[에너지진짜뉴스 Q&A 특별판] #원전은_기후위기의_대안이_아니다

#원전은_기후위기의_대안이_아니다 #에너지진짜뉴스 Q&A 특별판

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최근 기후위기가 가속화되면서, 지구 온도 1.5도 상승을 막고 2050 탄소중립 목표를 달성하기 위한 논의가 활발해지고 있습니다. 

이 과정에서 원자력 발전이 기후위기의 대안이자 2050 탄소 중립을 달성하기 위해 필요한 발전원이라는 주장이 나오고 있는데요. 

그러나, 원자력 발전은 기후위기의 대안이 아닙니다. 원자력 발전은 위험하고 지속가능성이 낮아, 전환이 필요한 발전원 중 하나입니다. 

#에너지진짜뉴스 #원전은_기후위기의_대안이_아니다 에서는 원자력발전이 왜 기후위기의 대안이 될 수 없는지 자세히 살펴보고, 가짜뉴스를 바로잡고자 합니다.

#목차

#1. 원자력발전은 온실가스를 배출하지 않는 청정 에너지원인가요?

#2. 원전은 온실가스의 '기회비용 배출'을 발생시킨다던데요?

#3. 2050 탄소중립을 위해서는 원전보다 재생에너지가 더 효과적인가요?

#4. 원전은 재생에너지에 비해 경제성이 낮아질 전망이라던데요?

#5. 우리나라 원전 발전 단가가 점점 비싸진다고요?

#6. 재생에너지가 확대되면 오히려 원전을 줄여야한다던데요?

#7. 해외의 재생에너지 확대 정책은 어떠한가요?

#8. 기후위기로 인해 해수온도가 상승하면, 원전은 괜찮은가요?

#9. 해양생물 때문에 원전이 멈췄다고요?

#10. 원전에서 나오는 온배수가 기후위기를 부추길 수 있다고요?

#11. 기후위기로 인해 늘어나는 기상이변, 원전은 안전한가요?

#12. 우리나라는 원전 밀집도가 매우 높다던데요?

#13. 원전에서 핵쓰레기가 나온다고요?

#14. 고준위 핵폐기물은 얼마나 위험한가요?

#15. 유럽연합(EU)도 원자력을 녹색 산업에서 제외했다던데요?

#16. 후쿠시마 핵사고는 어떻게 발생한 건가요?

#17. 일본 정부가 바다에 버리려는 방사성 오염수란 무엇인가요?

#18. 왜 일본은 후쿠시마 방사성 오염수를 바다에 방류하려는 건가요?

#19. 후쿠시마에 사는 아이들에게 갑상선암이?

#20. SMR은 기존 원전과 똑같다던데요?

#21. 재생에너지가 늘어나면 SMR은 경쟁력이 없다던데요?

#22. 핵융합 기술로는 2050 탄소중립을 이룰 수 없다고요?

#23. 핵융합 발전이 상용화 되어도, 경쟁력이 있나요?

#24. 파이로 프로세싱 기술로 핵폐기물을 줄일 수 있나요?

#25. 파이로 프로세싱 기술은 매우 비싸고 위험하다던데요?

Q. 원자력발전은 온실가스를 배출하지 않는 청정 에너지원인가요? (#1)

A. NO!

그렇지 않습니다. 원자력 발전의 연료인 우라늄 채굴과 농축, 가공의 단계부터 원전 건설과 운영, 해체 그리고 핵폐기물의 보관, 운반, 처리 등 전 과정에 걸쳐 온실가스가 배출됩니다. 한 연구에 따르면 원전의 건설, 운영, 해체 등 다양한 경로를 통해 원전은 100년 동안 78~178g-CO2eq/kWh의 온실가스를 배출합니다.* 

출처 : <100% Clean, Renewable Energy and Storage for Everything>, 마크 Z. 제이콥슨

Q. 원전은 온실가스의 '기회비용 배출'을 발생시킨다던데요? (#2)

A. YES!

그렇습니다. 온실가스의 '기회비용 배출'이란, 원전을 건설하고 운영하는 데 걸리는 기간이 10~19년으로 매우 길어 이 기간 동안 재생에너지와 같은 다른 발전원을 통해 온실가스를 저감할 수 있는 기회를 잃게 된다는 의미인데요. 원전 대신 재생에너지로 발전할 경우 64~102g-CO2eq/kWh의 온실가스를 절감할 수 있어, 이는 원전의 '기회비용 배출'이 됩니다. 

