 인간 활동에 다양하게 접목되어 왔다. 환자의 신체에 큰 영향 없이 다양한 방사선치료가 현실화되고 있고, 이 기술은 향후 더욱 광범위하게 발전될 여지를 가지고 있다. 방사선을 이용한 치료는 연구개발도 꾸준히 수행해야겠지만 일반 대중에게 방사선에 대한 장단점에 대한 실상을 잘 알려 줄 필요가 있다.
․ 원자력에너지의 연구개발, 이용에 대한 대중의 신뢰 : 원자력시설을 설계, 건설하려면 시설의 기능장애나 기계고장으로 방사선이 누출될 경우를 고려, 리스크를 신뢰성 있게 제압할 안전대책과 지진 등 자연재해에 대해서도 안전관리가 될 수 있는 기술이 개발 유지될 필요가 있다. 정부는 인간이란 실수를 할 수 있다는 가정 하에 ‘심층방어(Defense in Depth)’ 개념에 근거 리스크를 측정하고 관리하는 대책을 수립한다.
․ 그동안 일어난 몇 건의 사건은 대중의 신뢰를 잃게 하였다. Tokyo전력회사에서의 몇 차례 발전소검사 시에 일어난 사실을 은폐한 행위, 많은 작업자의 생명이 걸린 Kansai전력회사의 Mihama원전에서의 2차 계통의 배관 파단사고, Rokkasho재처리공장의 건설공사 현장에서 있었던 부적절한 행위 등이 대표적인 예이다.
․ 정부는 안전규제시스템을 재검토하기에 이르렀고, 동시에 사업자 측에서도 사고예방을 위한 정교한 자체검사를 수행하려는 안전성 증진노력을 심도 있게 평가한 바 있다. 일본의 경우 2010년에 가면 그동안 30년간 운전된 노후 발전소가 20기가 되는데, 이 발전소들에 대해 안전성을 개선하는 노력이 시작되었으므로 운전수명이 연장될 것이다.
․ 물론 정부도 관련 전문가의 협조 하에 별도 안전지침에 따라 항목별로 기술 분석을 하게 되는데, 특히 원전의 내진성 평가는 과거의 안전지침에 근거하지만 보다 혁신적인 대책이 필요하게 될 것이다. 원자력안전위원회는 경수로의 안전성을 포함하여 각 분야별, 즉 핵연료주기시설, 방사성폐기물관리시설, 방사선 영향 등 우선순위를 고려한 ‘원자력 안전연구 우선계획’을 공식화할 것이다.
․ 평화적 이용에 대한 보증 : 일본은 원자력 이용에 대한 연구개발 및 이용은 순수하게 평화적 이용에 국한하는데 목적을 두고 있다. 이는 세계유일의 핵공격을 받은 바 있는 국가로 ‘원자력 3불 정책(Three Non Nuclear Principle)’ 즉 핵무기를 가공하지도 않고 생산하지도 않으며, 도입도 하지 않는다는 정책 아래 모든 핵무기를 제거한다는 목표를 확실히 하고 있다.
․ 일본은 핵확산금지조약에 서명하였고, IAEA의 포괄적 안전조치협정과 추가조치사항의 협정에도 동의하였다. 최근에는 IAEA와의 협조 하에 Rokkasho 재처리시설에 대한 대용량의 안전조치활동 대책을 수립 이행 중이다.
․ 경수로에 재사용되는 플루토늄(MOX, 산화혼합연료)의 사용 관점과 Rokkasho재처리공장의 완전 가동시점에서 정부와 사업자는 원자력의 평화적 이용의 기준을 유지함은 물론이고 일반 대중과 국제공동체의 하나로 신뢰를 유지할 수 있도록 최선을 다하도록 한다.
․ 방사성폐기물 관리 및 처분: 방사성폐기물의 처리처분과 관련하여 어떠한 경우에도 환경과 인류에게 기준 이상의 영향을 주지 않도록 관련 연구를 수행하는 것이다. 중저준위방사성폐기물(LLW)의 처분은 이미 실용화되어 원전에서 발생하는 LLW는 민간 기업체가 주도하여 지정된 처분장에 처분하고 있으며, 원전을 제외한 나머지 LLW는 관계기관에서 추진 중인데 향후 정리될 부분이다.
․ 재처리공장에서 발생하는 고준위 방사성폐기물(HLW)은 사업자인 상용원자로 및 핵연료개발공사(Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corporation)에 의하여 우선 유리화공정으로 보관한 다음 연구개발에 의해 부지가 확정되면 영구히 처분된다. 원자력위원회는 1998년 사업자가 보고한 ‘고준위 방사성폐기물처분에 관한 기본개념’을, 그리고 1999년에는 ‘지질적인 처분에 대한 제2차 연구개발보고서’를 공식 서류로 등재한 바 있다.
․ 일본 정부는 정책적인 지침을 과학적인 근거 하에 개발하여 2000년 ‘방사성폐기물 최종처분에 관한 법’을 제정하였다. 이에 따라 전담기구로 설립된 ‘핵폐기물관리기구(NUMO; Nuclear Waste Management Organization of Japan)’는 심지층처분장을 확보하는 노력을 경주하고 발전회사들은 소요기금을 적립하게 된다.
․ 차세대의 원자력에너지 연구개발 및 이용을 위한 인력 확보 : 안전성 확보를 위해 원자력에너지의 연구개발 및 이용을 발전시키기 위해 이를 지원할 인력 확보는 매우 중요하다. 그러나 국내 사정은 인구의 감소 추세에 숙련된 기술자의 대량 퇴직과 여기에다 향후 원자력발전소 건설이 많지 않으리라는 예측이 원자력기술자를 확보하는 데 어려운 점을 안겨 주는 대목이라 하겠다. 특히 최근 원자력 연구개발자금이 공적으로나 민간지원이 극히 제한되고 있는 것도 제기되는 문제이다.
․ 원자력과 대중 및 주민과의 공존 : 원자력의 연구개발 및 이용을 극대화하기 위해서는 대중 및 지역주민 공동체가 신뢰에 바탕을 둔 공존의 이해 증진이 매우 중요하다. 관련된 규제나 설득이 필요한 원자력정책에 대한 기획과 결정과정에서의 투명성이 확보 되어야 한다. 이 과정에서 정부나 사업자는 상대방의 입장에서의 장단점을 알려주어야 하고, 여러 계층의 여론을 수렴해야 한다. 물론 이 과정에서 매우 해결하기 어려운 문제점이 도출될 수도 있을 것이나 공청회나 홍보활동을 통해 효과를 얻도록 한다.
․ 정부는 소위 ‘전력개발 세금법’, ‘전력개발을 위한 특수예산법’, 그리고 ‘발전시설 주변 지역지원에 관한 법’ 등 3개의 법안인 ‘전원부지 3법(Three Laws on Power-Source Siting)’을 전력의 안정적 공급을 확보하는 차원에서 집행해 오고 있다. 이 법을 통해 지역의 개발과 이익을 공유함으로 원자력이 지역주민과 공존할 수 있도록 서로 간에 노력을 다하게 된다.
․ 에너지의 안정적 공급과 세계 온난화대책에 기여 : 일본은 선진국 중에서 국내 에너지 공급 자립률이 4%에 불과하며, 국외 에너지를 가장 많이 수입하는 국가이다. 수입 에너지의 50% 이상은 석유이며 87%를 중동에 의존한다. 세계적으로 보더라도 석유에 대한 수요는 큰 폭의 증가를 하고 있는데, 이는 개발도상국가의 빠른 경제개발과 인구 증가, 화석연료 공급의 문제점, 이에 따른 가격 인상 등으로 경쟁이 심화될 것으로 예측된다.
․ 세계 에너지 수요의 증대가 불러온 기후 온난화와 관련, 1단계로 채택된 교토의정서에 따라 그린하우스 가스감축이 2005년 2월을 기해 발효되었다. 일본은 1990년에 발생되던 양보다 6% 감축해야 하며 이러한 목표 실현은 2008~2012년 사이에 달성해야 한다. 따라서 일본은 CO2를 적게 배출하는 에너지를 사용할 수밖에 없다.
․ 가장 효과적인 CO2 감축을 하도록 관련 연구개발을 강화하면서 환경가스가 배출되지 않는 연료 대체 노력이 중요하다. 예를 들면 태양열이나 풍력 등의 개발인데, 이들은 에너지 밀도가 낮아 현실적인 문제가 있다. 장기적인 관점에서 CO2를 감축한다는 다음과 같은 조건에서 원자력발전은 권고할 만한 에너지원이다.
