똑똑 토론 시리즈

원자력 발전소, 늘려야 할까 줄여야 할까?

경제성과 안전성

정의

원자력 발전소(원전): 핵분열이나 핵융합에서 얻는 원자력으로 전기를 생산하는 발전소다. 현재 핵융합 기술이 부족해 사실상 핵분열을 활용한다. 우라늄의 핵분열 과정서 일어나는 연쇄반응(중성자의 방출·충돌)으로 열에너지를 얻는다. 이를 통해 냉각수를 끓여 발생한 수증기로 터빈을 돌려 전기를 생산한다. 원자력은 기존 화석연료의 대체에너지이지만, 재생에너지가 아닌 신에너지에 속한다.

배경

원자력은 제2차 세계대전 중 군사적 목적을 위해 사용된 에너지다. 적은 연료로 많은 에너지를 공급하는 연비 효율 때문에 잠수함에 최초로 사용됐다. 이후 원자력의 평화적 이용을 위해 1957년 국제원자력기구(IAEA)가 설립되고, 세계적으로 급증하는 에너지 수요를 감당하기 위해 원전이 다수 건설돼 오늘날 주요 발전소로 자리 잡았다.

현황

2020년 글로벌 에너지기업 브리티시 페트롤리엄(BP)이 발표한 세계 에너지 통계 보고서에 따르면 세계 전력 생산에 원전이 차지하는 비중은 2019년 기준 약 10%다. 우리나라는 25% 정도이며, 가동 중인 원전은 현재 24기다. 탈원전 기조 속에 원전 비중을 줄이고 재생에너지 비중을 높여, 2086년까지만 원전을 유지하겠다는 게 정부 방침이다.

안전성과 현실성: 1986년 체르노빌, 2011년 후쿠시마 원전 사태로 2012년 핵안보정상회의가 열리며 원전의 안전성에 대한 우려가 높다. 그러나 현실적으로 원전을 배제하며 에너지 수요를 감당하기 어려워 입장이 엇갈린다. 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)가 제시한 2050년 탄소중립을 재생에너지만으로 달성하기 어렵다는 시각이 대표적이다. 최근 유럽연합(EU)의 택소노미(녹색분류체계)에 원자력이 포함된 것 역시 현실적 필요를 무시할 수 없어서다.

쟁점

경제성 측면에서 바라본다면?

바이든

원전은 가장 경제적인 전력 공급처다

논리

원자력의 효율성은 타 에너지와 비교할 수 없을 정도다. 우라늄 1㎏이 발생시키는 에너지는 석유 200만ℓ, 석탄 3000톤이 발생시키는 에너지와 맞먹는다.
원전 운영 비용도 저렴하다. 방사성 원료 관리나 원전 폐기 비용 등을 고려해도 화석연료 발전소의 5분의 1~3분의 1 수준이다.
에너지 공급 면에서도 안정적이다. 원전은 환경이나 기후에 영향받지 않고 1년 내내 중단 없이 가동할 수 있다. 유지 보수도 필요 없다.
태양열, 풍력, 수력 같은 재생에너지들은 우리나라 지형과 기후조건상 건설과 운영에 제약이 많다. 발전소 면적 대비 효율성도 원전을 따라오지 못한다. 우리나라는 세계 최고 수준의 인구밀도와 에너지 소비량을 자랑한다.
우리나라는 석유 한 방울 나지 않는 국가다. 게다가 뛰어난 원전 기술을 갖춘 우리나라서 원자력은 귀한 에너지다. 훗날 신재생에너지로 주요 공급원을 대체한다 해도 그 과도기를 책임질 안정적 에너지 공급원으로서 필요하다.
원전은 일자리 창출 효과가 높다. 일자리 창출 효과를 통해 지역 상권이나 인프라를 활성시키는 등 부가가치도 생산한다.

예시

원전이 생산하는 에너지의 양은 화석연료 발전소의 2배, 신재생에너지 발전소의 3~4배 수준이다.
재생에너지 중 최고 수준의 생산성을 자랑하는 태양광 발전소가 원전과 같은 양의 에너지를 생산하려면 약 450배의 땅(면적)이 필요하다.
EU는 2050년까지 원자력 비중을 12%→20%로 늘리기로 했다. 일본은 2030년까지 3배, 중국은 2035년까지 2.7배 확대한다는 방침이다.
건설 과정을 빼놓더라도 하나의 원전은 400~700개의 일자리를 창출한다. 석탄 발전소의 경우 90개, 천연가스 발전소의 경우 50개에 불과하다.

