[현지르포] 월성원전 1호기 계속운전을 둘러싼 논란 : 월간조선

2014년 12월 11일, KTX 신경주역에서 승용차로 1시간가량 달리니 경북 경주시 양남면에 위치한 신라 문무왕의 수중릉(水中陵) 대왕암(大王岩·사적 제158호)이 눈에 들어왔다. 해안을 끼고 산자락을 돌아 500m를 더 달리자, 국내 최초의 중·저준위 방사성 폐기물 처분시설인 경주 방폐장이 모습을 드러냈고, 이어 월성 1호기를 가동하는 한국수력원자력(한수원) 월성원자력본부 정문이 나타났다. 1983년 4월 상업운전을 시작한 월성 1호기 원전(설비용량 67만9000kW)은 국내에서는 유일하게 가압중수형 원자로(CANDU)를 사용하고 있다.

월성 1호기는 2014년 10월 초 총리실 직속 원자력안전위원회(원안위)에서 본격 심의를 시작한 이래 계속운전 여부를 놓고 현재까지도 찬반 논쟁이 뜨겁다. 월성원자력본부 홍보관 앞에는 일부 환경단체들이 천막을 치고 완전 폐쇄를 주장하고 있었고, 지역주민들은 지역 지원 사업을 늘려야만 재가동을 할 수 있다고 요구하고 있는 상태다.

일부 환경단체들은 부산시 기장에 있는 고리원전 1호기와 경북 경주에 있는 월성원전 1호기를 ‘노후 원전’으로 규정하고, “안전하지 않다”며 폐쇄를 주장해 왔다. 이 중 고리 1호기는 2007년에 설계수명이 만료돼 원안위로부터 계속운전 승인을 받아 오는 2017년까지 추가로 더 가동하게 됐다.

월성원자력본부 전경. 맨 왼쪽이 계속운전 대상인 월성 1호기다.

월성 1호기도 2012년 11월 설계수명이 만료돼 가동을 중단했으며, 한수원은 원안위에 10년간 계속운전을 신청한 상태다. 한수원은 노후 원전이라고 규정지을 기준이 없는 데다, 노후 원전으로 지목되고 있는 고리 1호기와 월성 1호기는 단순히 건설한 지 30년이 넘었을 뿐, 핵심 안전설비들을 모두 교체해 어느 원전보다도 ‘젊은 원전’이라고 주장하고 있다.

이에 대해 노후 원전의 폐쇄를 주장하는 사람들은 사실상 설계수명의 ‘숫자’만을 붙들고 폐쇄를 주장하고 있는 상황이다. 고리 1호기와 월성 1호기는 둘 다 30년의 설계수명을 넘겨 37년째 사용하고 있다거나, 30년을 이미 사용한 원전으로 그동안 고장이 잦았다는 것이다. 특히 고리 1호기가 위치한 지역에선 현재 6기의 원전을 가동 중이고, 2기가 건설 중인 원전 밀집 지역으로 만에 하나 사고가 발생하면 엄청난 재앙(災殃)이 발생할 수 있다고 주장한다.

특히 이들이 방사능에 대해 느끼는 공포는 거의 본능적이다. 인간이 만든 다른 어떤 기기, 기계보다 원전의 안전성이 높음에도 불구하고 원전 사고의 확률이 ‘제로’가 아닌 이상 이 공포를 잠재우는 것은 불가능한 것처럼 보인다.

고리 1호기는 안전성 검증 거친 뒤 계속운전

월성 1호기 전경.

원전 전문가들은 월성 1호기의 안전성을 검토하기 위해선 우선 ‘운영허가 기간’을 따져 봐야 한다고 말한다. 원전의 운영허가 기간이 종료됐다고 해서 안전성이 갑자기 위협받는 것은 아니라는 것이다. 운영허가 기간은 원전 설비가 문제없이 가동되는 ‘기술적 유효기간’이 아니라 ‘행정적 관점’에서 정한 것이기 때문이다.