․ 우라늄자원은 정치적으로 안정된 나라 여러 곳에 산재되어 있으며, 발전과정에서 CO2를 배출하지 않으며, 원자력발전은 향후 기술적으로 더욱 개발되어 연료의 재활용을 이루면 안정적 에너지 공급을 확보할 수 있으며, 궁극적으로 고속증식로 주기가 상용화되면 핵연료효율을 극대화할 수 있게 된다. 따라서 일본은 새로운 에너지원과 원자력에너지를 적절히 혼합하는 최적 에너지관리를 추진하고자 한다.
․ 핵연료주기의 건설 : 핵연료주기는 두 부분으로 나눌 수 있다. 하나는 원자로에 장전된 연료로 우라늄을 채광, 변환, 농축, 재변환 그리고 가공을 거쳐 원자로에 장전되는 주기이고, 다른 하나는 사용한 핵연료를 사용 가능한 부분과 폐기물로 분리하는 과정인데 재처리공정에서 MOX연료를 가공하는 것으로, 재처리를 통한 재활용공정은 기술개발을 통해 효율을 더욱 높일 수 있다.
․ 천연우라늄을 확보하는 차원에서 일본은 장기 구매계약을 추진해 왔다. 이러한 경향은 연료의 안정적 확보를 위해서 앞으로도 그럴 것으로 예측되는데, 이는 중국의 원자력발전이 괄목할 만큼 증가되고 있고, 유럽 지역의 우라늄 재고가 줄어들고 있으며, 핵무기에서 해체된 핵무기 연료 역시 점점 적어져 장기적으로 보면 급격한 수요가 예측되고 있다. 농축설비는 국내 수요의 대부분을 외국 농축공정에서 구매하고 있는데, 일본의 농축공장 규모는 현재 수요의 조정기능을 할 수 있는 양에 지나지 않는다.
․ 일본 핵연료 주식회사(JNFL, Japan Nuclear Fuel Ltd.)는 현재의 기술을 바탕으로 보다 효율적이고 경제적인 대규모 중앙 분리방식의 농축공장을 계획하고 있다. 변환공정은 외국에 의존하고 있고 재변환공정은 1999년에 완공된 공장에서만 운전하고 있다.
․ 경수로의 사용후핵연료 재처리공정은 국외 재처리회사에 위탁 처리되고 일부만 원자력청에 의해 운영되고 있다. Rokkasho 재처리 공장이 건설되고 있으나, 공정지연으로 2007년에는 완공될 것으로 보인다. 그렇게 되면 국내에서 플루토늄 분리가 가능하여 MOX연료 가공도 가능하여 후행핵연료주기의 국내 인프라가 구축된다.
․ 원자력청은 고속증식로와 관련된 연구개발을 추진하는 기관이다. 일본식 고속증식로인 Monju는 1995년 나트륨 누설사고로 운전 정지되었다. 원자력청은 이에 대한 안전성 조사를 끝냈으며, 2005년 2월 지방정부의 안전성 동의를 받은 것에 근거하여 잠정적인 운영허가를 한 상태이며, 2005년 11월부터 개선작업에 착수한 상태이다.
․ 전력시장의 자유화 충격 : 원자력발전소를 건설할 때 전력회사들은 여러 가지 인자를 고려한 타당성 분석을 하게 되는데 경제성, 투자위험도, 환경보호, 전력원의 구조적 균형, 지역주민의 이해 및 신뢰성 확보, 그리고 국가 에너지정책에의 일관성 등에 대한 것들이다. 최근 전력시장의 자유화가 진행됨에 법적독점에 의한 수요 확보는 더 이상 존재하지 않는 실정이다.
․ 따라서 경제성의 비중과 투자리스크가 장기투자 상환이 될 수밖에 없고, 대규모 투자가 필요한 원전 건설에 중요한 결정인자가 되고 있는 것이다. 따라서 어떤 발전회사는 미래 발전수요의 불확실성이 많다고 판단되면 구태여 신규 발전소를 건설하고자 하지 않게 된다. 건설비를 줄이고 공기단축을 기해 보다 경쟁력을 확보할 수 있도록 해야 한다.
․ 방사선의 이용 : 각종 측정, 처리기술이나 치료기술을 이용한 방사선기술은 학구적인 측면, 연구, 농업, 산업 및 의료 분야 등 다양하게 이용되고 있다. 최근에는 다양한 분야에서 진보된 과학기술, 예를 들면 중성자에 의한 고밀도디스크의 자기구조를 이해하는 데 기여하고 있다. 또한 방사선진단, 방사선을 이용한 암 치료, 곤충페스트 억제 등 인류의 보건건강과 생활기준을 개선하는 데 기여하고 있다. 식품의 방사선조사 분야는 아직도 최적화되지 못하고 있는데, 이는 기술적 정보에 관한 법적 조항이 약하고 대중에 대한 홍보가 덜 된 탓이다.
․ 최근 기술혁신에 따라 새로운 영역인 ‘양자 가속기기술(Quantum Beam Technology)’이 자리를 잡아 가고 있는데, 이 기술은 전자기파, 즉 고성능 고품질의 광자(Photon) 및 싱크로트론방사선, 고출력레이저장치 및 고중성자속 원자로 등의 기술을 포함하고 있다. 이 기술은 과학기술의 발전을 입체적으로 끌어 올릴 것으로 예측되어 과학기술과 산업체뿐 아니라 학구적인 연구에도 크게 기여하게 될 것이다.
․ 원자력에너지의 연구개발 : 원자력발전이 장기적 관점에서 경쟁성을 가지고 에너지의 안정적 확보원이 되기 위해서는 당장 이슈를 해결할 필요성뿐만 아니라 상존하는 어떠한 에너지와도 대체할 수 있는 혁신적 기술체계로 상용화되어야 한다는 것이다.
․ 시차를 두고 관련 연구개발이 병행, 추진되어야 하는데 원전의 확고하고 국제적인 경쟁력을 가지려면 단기적으로는 기존 원전의 개선과 시설의 수선 등 쇄신작업을 추진하여 발전소 수명을 연장하고, 검사기술의 탄력적 운영과 안전성기술에 근거한 기존 발전소의 출력 증강도 시도한다. 장기적으로는 차세대 상용화를 목표로 고속증식로 기술과 관련 핵연료주기기술의 연구개발을 추진한다.
․ 국제적 협력 접근방안 : 일본은 핵무기 비확산에 대한 국제적 신뢰를 강화해 왔으며, 핵무기로부터 온 세계가 평화와 안전하게 자유를 누릴 수 있도록 현실적인 노력을 해 왔다. 최근 몇 가지의 핵 관련 이슈가 나타나고 있는데 그 하나가 북한의 NPT 탈퇴와 핵실험을 하려는 의도이고, 또 하나는 이란이 IAEA에 통보 없이 핵과 관련된 애매한 활동을 진행되고 있다. 9/11 테러 후 미국은 핵물질과 방사선원에 대해 깊은 관심을 가지고 있으며, 이와 관련한 ‘핵 테러의 국제협약(International Convention for the Suppression of Act of Nuclear Terrorism)’을 2005년 4월에 체결하였다.
․ 일본은 양자 간 또는 다자간의 국제협력을 통한 지식과 기술을 교환하고 있으며, 개발도상국과는 원전 분야 및 방사선 분야의 기술을 지원하고 있다. 특히 중국과는 신규 원전 건설에서 협력하고 있다.
○ 향후의 추진 방안
– 안전성의 확인 : 안전성의 확인은 원자력에너지의 연구개발 및 이용을 위해 필요불가결한 일이다. 비상계획과 안전보장대책이 사전에 준비되어 있어 어떤 경우에도 대중의 생명을 보호해야 한다. 안전대책에서 무엇이 더 중요한가는 대중의 신뢰도에 근거해야 한다. 연구개발 및 이용분야에 종사하는 참여자는 언제나 마음속으로 안전성을 우선순위를 놓고, 조직 내에서 안전문화를 개선하도록 노력하며 스스로 대중이 신뢰하는 방향으로 기초를 쌓아야 한다.
– 단기 및 중․장기적 관점에서 동시 및 병행 추진
․ 원자력발전이 일본 국민에게 에너지의 안정적 공급에 기여하고 있고, 대중의 삶의 기준을 개선해 주며 장래의 사회개발에 지속적인 개발에 기여한다면 단․중․장기적인 관점에서 대책을 수립할 필요가 있다.