출처 : <100% Clean, Renewable Energy and Storage for Everything>, 마크 Z. 제이콥슨

Q. 2050 탄소중립을 위해서는 원전보다 재생에너지가 더 효과적인가요?(#3)

A. YES! 

발전부문에서 원전보다 재생에너지가 탄소 배출을 저감하는 데에 효과적입니다. 올해 <네이처 에너지>에 발표된 영국 서섹스대와 독일 국제경영대학원(ISM)의 연구에 따르면, 재생에너지 발전 증가의 온실가스 감축 효과는 원전에 비해 7배나 강력합니다. 이는 탄소 배출원을 효과적으로 줄이기 위해서는 원전보다 재생에너지를 확대해야 한다는 의미입니다.

Q. 원전은 재생에너지에 비해 경제성이 낮아질 전망이라던데요?(#4)

A. YES!

그렇습니다. 전 세계적으로 원전의 발전 비용은 점차 높아지는 반면 재생에너지 발전 비용은 하락할 것으로 예측되는데요. 국제에너지기구(IEA)는 미국, EU, 중국, 인도의 2040년 원전 LCOE*($/MWh)가 재생에너지 LCOE ($/MWh)보다 높을 것으로 전망했습니다.** 또, 일본 경제산업성은 2030년 시점 가장 저렴한 발전원을 원자력에서 태양광으로 변경하기도 했습니다.(2021년 7월) 

*LCOE : 균등화발전비용. 발전소의 설계, 건설, 운영, 자금조달, 폐기에 이르기까지 전 비용을 총발전량으로 나눈 발전원가를 뜻함. 

**출처 :  IEA, World Energy Outlook 2020

Q. 우리나라 원전 발전 단가가 점점 비싸진다고요? (#5)

A. YES!

원전의 발전 단가는 앞으로도 점점 상승할 것으로 전망됩니다. 한국전력거래소 연구에 따르면, 2017년에 비해 2030년의 원전 균등화발전단가(LCOE)*가 약 12.6% 더 비싸질 것으로 나타났습니다(APR 1400, 이용률 80% 기준). ** 

*균등화발전단가(LCOE) : 발전소의 설계, 건설, 운영, 자금조달, 폐기에 이르기까지 전 비용을 총발전량으로 나눈 발전원가를 뜻함. 

**출처 : 한국전력거래소, 발전원별 균등화 발전원가 산정에 관한 연구, 2018

Q. 재생에너지가 확대되면 오히려 원전을 줄여야한다던데요?(#6)

A. YES!

재생에너지가 확대되면 출력변동에 따라 유연한 전력 공급조절이 필요합니다. 재생에너지의 전기 생산량에 따라 기존 발전소들의 출력을 줄이거나 늘려야 하는데요. 하지만 원전은 수시로 출력을 조절하기 어려운 '경직성 전원'이라는 한계가 있습니다. 또, 기후변화로 인해 원전의 불시정지가 빈번해지는 것도 문제입니다. 따라서 재생에너지 확대와 안정적인 전력수급을 위해서는 원전은 줄여나가야 합니다.

Q. 해외의 재생에너지 확대 정책은 어떠한가요?(#7)

A. 유럽연합(EU)는 2030년 재생에너지원 사용 비중 목표를 40%로 확대하였습니다.* 그 중에서도 독일은 2022년까지 원전의 가동을 전면 중단하고, 2030년까지 전체 전력 수요의 65%를 재생에너지로 공급할 계획입니다. 

이외에도, 스위스는 2018년 발표한 '에너지전략 2050'을 통해 2034년까지 5기의 원전을 모두 폐쇄하고 신규원전 건설을 금지하며, 2035년까지 재생에너지 발전량을 11,400GWh로 확대하겠다고 밝혔습니다. 