참고로, 미국 원자력규제위원회(NRC)는 독점적 사업권을 최소화하려는 법무부 입장과 원전을 장기간 가동해 이익을 얻으려는 원전 사업자 간에 타협한 결과, 최초 운영기간을 40년으로 정했다. 이 기간 종료 후 추가로 20년씩 계속운전을 하도록 허가해 주고 있다. 물론 우리나라 월성 1호기의 경우, 30년 운영허가 기간(다른 원전은 40~60년)이 만료되면, 10년 단위로 계속운전 여부를 심사하도록 하고 있다.

한수원은 2007년 고리 1호기에 대해 10년간의 계속운전을 승인받는 과정에서 대부분의 설비를 교체하는 등 안전성을 대폭 강화했다. 저압터빈과 증기발생기, 주 발전기 교체 및 피동촉매형 수소제거기 신규 설치 등 주요 설비에 대한 개선을 지속적으로 해 왔다. 또한 미국의 운영허가 갱신제도 규정뿐 아니라 영국·캐나다 등이 적용하고 있는 국제원자력기구(IAEA)의 기준도 적용해 안전성 평가를 수행했다고 한다. 그 결과, 정부 심사와 IAEA 검증을 거쳐 계속운전을 승인받았던 것이다.

서경석 월성원자력본부 홍보기술차장은 “노후 원전이라 고장정지가 잦다고 하지만 전체 고장정지 가운데 대부분은 원전운영 기술력이 부족한 가동 초기에 발생했다”면서 “실제로 원전이 나이를 먹어 갈수록 다른 어떤 원전보다도 더 안정적인 가동상태를 보이고 있다”고 했다.

고리 1호기의 경우, 1978년 처음으로 상업운전을 시작한 이래 지금까지 총 130건의 고장이 발생했지만, 이 중 79건(61%)은 원전운영 기술력이 부족했던 초기 10년간 발생한 것이었다. 수명이 연장된 2007년 12월 이후에는 단 5건의 고장만 발생해 이 기간 중 국내 전체 원전 고장건수 80건의 6%를 차지하는 데 그쳤다. 그럼에도 설계수명이 지났다는 이유로 고리 1호기를 폐쇄하라는 일부 주장은 설계수명에 대한 이해 부족에서 비롯됐다는 게 한수원 측의 주장이다.

미국은 최대 60년 연장 가동

계속운전은 세계적인 추세다. 실제로 미국에서는 운영기간이 40년 넘은 원전이 많고, 최대 60년까지 계속운전을 하도록 승인된 원전이 현재 70기를 넘고 있다. 설계수명이라는 것은 최초로 원전이 지어진 미국에서 만든 용어로, 투자비 회수기간을 고려한 개념이다. 즉, 설계수명은 원전 설계 시 경제성 등을 고려해 설정한 ‘최초 운영허가 기간’의 의미로, 원전의 안전성과 성능기준을 만족하면서 운전 가능한 ‘최소한’의 기간을 말하는 것이다.

전 세계에서 운영되는 총 435기 원전의 평균 가동연수는 28년이다. 총 104기를 운전 중인 미국 원전의 평균 가동연수는 34년이다. 캐나다 원전의 평균 가동연수는 30년, 프랑스 29년, 러시아는 30년이고, 우리나라 원전 23기의 평균 가동연수는 18년이다.

서경석 차장은 “이를 사람의 수명에 빗대어 수명이 끝났으니 폐로(閉爐)해야 한다거나 계속운전을 두고 인공호흡기에 의존해 겨우 생명을 이어 간다는 식으로 주장하는 것은 논리적 비약이며, 과학적 오류”라고 지적했다.

원전의 운영허가 기간에 대해서는 국가별로 기준도 다르고 이해관계에 따라 견해차가 워낙 크기 때문이다. 프랑스는 10년마다 운영허가를 갱신한다. 미국은 1954년 최초 운영허가 기간을 40년으로 정했으며, 현재 운영허가 기간을 60년까지 연장하고 있다. 일본의 경우 10년씩 연장하고 있다.

예컨대, 고리원전 1호기와 미국 위스콘신 주의 키와니(Kewaunee) 원전은 1970년대에 4년 차이로 운영을 시작한 ‘자매 발전소’다. 고리원전 1호기와 키와니 원전은 원자로 형식과 설계내용이 모두 동일하지만, 설계수명과 계속운전 허가기간에 있어서는 상당한 차이를 보이고 있다.