․ 단기적인 대책은 기존 발전소의 안전성 확보를 전제로 최대의 효율을 낼 수 있는 대책이 필요하며, 중기적인 대책은 기존 원전에 새로운 시스템을 접목하는 방안을 고려하여 효율을 높인다는 것이며, 장기적인 접근은 창의적이고 도전적인 정신으로 기존 원전시설을 새로운 시설로 교체하는 방안이다. 정부는 이러한 노력을 동시 및 병행하여 추진함에 민간업체의 역할을 확실히 하고, 협력을 촉구하면서 추진해야 할 것이다.
3. 연구개발 및 이용을 위한 활동 강화
○ 안전성 보장 및 대책
– 정부와 운영자의 책임
․ 연구개발 및 이용분야의 발전을 기하기 위해 대중과 작업자의 건강상 위험이 원자력시설에서 노출되지 않도록 확실히 통제되어야 한다. 시설을 설계 건설 운영함에 사업자는 실수나 기계가 고장이 나더라도 방사성물질로부터 안전하게 보호될 수 있도록 ‘다중방호 개념’에 따라 조치할 1차적인 책임이 있다.
․ 그러나 최근 품질보증시스템의 조직적인 결함에 의해 비정상적인 사건․사고가 일어난 예가 있었다. 따라서 사업자는 사고의 근원을 분석하여 유사 사고가 일어나지 않도록 관련 법규에 따라 철저한 대책 수립이 필요하다.
․ 또한 정부는 재해위험을 관리하고 기준에 입각한 관련 규제를 이행하는 안전기준을 설정할 책임을 가지고 있다. 정부규제는 프로그램의 권한을 실행하는 것으로 건설허가계획, 설계건설방안의 인허가, 운전 전 검사, 운전 후 정기검사 및 통상적인 검사를 포함한다.
– 안전문화 정립 토착화와 운전관리 의 지속적 개발
․ 운영회사나 관련회사의 최고 경영자는 안전문화를 개발하고 토착화하기 위한 노력을 경주해야 하는데, 이는 조직을 통한 활동에 최우선 순위에 두어야 한다.
․ 이들은 사업을 수행함에 언제나 최신의 지식을 근거한 안전기준을 활용하면서 효율적이며 효과적으로 계획을 수립, 이행해야 한다. 그리고 국제적인 안전사건에 대한 사례는 새로운 지식과 교훈을 주게 되므로, 이를 공유하는 것은 매우 중요하다.
– 노후화에 대비한 대책
․ 원자로시설을 설계할 때 기능 저하에 대한 충분한 설계 여유가 고려되어 기기나 계통의 교체 없이 수명기간을 견딜 수 있도록 설계 여유를 주는 것인데, 기기의 피로현상이나 부식 등이 이에 속한다. 그러나 30년 또는 그 이상의 운전을 하게 되면 기능 저하에 관련된 지식의 한계를 조심스럽게 타진해 보아야 한다.
․ 수명을 연장하여 60년으로 운전하고자 하면 노후화에 따른 기능 저하효과를 심도 있게 분석하여 보수나 개조나 교체를 해야 하는 것이다. 또한 사업자는 매 10년마다 주기적 안전성분석(PSR; Periodic Safety Review)을 실시하는 것도 중요한 사안이다.
– 비상계획
․ 원자력재해를 완화하기 위하여 중앙정부와 지방정부 그리고 운영자는 ‘원자력 재해에 대한 비상대비 특별법(Special Law of Emergency Preparedness for Nuclear Disaster)’에 따라 각자의 책임을 다할 수 있도록 다양한 대책을 개발, 이를 강화해 나가야 한다.
․ 연락망 구축은 물론 비상시를 가정하여 필요한 기기, 자재, 병원시설 등이 준비되어야 하고, 비상대책에 대한 이해와 훈련이 사전에 이루어져야 하며, 지역주민에게 관련 지식 및 홍보를 해야 한다.
– 안전 활동에 대한 정보교류
․ 정부와 운영자는 위험에 대한 정보교류 기법을 개발, 이행해야 할 의무가 있다. 비상시에 지역주민과 원전 현장에 있는 인원을 위해 상황 변화와 진전에 관하여 정보를 교류하면서 정보를 공유해야 한다.
․ 정부는 진행되고 있는 안전정보 보고를 통해 이를 정리하고 공포하며 관계 당사자가 정보를 알게 하는 노력을 이행해야 한다.
○ 물리적 방호대책
– 9/11 테러가 일어나자 미국에서는 방사성 및 핵물질에 대한 안전보장을 염려하는 방향으로 움직였다. 그러자 관련법인 ‘핵물질규제에 관한 법’과 ‘핵연료물질 및 원자로 관련법’은 즉각 테러공격을 겨냥하여 강화, 수정되었고 IAEA의 국제협약법도 2005년 7월 개정되었다.
– 국내법도 이 국제법의 수정내용에 맞도록 개정되어야 한다. 정부와 운영자는 관련사항의 물리적 방호를 위한 대책이 적절하게 수립, 이행되어야 한다.
○ 평화적 이용에 대한 보증
– 일본은 원자력에너지의 연구개발, 이의 이용에 대한 평화적 이용을 확실히 하기 위해 ‘3불정책(Three Non-nuclear Principles)’을 유지하고 있다. 그리고 국제적 핵 비확산조약에 적극적으로 참여하고 있다. 그리고 관계기관은 이의 정당성을 확산하는 데 노력하고 있으며, 대중의 의견을 수렴하도록 공청회도 개최하기도 한다.
– 또한 재처리공장에 대해 핵확산-저항성기술을 채택하고 있으며, 재처리공정에서 플루토늄을 저장과정이 없도록 하는 기준을 정하고 있으며, 플루토늄의 재고를 즉각적으로 알 수 있도록 국내 및 국제적 투명성을 확보하고 있다. 그리고 원자력위원회는 투명성을 확보하기 위해 2003년 8월 ‘일본의 플루토늄 사용에 대한 기본입장’을 발표한 바 있다.
○ 방사성폐기물(LLW) 처리 처분
– LLW는 차세대를 위하여 안전성이 확보되도록 다음의 네 가지 요건을 이행하도록 하고 있다. 첫째는 폐기물은 생산자의 자산이며, 둘째는 폐기물량을 최소화해야 해야 한다는 것이며, 셋째는 사리에 맞는 처리와 처분을 해야 하며, 넷째는 대중과의 상호이해 증진에 근거를 둔 처분이 되어야 한다는 것이다.
– 모든 LLW는 그 내용물을 분류하고 이력을 확실히 하도록 하여 시간이 지남에 따라 방사능량이 얼마나 줄어들고 있는지를 확인할 수 있다. 관련되는 기술개발 역시 LLW의 처리 처분에 관한 것으로 위에서 언급된 4가지 요건에 근거를 두고 추진되어야 한다. 정부는 적절한 규제요건과 지침을 보완하고 준비해 나가야 할 것이다.
○ 심지층에 대한 방사성폐기물처분
– 고준위 방사성폐기물(HLW) : 일본은 HLW의 처분을 심지층으로 정하고 다음과 같은 3단계 과정을 통해 2030년까지 이 시설을 완료한다는 계획이다. 즉 예비 조사지역의 선정, 구체적인 조사지역 선정, 최종적으로 HLW 처분 부지를 확보한다는 내용이다. 후보지를 제의하고자 하는 지방정부는 지역주민에게 시설의 설치에 따른 지역의 장점과 단점을 확실히 알려 줄 의무가 있다. 추진기구인 NUMO는 물론 정부와 전력회사도 각자 업무를 분담, 연계하면서 임무를 수행해 나가야 한다.
– 초우라늄 방사성폐기물 처분
․ LLW에도 반감기가 긴 초우라늄(TRU)원소가 일부 포함하고 있어 이를 지질적으로 처분할 것인지가 검토되고 있다. LLW의 초우라늄까지 심지층에 처분한다면 부지의 면적이 더 좁아져 경제적이 측면도 고려되어야 한다.
․ 따라서 정부는 검토를 거처 최종 결정을 하게 될 것이다. 외국에 재처리위탁에 따라 발생된 LLW이 영국과 프랑스로부터 도착되고 있다. 이 LLW는 수송 중의 방사성 충격을 없애기 위해 유리화시켰기 때문에 HLW로 바뀌었다. 그러나 본래 LLW이기 때문에 LLW처분장에 처분될 것이다.
