검색

원자력 에너지

원자력 에너지

가. 원자력 에너지

  • 원자력발전은 부존자원이 빈약하고 에너지 소비가 많은 우리나라 현실에서 국가 에너지정책의 중요한 역할을 담당하는 에너지원임. 지난 30여년간 값싸고 질 좋은 전력을 안정적으로 공급하는 등 산업의 원동력으로서 경제성장을 뒷받침해왔음
  • 앞으로도 오랜 기간 원자력발전에 의존하지 않을 수 없으며, 신재생에너지와 더불어 기후변화협약에 따른 이산화탄소 배출감축 압력에 대응할 수 있는 대체에너지의 하나임
  • 한편 발전과 더불어 원자력을 구성하는 또 다른 한 축인 방사선 및 방사성동위원소 이용 분야는 원자력발전보다 개발 역사가 더 길고 의료분야에서 첨단기술까지 광범위하게 응용되고 있는 현대사회의 필수적인 과학기술의 하나임

나. 원자력 에너지의 구분

  • 원자력에너지는 원자력발전, 방사선 및 방사성동위원소, 핵무기 등 3가지 이용 분야가 있음
  • 방사선 및 방사성동위원소: 1895년 뢴트겐의 X선 발견 이후 방사선은 질병의 진단 및 치료 등 핵의학분야를 비롯하여 공업, 조사분석, 농업 등 여러 분야에서 중요한 역할을 하고 있음
  • 핵무기: 1945년 8월 6일, 9일 미국이 일본 히로시마, 나가사키에 핵무기를 투하함으로써 태평양전쟁을 종결지음. 이후 핵무기는 냉전을 거치면서 세상을 지배하는 힘으로 등장함. 현재 미국, 러시아, 영국, 프랑스, 중국, 인도, 파키스탄, 이스라엘 등에서 핵무기를 보유하고 있음. 북한도 2006년 10월 9일 최초의 핵실험을 실시함
  • 원자력발전: 1942년 엔리코 페르미가 ‘시카고 파일-1’이라는 원자로로 핵분열 연쇄반응에 성공한 이후 제어가능한 핵분열의 길을 열었음. 미국, 러시아, 영국, 캐나다 등에서 독자적인 원자로를 개발하여 2018년 1월 현재 31개국에서 443기의 원전을 가동하여 세계전력수요의 약 11%를 공급하고 있음(IAEA 2018년 집계)

다. 원자력 발전의 역사

  • 1945년 8월, 원자폭탄이라는 형태로 핵분열에너지가 세상에 등장한 이후 1953년 미국의 아이젠하워 대통령의 ‘원자력의 평화적 이용’(Atoms for Peace) 제안과 1954년 국제원자력기구(IAEA) 창설로 원자력의 군사적 이용과는 별도로 원자력발전을 비롯한 방사선 및 방사성동위원소 이용의 길을 선택할 수 있게 되었음
  • 1942년 엔리코 페르미가 미국 시카고대학에서 세계 최초의 핵분열 연쇄반응에 성공하여 핵분열을 제어할 수 있는 원자로 이용의 길을 열었음
  • 미국에서는 잠수함의 추진 동력으로 개발한 가압경수로(PWR)를 기반으로 시핑포트(Shippingport)에 최초의 원자력발전소를 건설, 1975년부터 전기출력 60MW의 발전용 원자로 가동을 시작하였음
  • 영국은 플루토늄 생산 및 전력생산이라는 2가지 목적을 가진 가스냉각 흑연감속로를 개발, 콜더홀(Calder Hall, 40MW)에 건설하여 1956년부터 운전을 개시한 후 가스냉각로 개발에 집중하였음
  • 캐나다는 압력관식 중수냉각로, 이른바 CANDU로를 개발하여 1971년에 실증로 피커링 원자력발전소(514MW) 운영에 들어간 이후, 이 노형의 종주국이 되었음
  • 구소련은 흑연감속 경수냉각로(RBMK)를 개발하여 본격적인 발전에 들어가고 1970년대에 들어와서는 독자적인 노형인 가압경수로(VVER)를 개발하였음

라. 우리나라 원자력 발전의 특징

  • 원자력발전은 수요전력의 30% 정도를 공급하고 있음. 취약한 우리나라 에너지수급 구조를 보완하는 중요한 에너지원임
  • 현재 발전단가가 가장 저렴함. 2017년 기준 kWh당 원자력 67.9원, 석탄화력 73.9원, LNG 99.4원, 신재생에너지 186.7원임. 원자력의 경우 연구개발 비용, 폐기물 처리비용, 폐로 비용 등이 발전단가에 이미 포함되어 있음
  • 원자력 연료인 우라늄은 세계에 고르게 분포되어 있어 공급 안정성과 가격 안정성이 높음. 세계 우라늄 확인매장량은 약 240년 이상 사용 가능함
  • 우라늄 1g이 완전히 핵분열하였을 때 나오는 에너지는 석탄 3톤, 석유 9드럼이 탈 때 나오는 에너지와 같음. U-235 1g이 핵분열하여 발생하는 전력량은 23,260kWh임. 100만kW급 발전소를 1년간 운전하려면 석유 150만톤이 필요하지만 우라늄은 20톤이면 가능함. 원자력발전은 우라늄을 한 번 장전하면 12~18개월간 연료교체가 필요없기 때문에 그만큼 연료 비축효과 있음
  • 화석연료에 비해 이산화탄소 발생량이 아주 적은 환경친화적 에너지임
발전원별 이산화탄소 배출량(단위: g/kWh)
석탄,석유,천연가스,원자력 이산화탄소 배출량 테이블
석탄 석유 천연가스 원자력
991g/kWh 782g/kWh 549g/kWh 10g/kWh

자료: 국제원자력기구(IAEA)

상단으로