즉, 고리원전 1호기는 설계수명 30년에 추가로 10년의 계속운전 허가를 받아 40년을 운영하도록 되어 있다. 반면 키와니 원전은 처음 건설 당시부터 설계수명 40년을 받은 뒤 추가로 20년의 인·허가 갱신으로 60년을 운영하게 된다. ‘자매 발전소’인데도 국가가 달라 운영기간이 이처럼 달라지는 것이다.

한수원 홍보실 최교서 팀장은 “특히 최근 과학기술의 발달에 따라 원전 운영 허가기간을 재평가한 결과, 설계 당시에 충분한 여유도를 부여했다는 점과 정비·운영 기술의 발달로 인해 운영허가 기간 이후에도 충분히 안전성 확보가 가능하다”면서 “특히 최근에 건설되고 있는 원전과 아랍에미리트(UAE)에 수출한 원전의 경우에는 운영허가 기간이 모두 60년씩으로 되어 있다”고 했다.

9000여 건의 후쿠시마 후속 조치 단행

월성 1호기 주제어실에서 기기시험을 하고 있는 원자로 조종사(Reactor Operater).

한수원은 후쿠시마 원전사고를 계기로 1조1000억원을 투입해 고리 1호기를 포함해 국내 모든 원전의 안전설비를 업그레이드하는 등 안전대책을 실시했다. 대표적인 것이 해일로부터 원전을 보호하기 위해 고리원전에 설치한 거대한 해안방벽이다.

이와 더불어 방벽 남쪽에 설치된 대형 차수문(遮水門)은 해일경보가 울림과 동시에 굳게 닫히면서 바닷물이 원전으로 흘러드는 것을 막는 역할을 한다. 거센 해일에도 원전만큼은 외부로부터 완벽히 독립되는 안전지대가 되는 것이다. 만에 하나 비상 디젤발전기가 침수됐을 경우를 대비해 최대 200시간 연속 전원공급이 가능한 3200kW급 이동형 비상발전차를 모든 원전에 배치했다. 이 발전기는 차량에 장착돼 평소 침수 예방을 위해 부지가 높은 곳에서 대기하고 있다가 만일의 사태가 벌어지면 비상 출동해 원전에 전력을 공급하는 역할을 하게 된다.

또한 최악의 경우 원전 연료가 손상돼 대규모의 수소가 발생하더라도 일본 원전과 같은 수소폭발이 발생하지 않도록 전기 없이도 작동하는 수소제거설비(PAR)를 모든 원전에 27대를 설치했다. 한수원은 이 밖에도 예상을 넘는 자연재해, 침수·전력차단 등 최악의 상황을 고려한 중대 사고에 대비하기 위해 56가지의 후쿠시마 후속조치에 따른 안전성 증진 대책들을 마련하고 있다.

윤기훈 월성 1호기 성능개선팀장은 “원전의 계속운전 비율이 높은 것은 그만큼 까다로운 기준과 관련 법규가 체계화된 덕분”이라면서 “원전은 설계 단계에서부터 수많은 가능성을 시뮬레이션하고 지극히 낮은 고장 확률에도 대비해 그 어떤 위험요소에도 안전성을 유지할 수 있도록 설계돼 있다”고 했다. 게다가 선박이나 기타 다른 산업에 비해 안전 관련 규정과 법규도 많고, 사업자와 독립된 정부 규제기관의 규제도 꼼꼼하며, 시민단체 등의 감시도 활발하다는 것이다.

특히 우리나라에서는 원자력발전소가 도입된 이후 30여 년간 단 한 차례의 사고도 없었다.

윤기훈 팀장은 “미국 등 원전 선진국의 경우 월성 1호기는 물론 고리 1호기와 비슷한 시기에 건설된 동일 모델이나 그 이전에 건설된 원전들도 운전 중이며, 폐쇄 얘기는 나오지 않는다”면서 “이런 점에서 볼 때 월성 1호기의 계속운전을 하지 못할 이유는 없다고 생각한다”고 했다.