– 원자력시설의 폐기 등
․ 원자력발전소의 폐로, 연구용 원자로의 폐로, 핵연료주기시설을 폐기시킨다는 것과 관련, 우선 설치한 사업자의 책임 하에 이루어져야 하고, 관련 법규의 규정을 충실히 따라 이행하여야 하며, 지역주민의 이해를 얻어야 함은 당연하다.
․ 방사성폐기물로 처리될 필요가 없는 폐기건물 폐기물은 자원재활용 차원의 ‘자원순환형 사회’의 개념에서 처리하면 된다. 또한 초저준위의 방사성폐기물은 LLW로 처분되지 않고 정부와 운영자가 법규 절차에 따라 처분하면 된다.
○ 인적자원의 개발과 확보
– 인적자원의 개발 확보는 원자력에너지의 연구개발 및 이의 이용을 위해 필수 불가결한 일이다. 원자력현장에서 배울 수 있는 주기가 필요한데, 작업자는 배운 내용을 이용하여 실행에 옮길 수 있는 여건이 만들어져야 함은 당연하다. 또 작업결과는 평가, 반영되고 개선되어야 한다. 최신의 지식과 효과적인 품질관리가 적용되어야 한다. 운영자와 정부(지방정부 포함)는 서로 연계하여 기술자격시스템을 설치하여 운영하도록 한다. 작업자가 충분히 훈련받을 수 있도록 적절한 연수시설과 교과과목을 준비함은 당연하다.
– 대학을 졸업하면 에너지 및 방사선 관련 기본교육을 이수한 상태이다. 따라서 졸업 후 직장에서의 전문교육이 효과적으로 이루어져야 할 것으로 보여 직장에서 할 수도 있고, 전문연구소와 대학의 연계로 이루어질 수도 있으며, 졸업생을 위한 실무교육을 위한 대학 간의 컨소시엄을 구성하여 이행하는 방안도 있을 것이다. 원자력공학을 이수한 학생은 국제적 조직에 참여할 수 있는 기회를 가질 수도 있을 것이다.
○ 원자력에너지와 지역주민과의 공존
– 투명성의 확보
․ 지역주민과의 관계가 좋으면 연구개발 및 이의 이용에 대한 업무처리가 어렵지 않다. 따라서 안전성 관련 활동의 투명성 확보는 대민 신뢰를 얻는 데 매우 중요하다. 정부와 운영자 및 연구소는 비정상적인 사건사고가 일어날 때 즉각적으로 정직하게 발표하고 정보를 공유함으로써 신뢰를 얻게 된다. 여기에는 정보의 중요도, 즉 주민과 작업자에게 어떠한 영향을 미치게 되는지를 포함한다.
․ 충분한 정보 제공과 주민과의 토의를 통한 대화는 리스크 대화기법에 도움을 주게 되어 매우 중요한 사안이다. 운영자와 연구소는 지방정부의 요청에 따라 안전성에 대한 활동에 대한 정보에 서로 합의점을 도출, 제출해야 한다. 이 절차 역시 투명성을 확보하는 데 중요한 역할을 한다.
– 공청회와 공지(홍보)
․ 정부와 사업운영자는 공청회에서 주민과 지방정부가 원자력에 대해 어떻게 생각하며, 왜 상식적으로 그렇게 해야 하는지는 물론, 원자력연구개발 및 이용에 대한 어떤 종류의 정보를 제공할 것이며, 관심이 어디에 있는지를 우선순위에 놓고 합의점을 찾아야 한다. 공청회에 얻는 의견과 이해를 바탕으로 공지할 내용을 개발하고, 한편으로는 주민과 지방정부와 대화할 내용과 활동계획을 수립한다.
․ 원자력발전 등 보다 전문적인 것에 관심이 많은 주민에게는 전력의 수급 등을 포함 다목적 대화 활동계획을 수립, 별도 관리할 필요가 있다. 공청회를 통해 주민의 직접적 참여가 사실상 이루어진다고 본다.
– 중앙정부와 지방정부와의 관계
․ 원자력의 연구개발 및 이의 이용과제는 국가의 필요 및 국제적 예측, 즉 과학기술의 발전전망, 에너지의 안정적 공급, 지구 온난화에 대한 대책 등에 따라 추진된다. 그러나 지역에 국한되는 일, 예를 들면 어느 발전소가 완공되고 이 시설이 좋은 조건으로 운전이 되기 위해서 필요한 조치가 있다면 지방정부의 책임 하에 추진되기도 한다.
․ 따라서 정부와 운영자는 지방정부에 사업 초기 단계부터 국가의 에너지정책과 시설의 안전 활동에 대한 내용을 투명하고 조심스럽게 설명하여 대화를 이끌어내야 한다. 지방정부는 지역주민의 생활과 자산에 대한 책임을 지고 있으므로 지역주민을 돕는 다양한 접근방안을 수립하고 있는 것이다. 따라서 정부와 운영자는 지방정부와 이와 관련된 데에 많은 협조를 아끼지 않도록 한다.
– 지역주민과의 공조 : 원자력시설의 건설이 착수되면 지역주민의 지원도 시작된다. 따라서 이익관계기관은 지역공동체의 개발계획 비전을 이해하는 것은 본 사업을 수행하고 상호이해를 같이하며, 지역지원 사업을 육성하는 데 매우 중요한 것이다. 전원3법에 근거한 보조금은 현지 여건에 근거하여 지역개발계획에 따라 자금이 배분되도록 되어 있다.
4. 원자력의 이용개발
○ 원자력발전
– 기본 개념 : 원자력발전은 일본에서 다른 전원과 함께 적절하게 혼합되어 전력을 공급하고 있는데, 안정적인 전력 공급의 역할을 담당하고 있고, 지구온난화 제어에 크게 기여하고 있다. 따라서 향후 2030년까지 현재의 원자력발전 비중을 유지하거나 증가될 것에 목표를 두고 있는데, 현재 총 전력량의 30~40% 사이를 점유하고 있다. 이러한 목표를 이루기 위해서 다음 가이드라인을 따를 필요가 있다.
․ 안전성을 전제한 기존 발전소의 최적 운영을 기하고, 지역주민과의 이해증진을 바탕으로 신규 발전소 건설 추진한다.
․ 기존 원전의 대체와 관련, 현재의 LWR로형에서 신기술 모델을 준비하여 2030년도에 착수함. 용량의 이점을 활용토록 대용량의 LWR을 준비하고 옵션으로 경제적인 중간 LWR 규모도 준비한다.
․ 필요한 조건, 즉 경제성, PWR에 대한 핵연료주기기술의 개발 전제하에 2050년도 정도에 고속증식로(FBR) 상용화를 도입한다. FBR의 상용화 시점은 여건에 따라 앞당겨질 수도 있고, 늦어질 수 있는데 늦어진다면 대용량 신형 LWR이 계속적 역할을 하게 될 것이다.
– 원자력발전의 미래 : 전력시장의 자유화 아래 국민의 관심사항에 대해, 정부는 위에 언급된 가이드라인을 따라 장기적 투자를 할 수 있는 여건을 만들어 사업을 추진할 수 있도록 전력회사의 분위기를 쇄신하도록 한다. 이를 위해 다음과 같은 정책적인 사안이 추진되도록 별도의 대책이 필요하다. 즉 미래에 대한 관련기관의 기능 조절, 핵연료주기에 대한 조건, 전력의 자유화에 대한 전문가의 견해, 신규 발전소의 건설에 대한 환경개선, 전략적인 기술개발 프로젝트의 우선순위 등에 대한 대책이 수립되어야 한다.
․ 일본의 원전 운영은 가동률에서 미국과 유럽에 뒤떨어져 있고 작업자가 받는 연간 방사선량도 많은 편이다. 따라서 전력회사는 다음사항에 대해 조치를 취해야 한다. 원자력에 대한 정보를 국내 및 국제적으로 공유하는 시스템을 만들어야 한다. 발전소의 노후화에 따른 기술적 평가에 근거하여 세계의 우수관리 실적을 목표로 국내 발전소에 보수 등 대책이 수립되어야 한다. 미국과 유럽의 경험을 참고하여 발전소의 정기검사의 탄력적 운용과 발전소 출력 증강 등을 통해 가동률을 높이는 방안을 검토해야 한다.