*출처 : Fit for 55(2030년까지 탄소배출량을 1990년 수준 대비 55% 감축하기 위한 입법안 패키지, 2021.07.14 발표)

Q. 기후위기로 인해 해수온도가 상승하면, 원전은 괜찮은가요?(#8)

A. 기후위기로 인한 해수 온도 상승은 원전의 안전에 영향을 미칩니다. 2018년 기록적 폭염으로 프랑스에서는 냉각수로 사용하는 강물 온도가 지나치게 상승하는 것을 피하기 위해 페센하임 원전 4기를 가동중단 시켰습니다. 핀란드 로비사 원전도 냉각수로 사용하는 발트해 수온 상승으로 원자로 출력을 낮췄습니다. 우리 원전도 폭염이나 이상 기후현상으로 해수온도가 기준보다 상승할 경우 출력을 줄이거나 가동을 정지해야 하는 문제가 발생할 수 있습니다.

Q. 해양생물 때문에 원전이 멈췄다고요?(#9)

A. YES!

해양 생물 '살파' 때문에 두 차례나 한울 1•2호기의 가동이 중단되었습니다.(2021.3.22, 4.6) 살파가 원전의 취수구에 대량 유입되었기 때문인데요. 살파는 독도 주변과 남해에 서식하는 대형 플랑크톤의 일종으로, 해수온도가 높아질수록 더 쉽게 나타납니다. 기후위기로 인한 해수온도 상승이 심화될수록 살파와 같은 해양생물이 유입할 위험이 더욱 커질 것으로 예상됩니다.

Q. 원전에서 나오는 온배수가 기후위기를 부추길 수 있다고요?(#10)

A. YES!

원자력발전소는 우라늄을 핵분열시켜 발생한 열량의 1/3만 사용하고, 나머지 2/3 열량은 냉각과정으로 바다로 버려집니다. 이때 원전 1기는 초당 50~70톤의 바닷물을 사용해 원자로에서 발생한 열을 식히고, 7~9℃ 데워진 온배수를 바다에 배출합니다. 과학자들은 이렇게 버려지는 온배수가 해양생태계를 파괴할 뿐 아니라 바닷물에 녹아있는 이산화탄소를 대기 중에 방출시켜 지구온난화에도 악영향을 줄 수 있다고 경고합니다.

Q. 기후위기로 인해 늘어나는 기상이변, 원전은 안전한가요?(#11)

A. NO!

우리나라 원전은 태풍, 홍수 등의 자연재해로부터 안전하지 않습니다. 지난 2020년에는 태풍 마이삭(20.9.3), 하이선(20.9.7)으로 고리와 월성원전 8기가 일제히 가동정지되는 사고가 발생했습니다. 신고리 3•4호기에서는 침수사고가 발생했는데요. 2020년 7월 23일 내린 비 때문에 송전 설비 두 곳이 물에 잠기는 사고가 발생했고, 신고리 3호기 일부 시설에서는 격납 건물 콘크리트벽에 공극(구멍) 두 곳이 발견되었습니다.

Q. 우리나라는 원전 밀집도가 매우 높다던데요?(#12)

A. YES!

우리나라는 원전 밀집도가 매우 높으며 그 중에서도 9기의 원자로(신고리 5,6호기 포함)가 있는 고리 원전 단지의 원전 밀집도는 세계 1위입니다. 뿐만 아니라, 고리 원전 반경 30km 내 거주하는 인구는 340만 명으로 인구 밀집도도 매우 높습니다.* 그러나 원전은 사고의 위험, 방사성 물질, 핵폐기물 문제 등으로 인해 주민 수용성이 낮을 수밖에 없습니다. 

*방사선비상계획구역 : 원전의 방사능 유출 사고에 대비해 주민 보호대책을 마련하기 위해 설정하는 구간으로, 원전 반경 30km에 해당함.