특히 월성 1호기는 2009년 4월부터 2011년 3월까지 약 27개월간 대대적인 설비개선 작업을 진행, 자동차의 엔진에 해당하는 압력관을 신품으로 교체하는 등 총 9000여 건의 설비를 고쳤다고 한다. 압력관은 원자로 핵연료관의 중심 부품으로 재질은 지르코늄 합금이고, 핵연료와 핵분열열(熱)을 제거하는 냉각재로 채워져 있다.

또 후쿠시마 원전 사고 직후에는 세계에서 가장 발 빠르게 후속조치를 취하는 등 원전 안전성 강화에 심혈을 기울였다. IAEA에서는 월성 1호기에 대해 ‘국제적으로 우수한 사례’라는 판정을 내린 바 있다. 향후 10년간 계속운전을 하더라도 안전성이 충분히 입증된다는 것이다.

게다가 월성 1호기는 박근혜 대통령의 대선공약 사항으로, ‘스트레스 테스트’를 받기도 했다. 윤기훈 팀장은 “스트레스 테스트는 원전이 자연재해에 얼마만큼 견딜 수 있는가를 평가하는 것”이라며 “국내 최초로 실시된 스트레스 테스트는 유럽연합(EU)에서 추진한 방식뿐 아니라, 그간 IAEA, 미국, 일본 등의 국외 사례와 국제 환경단체 등에서 제기한 한층 강화된 안전성 평가를 실시했다”고 했다. 이미 독일의 TUV-SUD사와 병행해 수행한 월성 1호기 스트레스 테스트 사업자 평가보고서는 원안위에 제출했고, 이를 토대로 민간 전문가로 구성된 검증단이 검증을 진행 중이라고 한다.

태양광 이용률은 15%에 불과

월성 1호기는 압력관(원자로 핵연료관) 380개를 전면 교체했다. 사진은 압력관 교체후 원자로 전면.

원전 계속운전 여부를 결정할 때 빼놓을 수 없는 것이 경제성 문제다. 주력 에너지원 중에 석유는 전량 수입에 의존하기 때문에 안정적 확보 문제, 유가 변동에 따른 가격 불안정성, 온실가스 배출 문제 등을 안고 있다. 또 석탄은 상대적으로 저가이지만, 특히 환경 문제가 심각하다.

이에 반해 원자력 에너지는 발전 단가가 가장 싸고 온실가스 배출이 없다는 점, 연료 확보가 상대적으로 용이하다는 점이 높은 평가를 받지만 안전에 관한 우려와 사용후 연료의 처리 문제가 아직 미해결의 과제로 남아 있다.

따라서 환경단체를 중심으로 일부에서는 태양광과 풍력 등 신재생에너지가 독자적인 대안이 될 수 있다고 주장하기도 한다. 과연 신재생에너지가 차세대 에너지로서 해답이 될 수 있을까? 신재생에너지는 기존의 화석에너지와 여러 가지 다른 특성을 지니고 있다. 우선 화석에너지에 비해 경제성이 크게 떨어진다는 점이다. 전원별 설비단가를 비교해 보면 태양광의 설비단가는 LNG발전소의 약 16배, 풍력은 약 3배 수준이다. 그러나 이용률을 고려하면 경제성 차이는 이보다 훨씬 크게 벌어진다.

세계에너지기구(IEA) 통계자료에 따르면, 풍력의 설비이용률은 약 20%, 태양광은 10~15%에 불과하다. 반면에 원자력, 석탄, LNG발전소는 연료만 넣으면 언제든지 가동할 수 있다. 국가의 안정적인 전력공급원인 기저 전력원으로서 신재생에너지를 선택하기 어려운 점이 여기에 있다.

또한 신재생에너지는 태양, 바람, 해양, 지열, 물 등 자연을 이용해 얻는 에너지다. 따라서 인간이 마음대로 제어할 수 없다는 근본적인 한계를 갖고 있다. 풍력발전기는 적어도 초속 3m 이상의 바람이 불어야 가동되고, 아이러니하게도 바람이 너무 강해도 안 된다. 태양광은 햇빛이 일정량 이상 비쳐야 발전할 수 있다. 밤이나 장마철에는 전력생산이 불가능하다.