○ 핵연료주기
– 장기적으로 핵연료를 안정적으로 공급하는 것은 매우 중요하다. 외국의 우라늄자원을 고려할 때 공급지를 다원화하고 장기계약에 따라 안정적인 공급을 받는 것이다. 농축공정을 안정적으로 확보하는 것 또한 일본에게는 중요하다. 시설운영자가 농축공장을 보다 경제적으로 시설을 운영하고 안정적 운전을 할 것으로 보지만, 농축과정에서 남은 잔여 우라늄(Depleted Uranium)을 장래에 사용하도록 잘 보관한다.
– 사용후핵연료 취급(핵연료 주기 기본 개념에 근거)
․ 일본이 핵연료 기본정책은 사용후핵연료를 재처리하여 플루토늄과 우라늄의 잔존가치를 효과적으로 사용하는 데 있다. 일본은 그동안 외국에 위탁재처리를 해 왔고, 이로 인해 기술도 축적할 수 있었다. 과거 Tokai재처리공장을 통해 건설 운전기술도 습득할 수 있었으며, 이를 바탕으로 JNFL이 건설하고 있는 Rokkasho재처리 공장의 건설에 도움을 주게 되었다.
․ 그러나 Rokkasho재처리 공장은 2005년 준공 목표였으나, 아직도 수정단계에 이르고 있고 고속증식로의 개발도 Monju 원형로의 사고로 결국 사용후핵연료주기기술의 완성은 전반적인 수정이 불가피하게 되었다. 더욱이 전력회사의 시장자유화 투자패턴이 달라지고 있는 것도 어려움을 겪게 하는 주요 원인 중의 하나이다.
– MOX 연료를 PWR에 사용 : 사용후핵연료의 재처리와 이로 인한 플루토늄과 우라늄의 분리에 대한 일본의 정책과 관련, MOX 연료계획(Plu-thermal Program)은 당분간 지속적으로 개발되어야 한다. 정부의 다음 단계 역할이 기대되는데 공청회를 포함하여 바로 국민과 대중의 이해를 얻어내는 노력을 경주해야 한다. 또한 운영자는 이 프로그램을 체계적으로 개발, MOX 연료 가공시설의 건설에 착수하도록 한다.
○ 방사선 이용
– 기본 개념 : 방사선의 이용은 다방면에서 이용되고 있는데 학구적인 면, 산업체, 농업의 이용, 의료기관 이용 등 괄목하게 활용되고 있다. 그러나 방사선은 잘 관리하지 않으면 인류건강에 심각한 장애를 줄 수 있으며, 실제 적절하지 못한 사고가 일어난 경험이 있다는 것으로 보고되고 있다. 따라서 안전대책이 수립되어야 하고, 확실한 안전관리시스템 하에 효과적이고 효율적으로 활용되어야 한다.
– 각 분야에서의 절차
․ 과학기술 및 학구적인 측면 : 방사선 분야의 연구개발 및 이용은 최근에는 양자가속기 기술에까지 이르렀다. 이 기술은 다양한 기술로 연계되어 각광을 받게 될 것으로, 특히 나노기술과 생명과학 분야의 범주에서 의학 및 농학과 제조업에까지 영향을 주게 될 것으로 보인다. 정부는 이와 관련된 광자가속기 등 시설에 개발에 노력을 경주하도록 한다.
․ 산업적 분야 : 방사선이용분야 특히 새로운 재료의 개발, 새로운 절차의 개발, 측정기술의 개발 등을 돕기 위해서 결과에 대한 정보를 알리는 노력이 중요하다. 산업체, 학계 및 정부기관이 시설을 사용할 경우는 상호 긴밀히 협력해야 하므로 기술의 전수가 자연스러워지도록 한다.
․ 의료 분야 : 정부는 방사선치료에 대한 정보를 널리 알리는 노력이 중요하며, 이는 무엇보다도 환자의 부담을 줄여주게 될 것이며, 의학계 관련 기술개발과 의료교육을 현실화하며, 방사선치료를 광범위하게 촉진하는 데도 도움을 주게 될 것이다.
5. 국제 협력 증진
○ 핵 비확산 유지 강화
– 일본은 신고하지 않은 핵물질이나 핵 활동을 확실히 확인하고 측정할 수 있도록 IAEA의 포괄적 안전보장조약과 부속 서에 서명한 회원국이다. 일본은 또한 군사적 사용을 방지하고 군사적 사용을 측정할 수 있는 핵확산저항기술을 개발하고 있다. 일본은 국제공동체와 핵 확산을 방지하기 위하여 노력을 경주하고 있는바, 핵 확산 방지를 목적으로 수출 통제에 관련된 ‘핵 공급자 그룹(NSG; Nuclear Suppliers Group)’과의 협의에 적극적으로 동참하고 있다.
– 또한 핵무기를 포함하여 대량 파괴를 목적으로 한 무기분산을 좌절시키기 위한 목적의 ‘핵 확산 안전이니셔티브(PSI; Proliferation Security Initiative)’에도 적극 동참할 것이다.
○ 국제 협력
– 개발도상국과의 협력
․ 개발도상국가와의 협력과 관련, 그동안 추진해 온 협력을 계속 유지해 나갈 것이다. 방사선의 연구개발 및 이용에 대한 것과 원자력에너지를 도입하고자 하는 국가에 대한 사전 준비업무, 그 나라의 인프라와 사회 경제적 사정을 고려한 협력이다. 특히 일본은 이웃하고 있으며, 일본과 지리적이나 경제적으로 연관이 깊은 아시아 개발도상국가와 적극적으로 협력하고 있다.
․ 이 국가들은 원자력의 평화적 이용을 목적으로 하고 국제사회에 핵 확산방지조약에 참여하고 있으며, 정치적으로 안정된 국가로 원자력발전을 보유한 국가, 보유하고자 하는 국가와 협력하고 있다. ‘아시아 원자력 협력 포럼’과의 쌍방 간 또는 다자간 협력과 IAEA의 ‘지역협력협정조직(RCA; Regional Cooperation Agreement)’과 긴밀히 협력한다.
– 선진국과의 협력 : 선진국과의 협력은 인류의 복지를 위하고 불확실성과 부담을 서로 들기 위해 선진국으로 책임을 다하고 협력과 경쟁을 통해 서로가 발전하고 개발될 수 있다는 관점에서 구체적인 분야에서 이루어지고 있다. 선진국 공동과제의 하나로 추진 중인 국제원자핵융합실험로(ITER; International Thermonuclear Experimental Reactor)와 차세대의 원자력기술인 Generation IV 국제과제는 이러한 비전에 대한 구현이다.
– 국제 협력기구의 참여 및 협력 : 일본은 국제조직인 IAEA와 국제경제기구인 OECD/NEA에 적극적으로 협력, 참여하고 있다. 일본은 이러한 국제 조직이 원자력의 평화적 이용에 대해 인프라로서의 역할을 수행하고 있음을 서로 확인하고자 한다. 또한 국제기구가 초청하는 국제회의에 적극적으로 참여하여 학술적이고 새로운 기술에 대한 국제간의 정보교환을 물론 일본이 원자력의 평화적 이용에 대한 정책을 널리 알리는 노력을 경주한다.
○ 원자력산업의 국제적 개발
– 원자력물질과 기기 및 기술을 이전할 때는 핵 확산방지정책에 어긋나지 않는지를 확인하고, 수출 통제를 철저히 하여야 한다. 원자력발전 프로그램을 확장하고자 하는 국가에 대해 산업체는 산업협력으로 국제적 사업에 동참하게 된다. 원자력산업은 미래에도 이러한 정책에 따라 국제적 협약이 지속될 것이며 정부는 이러한 여건을 감안하여 안전보증, 인력 확보 및 개발 분야에서 협력과 원자력에 대한 정부의 의지가 담긴 발표 등으로 적극적인 협조를 유지해 나가야 할 것이다.
◃요약▹
○ 일본의 원자력에너지의 현재와 미래를 바라볼 수 있는 정책보고서(Framework)로 원자력위원회에서 정리하여 각의가 공식적으로 접수한 것으로 향후 원자력산업 개발의 지침이 될 것으로 보인다. 더욱이 원자력위원회는 과거 원자력 분야의 최고 전문자문기관으로 원자력에 대한 현황을 분석하고 종합적인 대책을 강구해 왔으나, 지금은 각의의 한 부처로 역할을 수행하게 되어 더욱 강력한 힘을 받게 될 것 같다.