Q. 원전에서 핵쓰레기가 나온다고요?(#13)

A. YES!

원자력 발전소에서 전기를 만들기 위해 우라늄 연료를 태우고 나면 엄청난 열과 방사능을 내뿜는 핵쓰레기인 핵폐기물이 나옵니다. 핵폐기물은 내뿜는 방사선 세기에 따라 고준위, 중저준위로 나뉘는데요. 고준위 핵폐기물은 방사능이 사라질 때까지 10만년 이상 보관해야 하는 물질이며, 사용후핵연료라고도 부릅니다.

Q. 고준위 핵폐기물은 얼마나 위험한가요?(#14)

A. 고준위핵폐기물은 1g만으로 수 천 명을 죽일 수 있을 만큼 독성이 강합니다. 또, 방금 핵발전을 마친 사용후핵연료 1m 앞에 사람이 서 있다면 10여초, 길어야 20초면 바로 사망에 이를 수 있습니다. 하지만 인류는 이 위험한 핵쓰레기를 안전하게 처분할 방법을 아직 찾지 못했습니다.

Q. 유럽연합(EU)도 원자력을 녹색 산업에서 제외했다던데요?(#15)

A. YES!

그렇습니다. 유럽연합(EU)의 경우 녹색산업 분류체계에 원자력을 포함시키지 않고 있습니다. EU 녹색산업 분류체계(EU Taxonomy)란, 환경적으로 지속가능한 경제활동을 판별하기 위한 분류 체계를 의미하는데요. EU는 원전이 녹색산업 분류체계 기준 중 '다른 환경 목표에 중대한 피해를 미치지 않는지(do no significant harm)'의 여부에 부합하는지 면밀하게 검토할 필요가 있다고 보았습니다.

Q. 후쿠시마 핵사고는 어떻게 발생한 건가요?(#16)

A. 2011년 3월 11일, 지진으로 인한 해일이 후쿠시마 핵발전소를 덮치면서 정전이 일어나 원자로 냉각기능이 상실되었습니다. 냉각이 되지않아 후쿠시마 제 1, 2, 3 원자력 발전소의 핵연료가 녹아내리면서 수소폭발이 일어나 엄청난 양의 방사성 물질들이 뿜어져 나와 광범위한 지역이 오염되었습니다.

Q. 일본 정부가 바다에 버리려는 방사성 오염수란 무엇인가요?(#17)

A. 2011년 후쿠시마 원전 사고 이후, 녹아내린 핵연료를 식히기 위해 원자로에 주입되는 냉각수+유입되는 빗물+ 지하수+녹아내린 핵연료가 만나 만들어진 고농도 방사성 물질에 오염된 물입니다. 다핵종제거설비(ALPS)를 통해 오염수의 방사성 물질을 정화처리한 뒤, 원전 부지내 저장탱크에 약 126만㎥ 보관중입니다. (*2021.5 기준)

Q. 왜 일본은 후쿠시마 방사성 오염수를 바다에 방류하려는 건가요?(#18)

A. 일본은 후쿠시마 사고 이후 녹아내린 핵연료를 식히기 위해 매일 냉각수를 주입하고 있습니다. 냉각수 투입으로 계속 발생하는 방사성 오염수를 일본 정부는 현재 저장 탱크에 담아 후쿠시마 원자력 발전소 부지에 보관 중인데, 이를 더 이상 보관할 장소가 없다는 이유로 해양에 방류하려는 것입니다.

Q. 후쿠시마에 사는 아이들에게 갑상선암이?(#19)

A. 2021년 3월까지의 후쿠시마 지역 주민 갑상선 검사 결과, 후쿠시마 원전 사고 당시 18세 미만의 소아갑상선암은 260명이 되었습니다.* 적어도 1만명 중 6명이 갑상선암의 수술을 받은 것으로 추정됩니다. 소아갑상선암은 평균적으로 100만 명당 2∼3명으로 알려져있습니다. 후쿠시마 핵사고의 피폭으로 인한 영향을 부인할 수 없습니다. 