그렇다면 신재생에너지 비중이 높은 국가는 어떤 국가인가? 우선, 수력발전이나 풍력발전에 적합한 자연조건을 가지고 있는 일부 선진국이 해당된다. 또 아시아나 아프리카, 라틴아메리카 등 후진국들의 신재생에너지 비중도 높다. 후진국의 경우 화석에너지나 원자력에너지를 이용할 수 있는 자본이나 기술이 부족하기 때문에 자연을 이용한 신재생에너지를 많이 쓰고 있는 것이다.

그러나 우리나라의 자연 여건은 신재생에너지를 활용하기에 적합하지 않다. 우리나라는 땅이 협소해 대규모 부지가 필요한 태양광 발전에 부적합한 국가로 꼽힌다. 예컨대 서울의 전기 수요를 태양광 발전으로만 충당한다고 가정하면 연간 380억kWh의 전력수요를 충당하기 위해 대략 550km²의 면적이 필요하다. 이는 서울시 전체 면적의 90%에 집열판을 설치해야 한다는 계산이 나온다.

풍력발전 역시 수시로 바뀌는 바람의 방향을 따라잡으려면 지능형 기기를 설치해야 하는데, 고장이 잘 나고 수리비용도 만만치 않아 경제성이 거의 없는 실정이다. 게다가 풍력발전기가 돌아가며 발생하는 소음도 문제다. 수력의 경우 대수력은 신규 입지가 거의 없고 환경단체의 반대가 예상돼 추가건설이 어려운 실정이다.

더욱이 가까운 시일 내에 상용화할 수 있는 효율적인 친환경 에너지 개발 가능성이 희박하고 풍력, 태양광, 조력 등 신재생에너지만으로는 늘어 가는 에너지 수요량을 감당할 수 없다는 게 큰 문제다. 결국 이런 상황에서 화석에너지의 수급불안과 환경문제를 동시에 해결할 수 있는 현실적 대안은 원자력발전뿐이다.

전기생산 연료의 공급 안정성을 고려한다면 현재 상황에선 원자력발전이 가장 유리하다. 원자력발전의 연료인 우라늄은 에너지 밀도가 높아 연료비축이 쉽고 에너지 안보 문제에 대처할 수 있다는 게 전문가들의 공통된 견해다.

우라늄 1g은 양질의 석탄 3t을 태웠을 때 나오는 열량과 같고, 벙커C유 10드럼을 태웠을 때와 맞먹는 에너지가 나온다. 100만kW급 발전소를 1년간 운전하려면 석유는 150만t이 필요하지만, 우라늄은 20t이면 되는 셈이다. 제1, 2차 오일쇼크와 같은 고유가시대가 도래한다 해도 국가경제가 흔들리지 않도록 에너지 공급을 하려면 국외정세에 대비한 연료 공급과 에너지 안보를 고려하지 않을 수 없다.

원전은 우라늄을 원자로에 한 번 장전하면 15~18개월 동안 연료를 교체하지 않아도 된다. 길어야 1개월분밖에 저장할 수 없는 화석연료에 비해 연료비축 능력이 탁월하다. 따라서 원자력발전은 국외 에너지 수급상황이 급격하게 변해도 비교적 안정적으로 전기를 생산할 수 있는 이점이 있다.

에너지 자급률 3%

515MWe를 생산하는 캐나다 온타리오주의 피커링(Pickering) 1호기 및 발전소 전경. 월성 1호기와 같은 가압중수로형(PHWR)으로 1971년 7월 첫 상업운전을 시작한 이래 지금도 가동하고 있다.

우리의 에너지 환경은 자못 심각한 상황이다. 우리나라는 에너지 자급률이 고작 3%에 불과한 자원빈국이다. 그럼에도 철강과 화학, 조선 등에 집중된 에너지 다소비형 산업구조를 갖고 있어 화석연료에 대한 의존도가 높고, 온실가스 배출량도 세계 10위이다. 따라서 에너지자원 고갈에 대한 문제와 함께 온실가스 저감대책이 절실한 과제로 떠오르고 있다.