○ 일본은 53기의 원자력발전을 운전 중인 세계 3위의 원자력발전대국이다. 이 보고서에 따르면 원자력에너지는 전력의 안정적인 공급과 CO2감축수단으로 강조되고 있어 원자력의 역할은 앞으로도 계속 될 것이며, 2030년까지는 전체 전력의 약 30~40% 선에서 유지될 것으로 추정하고 있다.
○ 신기술 개발에도 역점을 두고 있어 향후 2030년까지는 현재의 개선된 LWR 기술로 건설되겠지만, 그동안 새로운 기술을 개발하여 대용량 LWR을 건설(경제적인 중간 규모의 LWR도 동시 개발)을 계획하고 있다. 그러나 궁극적으로는 핵연료주기기술의 자립으로 최고의 연료효율을 얻을 수 있는 고속증식로를 2050부터 건설한다는 내용을 담고 있다.
○ 일본의 원자력에너지 연구개발 및 이의 이용은 원자력의 평화적 이용에 목적을 두고 정책으로 추진 중이다. 따라서 일본은 핵 확산방지 국제조약에 적극적으로 참여하고 있고, 일본이 건설 중에 있는 사용후핵연료재처리 공정은 순수하게 연료 재활용의 MOX연료 가공에 있음을 강조하며 국제 사찰시스템을 충실히 따르고 있음을 강조하고 있다.
○ 일본은 운전 중인 우라늄 농축공정, 그리고 Rokkasho의 재처리공정이 완성되면 강력한 핵연료주기가 구축되는 것이다. 물론 양적인 면에서 일부 외국에 위탁할 경우도 있겠지만 기술이 있으니 증설하면 되는 것이다. 이런 면에서 재처리기술이 원천적으로 봉쇄된 우리나라와 확연히 다른 면을 볼 수 있다. 우리나라도 중지를 모아 다양한 핵연료주기기술을 최대한 구축하도록 정부와 관련기관은 적극적인 관심을 가져야 할 것이다.
자료: Japan Atomic Energy Commission, “Framework for Nuclear Energy Policy”, Japan Atomic Energy Commission, Oct 11, 2005, pp.1~61
영국의 전력공급 전략
1. 서론
○ 배경(Background)
- 영국의 과학기술위원회(CST, Council for Science and Technology) 소속 에너지소위원회는 2004. 5월 회의를 소집하고 에너지현안에 대해 우선순위를 정하였다. 현안들의 일부는 같은 해 10월에 선정되었고 CO2의 감축과 관련된 사안이 보고서의 기본을 이루고 있다.
○ 개요(Introduction)
- 에너지백서(the Energy White Paper, 2003. 2)는 재생에너지를 포함한 영국의 에너지 공급에 관한 주요목적을 규정하고 있고 또한 교토 의정서(Kyoto Protocol)를 이행하는 그린하우스 가스의 감축이행을 표시하고 있다. 이 백서는 이산화탄소 발생을 2010년까지는 20%까지 그리고 2050년까지는 60%까지 감축한다는 야심에 찬 목표를 세우고 있다. 결국 영국이 목표를 달성하게 될 경우 CO2(이산화탄소)감축에 영향을 주게 될 것이며 선도적인 역할을 하게 될 것이다.
–이러한 수치의 감축목적과 함께 한편으로는 안정적 에너지공급의 증가가 예상되어 도전과 기회가 동시에 주어지는 것이다. 이 기간의 경제성장률이 연 2.5-3.0%로 예상된다. 그리고 1997년 이래 CO2 발생이 전혀 감축되지 않고 있는데 이는 빈번한 비행기여행, 차량의 이용, 그리고 일부 원전의 중단에서 온 것으로 분석된다.
–이 백서가 제시하고 있는 목표를 달성하기 위해서는 신뢰성 있고 채택 가능한 에너지공급, 특히 다양한 전력을 개발, 이를 적절히 혼합해 나가는 기회가 주어져야 될 것이다.
○ 수송(Transportation)
- 기후의 변화로 인한 전력수송영역에서 CO2 감축에의 기여는 저(低) 탄소 에너지 전략에 매우 주요하다. 획기적인 저감은 보다 발전(發電)의 신뢰성을 높이게 되고 이 결과는 배터리, 연료전지나 수소의 출현으로 이어질 것으로 보인다.
- 전력자체가 저 탄소 에너지원임으로 전반적인 에너지 루트가 저 탄소 발생방식으로 갈 경우 수송 분야(전기자동차의 경우와 같이)는 CO2 저감 화에 분명 기여하게 될 것이다. 에너지 연구개발 및 시현(RD&D)투자에 대한 정부정책은 이러한 전략적 이슈를 반영할 필요성이 있다.
2. 영국의 전력산업
○ RD&D(연구개발 및 시현)과 훈련분야의 와해
–여러 분야 중 전력부분에서의 RD&D가 와해되고 있다. 이 부분이 영국이 CO2 발생으로부터 비 CO2 발생 경제를 구축하려는 가장 큰 관심사항이다.
- RD&D 에 정부의 투자는 새로운 연료원, 재생 연료원과 에너지관리 및 정보 네트워크를 개발하는 쪽에 목표를 세워야 한다.
- 저(低) CO2 발생 연구가 투자 우선에서 가장 기본이 되어야 할 것이다. 여기에서 중요한 인자는 에너지 잠재력을 갖는 발전규모, 송전의 경제성과 각 에너지원의 신뢰성 등이다.
- 단기간 축전이 가능할 경우 어떤 간헐적인 전력의 선택이 경제적으로 도움을 주게 될 것이다. 축전에 관련된 연구는 4만kW급 대형시설이 실현되고 있는 미국, 일본에서와 같이 영국에서도 증가되어야 한다.
- 지능 네트워크에 관한 가능성과 수혜에 대하여도 정량화되어야 한다. 변전소 단계에서 네트워크제어와 직결되는 에너지관리 프로그램, 즉 부하조정 계획이 필요하다. 기존건물관리시스템과 향후 지능 측정시스템도 개발, 추진되어야 한다.
- 다양한 발전량을 수용할 수 있도록 그리드(Grid)구조를 변경하고 이의 절연보호 구조장치 등이 새로운 에너지원과 함께 동시에 개발되도록 해야 한다. 탄력적인 송전망을 운용하는 데는 열병합시스템과 같은 간헐적인 발전량 개발이 도움을 주게 될 것이다.
- 에너지 RD&D 에서 민간투자를 활성화하도록 CO2 국제거래 제도에 관심을 가질 필요가 있다. 그리고 규제당국은 원자력산업에 따른 그리고 사용한 핵연료의 리스크를 정부가 어느 정도 부담해야 할 것이다.
- 숙련된 기능공의 제때 공급과 훈련에 대해, 숙련공의 필요성은 대학원급의 연구원과 설계자를 훈련시키는 것 못지않게 중요함을 인식하여야 한다. 훈련에 대한 투자는 가장 기본적이고 그리고 알맞은 투자가 요구된다. 원자력산업에서의 연도별 계획은 필요한 기능 인력과 인력의 능력을 유지하게 될 것이다.
○ 대용량, 비(非) 탄소 전력(電力)
- 이 백서는 CO2를 60%의 감축 목표를 세운 야심에 찬 계획이다. 이는 무엇보다 재생에너지와 에너지효율에 대해 강조하는 보다 포괄적인 에너지 정책을 택하고 있다. 그러나 기존의 감축계획은 원자력발전이 현실적으로 탄소 대체기술의 역할을 수행해 온 게 사실임에도 불구하고 원자력규모를 중지 또는 줄이려 하는 관점에 대해서는 설명이 충분하지 않다. 왜냐하면 실제 원자력발전이 단기간(短期間) 동안 탄소 기술을 대체할 에너지원의 역할을 해 오고 있었기 때문이다.
- 이 백서의 골격은 기존 에너지원에서 발생하고 있는 탄소를 줄인다는 데 주목해야 한다. 장기간에 걸쳐 해결될 기술을 필요로 한다든지 국민이해 차원에서 야기되는 문제에 대해 결정을 해야 할 시간적인 여유가 그렇게 많지 않다는 것에 주목을 하고 있다.
- 현재 추진 중인 대부분의 비 탄소 에너지원이 소규모단위의 에너지라 야심에 찬 목표를 달성하기란 쉽지 않다는 것이다. 2020년까지 목표를 달성해야 하고 그 다음 10년에 더욱 감량할 수 있도록 당장 대용량, 비(非) 탄소 에너지원이 고려되어야 한다.