*출처 : 후쿠시마현 현민 건강조사 검토위원회, 2021

Q. SMR은 기존 원전과 똑같다던데요?(#20)

A. YES!

SMR은 크기만 작아진 핵발전소에 불과합니다. 다수호기, 핵폐기물 문제 등은 기존 원전과 동일하게 발생합니다. 비용이나 부지 확보, 지역 수용성 측면에서도 같은 문제가 발생합니다. 즉, SMR은 안전성이나 경제성, 수용성의 측면에서 전혀 경쟁력이 없습니다.

Q. 재생에너지가 늘어나면 SMR은 경쟁력이 없다던데요?(#21)

A. YES!

기후위기 해결과 2050 탄소중립을 실현하기 위해 재생에너지가 늘어나고 있는데요.재생에너지가 늘어남에 따라 유연한 출력 조절이 필요하지만, 원전은 경직성 전원이기 때문에 계통 안정성을 확보하기 어렵습니다. 재생에너지 발전 단가가 점차 저렴해지면서 비용 측면에서도 경쟁력을 잃고 있습니다. 실제로, 영국과 미국 캘리포니아에서는 재생에너지가 증가함에 따라 원전의 출력을 저감하거나 조기 폐쇄를 진행하고 있습니다.

Q. 핵융합 기술로는 2050 탄소중립을 이룰 수 없다고요?(#22)

A. YES!

국가핵융합연구소는 2050년대에야 국내 핵융합 발전이 상용화 될 것으로 예상하고 있습니다. ITER(국제핵융합실험로)에 투자하고 있는 유럽연합은 2070~ 80년대에도 실제 상용화되기 어려울 것이라고 보고 있습니다. 현재 기술 개발 및 상용화가 불투명한 핵융합 기술은 2050 탄소중립의 대안이 될 수 없습니다.

Q. 핵융합 발전이 상용화 되어도, 경쟁력이 있나요?(#23)

A. NO!

핵융합 발전이 상용화되어도, 계통 안정성과 경제성의 측면에서 경쟁력이 없습니다. 재생에너지가 증가함에 따라 유연한 출력 조절이 필요하지만 핵융합 발전은 이에 적합하지 않습니다. 또, 지속적으로 하락하고 있는 재생에너지 발전단가와 비교했을 때 가격 경쟁력이 없습니다.  

1.6GW 핵융합로 건설비용(추정) : 9조원*

균등화발전비용(LCOE) : kWh당 약 180원(추정)*

*출처 – Approximation of the economy of fusion energy, 2018

Q. 파이로 프로세싱 기술로 핵폐기물을 줄일 수 있나요?(#24)

A. NO!

파이로 프로세싱과 소듐냉각고속로를 활용하면 사용후핵연료의 양을 1/20로 줄이고, 독성도 1/1000로 낮출 수 있다는 주장이 있습니다. 그러나, 프리오 프로세싱은 다양한 종류의 고준위 핵폐기물을 발생(2015년 미국 국립연구소 보고서)시키며 그 양은 사용후핵연료보다 더 많을 수 있습니다. 또, 파이로프로세싱을 통해서는 중수로 원전에서 발생하는 약 12,000톤의 사용후핵연료는 처리할 수 없습니다.

Q. 파이로 프로세싱 기술은 매우 비싸고 위험하다던데요?(#25)

A. YES!

아직 상용화되지 않은 기술인 파이로 프로세싱은 재처리 비용, 재처리공장 건설•운영비 등이 비싸 경제성이 떨어집니다. 특히, 파이로 프로세싱을 통해 얻은 핵연료를 재사용하기 위해  필요한 고속증식로의 건설•운영비가 매우 비싸고 안전성도 낮습니다.(일본의 고속로 ‘몬주’, 6조 원의 건설비용과 사고 때문에 2016년 폐로)

또, 사고 발생 시 스트론튬, 플루토늄과 같은 방사성 물질이 누출될 수 있고, 재처리 과정에서 작업자들이 고농도 방사성 물질에 피폭될 위험이 있습니다. 

일본 재처리 비용 : 사용후핵연료 3만 2천 톤 -> 154조 원   

국내 재처리 비용 : 사용후핵연료 7,763톤(2015년, 중수로 기준) -> 약 37.3조 원

참고) 파이로프로세싱과 고속로개발의 허구성, 장정욱, 2021

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