지금 세계는 에너지 수요가 꾸준히 늘어나면서 ‘자원전쟁’이라 할 만큼 치열한 자원 쟁탈전을 벌이고 있다. 석유, 가스, 석탄 같은 현재의 주력 에너지자원을 확보하기 위해 국력을 총동원하는 한편, 풍력 및 태양광 외에도 바이오매스·지열·해양에너지 등 이용 가능한 재생에너지의 보급 확대에도 많은 노력을 기울이고 있다. 최근 들어서는 연료전지와 석탄가스화 기술, 수소에너지 등 신에너지 분야에도 연구개발 투자를 확대하고 있다.

그렇지만 전문가들은 이러한 신재생 및 신에너지가 충분히 기술개발이 이뤄져 경제적인 에너지원으로 자리 잡을 때까지는 원자력발전의 역할이 지속돼 에너지난을 극복해야 한다고 입을 모은다.

원전은 이미 우리 사회에 필요불가결한 에너지원으로 자리를 잡았다. 원전은 국내 전력생산의 4분의 1을 넘고 있고, 발전에 따른 온실가스 배출량 역시 석탄 등 화석연료에 비해 현저히 적어 청정 에너지원으로 꼽히기도 한다. 지금 당장에 원전을 포기할 경우, 우리 경제와 국민 개개인에게 미치는 영향은 실로 엄청난 대가를 치러야 할 수도 있다.

2014년 8월, 정의당 심상정 의원과 환경운동연합은 국회 예산정책처에 의뢰해 만든 ‘월성 1호기 계속운전 경제성 재분석’ 보고서를 검토한 결과, 계속운전할 경우 최대 2200억원이 넘는 적자가 발생할 것이라고 주장했다. 이 뉴스를 접한 국민들은 “월성 1호기를 계속 운전하면 손해일 것”이라고 오해할 것이다. 그러나 이에 대해 산업통상자원부 관계자는 “원전 계속운전을 했을 경우와 하지 않았을 경우 비용-편익을 비교·분석하지 않고 계속운전을 했을 경우만을 분석해 신뢰할 수 없다”고 말했다.

월성 1호기의 발전비용이 경수로를 사용하는 다른 원전에 비해 상대적으로 비싼 건 사실이다. 그러나 석탄이나 가스 등 다른 발전원에 비해서는 여전히 싸다. 안전성이 보장된다면 월성 1호기를 계속 운전하는 것이 국가 전체의 전력공급 비용을 낮추는 데 기여하는 것은 부정할 수 없는 명백한 사실이다.

영화 〈판도라의 약속(Pandora's Promise)〉은 반핵을 부르짖던 환경운동가가 원전을 반대하다 친원전(親原電)으로 인식을 전환하게 된 스토리를 다큐멘터리로 담고 있다. 이 영화를 감독한 로버트 스톤도 원래는 반핵 지지자였다. 이 영화에서 한 환경운동가는 “원자력은 죽음을 부르는 산업입니다”라며 “원자력이 암을 초래하는 폭탄과도 같다”며 원전을 당장 폐쇄하라고 주장한다.

그러나 이들은 인구증가에 따른 에너지 수요를 기후변화에 영향을 주지 않고 신재생에너지만으로 감당하기에는 불가능하다고 말한다. 출연자인 마크 라이너스는 “화석연료에서 재생에너지까지는 아직도 갈 길이 너무 멀다는 사실을 깨달으면서 원자력을 다시 보게 됐다”고 말한다.

지구 전체를 거대한 생명체로 보는 ‘가이아(Gaia) 이론’, 그리고 그린피스의 창시자인 제임스 러브록(James Lovelock) 런던대 교수는 화석연료로 인한 지구 온난화가 인류를 파멸시킬 것이라는 사실에 주목했다. 그는 “원자력은 위험하기도 하지만 ‘판도라 상자’처럼 마지막에는 인류의 희망이 담겨 있다”며 살아생전 ‘원자력 전도사’로 변신했었다.

신재인 한국핵융합협의회 회장은 “국가 자산이자 에너지 공급원인 원전의 계속운전 여부는 여론재판이 아닌 과학적인 방법과 적법한 절차에 따라 결정돼야 마땅하다”며 “과학적인 방법의 요체는 안전에 이상이 없는지를 철저히 밝히는 일일 것”이라고 했다.⊙