- 특히 직면하고 있는 RD&D의 시장 축소 가능성, 비 탄소 발생가능성의 기술적 정당성 등이 인정되는지 에너지 선택의 경제성 관점에서 투명한 평가를 해야 할 필요성이 있다.
- 더욱이 송전망에 추가로 병입 될 발전원은 기존발전소 근처에 있지 않거나 그리드에 입력할 수 있는 위치에 거의 있지 않다는 점이다. 많은 소형발전기를 장거리 송전선로에 병입 할 경우 또 다른 경제적 상승요인이 된다. 풍부한 풍력단지의 전력을 집중 관리하고 피크발전 시점에 에너지흐름을 관리하는 그리드 보호계통의 개발이 필요하다.
- 이러한 어려운 점 때문에 중기적(中期的) 관점에서 대용량 기술이 전력형태로 CO2 감축목표를 달성한다는 것은 쉽지 않을 전망이다. 따라서 그 대안을 다음과 같이 제시 한다.
○ 원자력에너지 등 대용량의 전력원(電力源)
- 비 탄소 에너지원이면서 병입에 따른 불이익과 저 효율에 대한 문제를 해결할 수 있는 대용량 기술의 하나로 원자력발전을 들 수 있다.
- 이 백서는 “원자력 선택을 유지한다(KNOO, Keep the Nuclear Option Open)”를 견지하고, 한편으로는 탄소를 줄이는 화력발전(化力發電)의 사용과 조수 간만의 차를 이용한 조력발전(潮力發電) 등을 병행한다는 기조를 가지고 있다.
- KNOO 정책 목표를 달성하는데 취해야 할 사항, 즉 규제당국의 승인, 원자력설치단지에 대한 인프라구축, 기능 및 기술 인력과 관련된 필요 핵심 사안들이 있는데 특히 새로운 건설 프로그램에 필요로 하는 원자력의 기능 인력은 매우 중요하다. Cogent Sector Skills Council 이 국가 인증기관으로서의 역할이 중요하다.
- 규제에 대한 이슈로는 규제평가와 원자로의 입증된 설계를 확인하는데 걸리는 3년의 기간을 잘 극복할 수 있을 것인지에 대한 것이다. 원자로설계 입증 평가는 원자로 기술, 공정 등 지식에 대한 것으로 규제기관에 원자로 기술기능도 활성화 시킬 것이며 향후 원자력을 건설함에 공정단축 등 추가 이득도 올 수 있다.
- 차세대 원자로(Generation-IV)와 같은 국제 협약에 의한 원자력 R&D프로그램에의 적극적인 참여는 영국의 지위를 강화시키고 새로운 원자력기술, 즉 갑진 전문기술과 노하우를 세대 간 기술전수에 기여하고 장기적인 에너지 선택권을 유지하게 하는데 큰 영향을 주게 될 것으로 보인다.
- 최근에 설치된 원자로 설계시리즈인 10여기로부터 발생하는 방사성폐기물이 기존 원전의 폐기물 발생량보다 약 1/10 이하가 되도록(기존 기자재를 20-25%교체) 한다. 현재의 양을 대폭 줄일 수 있는 대책이 마련된다면 이는 신규 원자력발전소에서 발생하는 방사성폐기물까지 수용할 수 있게 될 것으로 보이다.
- 장기적인 관점에서 볼 때 고은원자로(HTR, High Temperature Reactor) 같은 신형원자로 기술은 CO2 비(非) 발생 에너지원으로서 효과적으로 수소를 생산하게 하는 잠재력을 주게 될 것이다.
- 동일 설계의 원자력발전소를 다수기(多數機)로 건설할 경우 기전부하용 전력을 공급하게 하며 카본 발생을 줄여주는 한편 안정적인 전력공급이 가능하기 때문에 원자력발전소 가격을 실질적으로 낮출 수 있게 할 것이다.
○ 조력발전(潮力發電)은 또 다른 CO2 비 발생 대용량 전력원(電力源)
- 조력발전은 또 다른 대용량 전력 원으로서 전면이 바다인 영국 전역에 설치할 수 있는 좋은 조건이고 이산화탄소 발생을 저감할 수 있는 에너지원이다. 조력발전의 경우 일반적으로 알려져 있는 장애요인이 오히려 환경에 유리한 것으로서 개펄이나 해상 터빈에 대한 새로운 타당성조사가 이루어 져야 할 것이다.
- 강력한 토목공사 구조물로서의 조력발전은 적어도 100년 정도는 안정성을 보장하고 지속적으로 에너지 공급이 가능하며 이산화탄소 발생에서 해방되는 에너지원이다. 예를 들면 세벤강(Severn)하단 댐공사로 영국의 전력규모 6%에 해당하는 8640MW의 시설용량을, 그리고 머시강(Mersey)의 하단 댐공사로 0.5%의 전력을 공급할 수 있다. 조력발전의 잠재력은 에너지백서에 잘 인식되어 있고 그 선택의 길은 열려 있다.
○ R&D결과로 CO2 발생을 저감 화하는 화력발전(火力發電)
- 발생하는 이산화탄소를 포획하는 화력발전은 중기간(中期間) 동안 심각하게 고려해 볼 수 있는 세 번째 대용량 에너지 공급원이다. 또한 이 분야에서 이산화탄소 포획에 대한 많은 연구결과가 시현되기도 하며 저장에 대한 분야는 논쟁의 여지를 남겨두고 있지만 한편으로는 성공적인 연구프로젝트도 있다.
- 예를 들면 북미에서 뿐 아니라 북해의 스레피너 과제가 바로 그것으로서 이직은 신뢰성이 갖추어지지는 않았지만 연분성 지층(지하수 포함) 뿐 아니라 북해 바다 밑 폐기름 및 가스 저장소에서의 이산화탄소 저장 가능성에 대한 연구이다. 더욱이 석유복구(EOR, Enhanced Oil Recovery)를 향상시키기 위한 관점에서의 이산화탄소는 이산화탄소의 저장에 대한 가능성 뿐 아니라 포기해 버린 석유개발 투자 환수 금 회수 차원에서도 가능성을 제시하고 있다.
- EOR과 지질학상 CO2 저장 관점에서 체계적인 평가가 과학적이고, 기술적이고, 법률적이며 경제적인 측면에서 이루어 져야 할 것이다. 인프라구축, CO2저장소, 이의 부지선정기준, 가스 누설자료 평가, 지진가능성, 특출한 저장소에 대한 선택, 및 장기적 감시기술 등에 대한 리스크 평가 역시 고려되어야 한다.
○ 공적인 관점에서의 이슈
- 정부는 다양한 에너지 선택사항을 추진해야 하고 몇 해 앞을 내다보는 미래 행정을 펼치고, 실행할 수 있는 선택을 택하여야 한다. 더욱이 정부는 규제가 기술의 차이, 방법의 차이에서 나쁜 영향을 줄 수 있다는 것을 감안하여 RD&D, 인허가 제도, 시장계획에 따라 규제에 대한 영향도 계산에 넣어야한다.
- 따라서 정부는 타당한 에너지 선택이라는 확신을 심어주고 이러한 선택을 추진하기위하여 올바른 정책구조를 가지고 의욕적인 역할을 추진하여야 한다. 이것은 부분적으로 원자력발전, 조력발전 및 해상발전(Offshore Generation) 등 특별한 규제 장애물에 직면하고 있는 것에 역점을 두어야 할 것이다.
- 정부는 적절한 전담조직을 구성하고 이 조직에 전권을 주어야 한다. 이 조직이 에너지 관련사항에 대한 정보공지, 분석, 감시 및 평가의 기능을 하도록 하는 것인데 부처나 청(Department or Agency)이 될 수도 있을 것이다. 이 조직은 평가관리 총괄조직으로서 R&D 활동의 적절한 포트폴리오가 중장기(中長期)를 통하여 영국의 에너지 충족요건을 해결하기 위하여 추진된다는 확신을 주도록 연구개발 기능까지 주어야 한다. 또한 이 조직은 유럽제국 및 국제 대형 R&D과제를 확인하고 효과적으로 참여할 수 있도록 현존의 ‘에너지연구센터(Energy Research Centre)’ 기능보다도 더 강화된 조직이 되어야 한다.
- 과학기술위원회(CST)는 국제과제 특히 유럽과제에 참여함으로써 최대의 결과가 나오도록 하며 에너지 영역에서 정부의 투자결과를 평가할 것을 권고한다.
3. 요약
○ 영국의 전력공급은 대부분 1940대에서 1960년에 걸쳐 전력망과 인프라산업구조에 연동되어 왔다. 에너지 RD&D 예산의 와해, 대용량 전력생산의 중요성대두 등 에너지원의 변화와 기후변화의 시대적 흐름은 근본적인 순리와 새로운 전력망이나 인프라의 변화를 자연스럽게 요구하게 되었다.
○ CST의 권고 및 강조사항
–정부는 산업체에 의해 추진되는 RD&D 투자와 훈련이 향상 될 수 있도록 인센티브 제공을 고려해야 할 것이다. RD&D 분야에서 정부의 투자는 신규 및 재생 연료원, 에너지 관리 및 지능 네트워크(Intelligent network) 개발에 초점을 맞추도록 해야 한다.
–풍력 등 소 용량의 CO2 감축 목표로는 2020년 까지 CO2 감축목표를 달성할 수 없으며 대용량 저(低) CO2 발생 발전의 필요성이 대두되었음을 강조한다. 적합한 기술개발에 원자력 및 조력발전이 포함되어야 한고 이의 선택은 가능한 그리고 조속히 평가, 추진되어야 한다.
- 현재의 규제구조는 에너지 선택과 에너지시장에 부정적인 영향을 주고 있다. 규제 구조와 인허가 조직은 전력시장이 바람직하지 않는 방향으로 왜곡되지 않도록 주기적인 평가가 필요하며 에너지 영역에 대한 평가도 수요공급이 제대로 추진되는지도 확인할 필요가 있다.
- 영국에서의 재생에너지와 저 탄소발생에너지에 대한 계획은 다소 단편적인 면이 있다. 에너지 영역에서 연구비의 조정, 국제프로그램에 참여에 보다 많은 결과가 나오도록 하며 정부투자의 결과를 평가하기 위하여 구조적인 변화가 있어야 한다는 것을 권고한다.
출처 : An Electricity Supply Strategy for the UK (Council for Science and Technology, May 2005)
UN의「기후 변화 정부간 위원회(IPCC : Intergovernmental Panel on Climate Change)」는 지난 2월 2일에 21세기 말에 지구의 평균 기온이 최대 6.4℃ 상승할 것이라는 예측 결과를 발표하였다. 현재의 경제 상태에서 지구 온난화가 진행된다면, 일본을 포함한 동아시아 지역의 기온은 평균 약 3℃ 정도 높아질 것으로 IPCC는 예측하였다. 이번에 발표된 IPCC 보고서를 바탕으로 분야별로 각 연구기관에서 상세한 영향 평가가 이루어질 것이지만, 이미 나온 내용들로 일본에서 일어날 상황들을 정리하였다.
▶ 어 업
독립행정법인 수산종합연구센터는 지구 온난화의 영향을 30년후(단기), 50년후(중기), 100년후(장기)로 나누어 분석하고 있는데, 연어와 복어와 같은 일본인에게 친숙한 어종의 어획량에도 영향이 있을 것으로 보고 있다. 매년 9월에 연어가 처음 잡히는 홋까이도 네무로 어장이 소멸되고, 100년후에는 경제수역 외의 북방 영토까지 이동된다. 번성기가 11월까지인 현재의 찌바현에 있는 어장은 없어지고, 어장이 이와끼까지 북상할 것이다.
한겨울에 제맛을 내는 복어의 어획 지역이 북상한다. 양식이 가능한 수온의 상한은 8월에 29℃이다. 현재 29℃의 등온선은 규슈 남동부에 있지만, 50년후에는 끼이반도(紀伊半島),
100년후에는 간또우까지 북상한다. 현재의 주요 생산지는 양식에 적합하지 않게 되어, 시모사끼(下關)에서 나는 복어를 먹기 어렵게 되지만, 동북지방에서는 복어의 양식이 가능하게
된다. 반대로 해수의 온도가 상승하면 열대성 어종이 일본의 근해에서 잡히게 된다.
▶ 농 작 물
일본에서 생산량이 가장 많은 과일 중 하나인 귤은 연평균기온 15~18℃의 지역에서 재배하기 적합한 작물이다. 현재 규슈(九州) 간또우(關東) 지방의 태평양 연안에서 많이 재배하고 있다. 하지만 향후 10년 동안 0.37℃의 기온이 지속적으로 상승하면, 2010년대에는 재배 적격지가 산인(山陰) 지방을 중심으로 동해 쪽으로 이동한다. 귤 재배에는 햇볕이 잘 드는 연안지역이 좋았지만, 1960년대 이후에는 일본의 동해쪽, 남동북 지방을 제외한 연안 지역에서는 적합하지 않게 되었고, 현재의 주요 산지도 고온이 되어 재배가 어렵게 될것이다.
사과는 연평균기온 6~14℃ 지역에서 재배하기 적합한데, 홋까이도(北海道) 북부와 동부, 서일본의 평야지역을 제외한 지역이 재배에 알맞다. 그러나 1960년대 이후에 동북 지방의 평야지역까지 14℃를 넘어 재배가 곤란해지고, 홋카이도 전역이 재배에 알맞게 된다. 과수연구소는 기온만을 조건으로 추산해 완전하지 않지만, 현재의 주요 생산지가 앞으로 크게 바뀔 가능성이 있다고 밝혔다.
냉랭한 기후에 알맞은 야채재배의 타격도 우려되고 있다. 농림수산성에 따르면, 온난화는 토마토의 당도를 떨어뜨리고, 피망의 열매가 잘 맺지 못하도록 한다. 주식인 쌀도 여름 고온으로 품질이 저하되며, 병충해 발생도 우려된다. 차도 생육이나 수확량, 품질이 악화될 수 있다.
▶ 생 태 계
빙하나 대륙의 얼음이 녹아 유출되면 해수면이 상승할 것으로 예측되고 있다. 일본 환경성에 따르면, 해면이 1m 상승하면 일본 전국의 모래사장 90%가 소실되고, 철새 도래지가 되는 간만이 없어지게 되어 철새에 대한 영향이 우려되고 있다.
또한 삼림종합연구소는 이대로 지구 온난화가 진행되면 일본의 대표적인 낙엽 활엽수인 너도밤나무 생육지에 적합한 토지가 21세기말에는 일본 전국에서 90% 이상 감소할 것으로 추산하였다. 너도밤나무는 현재 일본 삼림 면적의 10% 이상을 차지하고 있으며, 수자원이나 야생 생물의 생식지로서 중요하다. 온난화로 인해 홋까이도에는 생육에 알맞은 지역이 넓어지지만, 일본 혼슈에서는 그 지역이 대폭적으로 감소하여 다른 야생생물에 대한 영향이 우려된다.
▶ 건 강
국립감염증연구소에 따르면, 더운 여름이었던 1994년에 돼지를 대상으로 일본뇌염바이러스를 조사했는데, 조사대상의 80% 이상이 걸려 있던 지역은 간또우(關東)에서 규슈(九州)까지 광범위하게 퍼져있었다. 그러나, 차가운 여름이었던 1993년에는 규슈(九州)와 시고꾸(四國) 지역에 한정되었다.
국립환경연구소는 일본 전국에서 하루의 최고기온, 평균기온과 열사병의 관계를 조사했는데, 최고기온이 30℃ 전후가 되면 환자가 발생하기 시작하고, 33℃를 넘으면 환자수가 급격하게 증가한다. 그리고 기상청의「이상기상 리포트 2005」에 따르면, 금세기말에는 최고기온이 30℃ 이상이 되는 연간일수가 홋까이도(北海道)와 도호꾸(東北), 혼슈(本州) 산간지역에서는 5일 이하로만 증가하지만, 간또우(關東)와 긴끼(近畿)의 서해안지역에서는 약 15일, 규슈(九州) 남부와 남서 섬지역에서는 25일 이상 증가한다.
-이익환 사장님 블로그에서- 2008.11.4 http://blog.kosen21.org/blog/bin/blog/index.jsp?postBlogID=ikhlee12
'원자력 이야기' 카테고리의 다른 글
| 원자력은 대표적인 녹색 산업 (0) | 2008.11.17 |
|---|---|
| 전원별 판매 단가(원자력 39.4원) (0) | 2008.11.17 |
| 고준위 방사성 폐기물 처리 수면 위로 (0) | 2008.10.23 |
| 해수 담수화 겸용 스마트 원자로 사장 위기 (0) | 2008.08.08 |
| 원전 건설 계획(2016년 까지-8기 건설. 2016-2030년: 10기 추가 건설) (0) | 2008.08.08 |