출처

문화일보

“탄소 줄이는 안정적 전력은 원자력뿐” 전세계가 인정한 셈

TED

Why renewables can’t save the planet

WNA Report

Comparison of Lifecycle Greenhouse Gas Emissions of Various Electricity Generation Sources

EVAVO

The Advantages And Disadvantages Of Nuclear Energy (Pros & Cons)‍

트럼프

원전은 결국 사라져야 하기에 빠른 전환 필요하다

논리

생산성만 놓고 보면 분명 원자력은 매우 효율적인 에너지다. 그러나 특유의 위험성 및 제어불가능성 때문에 원전은 언제고 작별을 고해야 할 ‘사라질’ 기술이다. 일찌감치 신재생에너지로 전환을 모색하는 편이 경제적이다.
원자력 발전의 원료인 우라늄 역시 지금은 풍부하지만 언젠가 고갈된다. 반면 태양열, 풍력 등 재생에너지는 무한히 공급된다.
원자력과 신재생에너지의 생산성 비교는 적절치 않다. 발전 기술에 투입된 비용이 다르다. 오늘날 원전은 수십년에 이르는 기간과 재원을 투자해 이룩했다. 같은 비용이 투자되면 신재생에너지의 생산단가도 크게 하락할 수 있다.
원전에도 많은 비용이 들어간다. 대표적으로 초기(건설) 및 최종(폐기 및 폐쇄) 단계에서다. 더구나 오늘날 기업 전력의 100%를 재생에너지 사용을 권고하는 ‘RE100’이 대두하는 시점과 맞지 않는 발전 방식이다.
원료가 되는 우라늄의 채굴 및 합성 같은 에너지 생산 과정에서 많은 비용이 들며 폐기물 관리에 대한 사회적 비용도 무시할 수 없다.

예시

새로운 원전 건설은 수십억달러의 재원과 5~10년의 기간이 소요된다.
2021년 세계원전산업동향보고서에 따르면 1MW/h의 에너지를 생산하는 데 드는 원전의 비용은 163달러다. 재생에너지(40달러 수준)와 비교해 4배 이상 비싸다.
발전으로 생성되는 핵폐기물은 큰 주의를 기울여 취급해야 하며 특별 설계된 상당한 보관 공간이 필요하다.

출처

그린피스

원전, 과연 기후위기의 대안일까요?

한겨레

‘탄소 중립’에 원전은 필요악인가

EVAVO

The Advantages And Disadvantages Of Nuclear Energy (Pros & Cons)

쟁점

안전성 측면에서 바라본다면?

바이든

원자력 발전은 안전하다

논리

원자력은 온실가스를 배출하지 않는 친환경 에너지다. 에너지 생산량 당 이산화탄소 배출량을 비교했을 때 신재생에너지보다 적다.
발생하는 사고의 빈도와 인명 피해를 볼 때 원자력은 다른 에너지 생산 방식에 비해 월등히 안전하다. 실제로 사고가 난 경우는 극히 드물며, 생산되는 전력량 대비 인명피해 역시 매우 낮은 수준이다.
EU 합동연구센터(JRC)가 지난해 발표한 ‘원자력 환경영향평가’ 보고서에 따르면 원전이 인간 건강과 환경에 미치는 영향은 여타 재생에너지와 비슷하다.

예시

에너지원별로 1GWh(gigawatt-hour) 단위를 생산했을 때 발생하는 온실가스는 석탄 820톤, 석유 720톤, 천연가스 490톤, 생물연료(바이오매스) 78~230톤, 수력 34톤, 태양광 5톤, 풍력 4톤, 원자력 3톤순이다.
에너지원별로 1TWh(terawatt-hour) 단위를 생산했을 때 발생하는 인명 피해는 석탄 24.6명, 석유 18.4명, 생물연료 4.6명, 천연가스 2.8명, 원자력 0.07명순이다.

출처

조선일보

“3세대 원전 100년 돌려도 사망자 0.0008명”

Our World in Data

What are the safest and cleanest sources of energy?

WNA Report

Comparison of Lifecycle Greenhouse Gas Emissions of Various Electricity Generation Sources

트럼프

원자력 발전의 안전성은 철저히 보수적으로 봐야 한다

논리

원자력 역시 우라늄 채굴 및 정제, 운반과 같은 생산 과정이나 폐기물 관리·처분 등에서 많은 탄소를 배출한다. 온배수 배출을 통한 해양 오염 문제도 있다.
통계에 따르면 원자력 발전소 근처 지역 주민들의 갑상선 암 발생비율이 높다는 결과가 있다.
원전이 안전하다고 해도 방사능 유출과 같은 사고가 한 번 발생하면 피해 규모가 엄청나다. 단기적 처리로 매듭지어질 수 있는 문제가 아니다. 직접적 피해를 넘어 환경오염, 생태계 파괴, 유전적 질병 등 세대를 넘어선 장기적 피해로 이어질 수 있다. 제거가 아니라면 안심할 수 없다. 현재로서 제거 방법은 없다.
발생하는 핵폐기물 처리도 문제다. 세계적으로 매년 생산되는 핵폐기물은 약 3만4000㎥에 이른다. 분해에 수백년이 걸리는 양이다. 현재 유일한 처리방식은 콘크리트로 덮어 땅에 묻는 것뿐이다. 그러나 이 역시 균열이 발생하는 등 위험에서 자유롭지 않다.
우리나라는 원전 밀집도, 원전 주변 인구 밀집도 모두 세계 1위다.

예시

1986년 발생한 체르노빌 사태는 정부 공식 통계로만 4365명의 사망자를 냈다. 비공식적으론 1만5000명 이상이 사망했을 거로 추산된다. 유엔은 900만명 이상이 영향을 받았다고 추정하며, 30년이 넘는 시간이 지났지만 유해성은 여전하다.
후쿠시마현에서 검사로 발견되는 갑상선암 발병 비율은 남성 90배, 여성 52배에 이른다. 100만명에 1명꼴로 발병하는 희귀한 질병인 소아 갑상선암의 경우도 100명 넘게 진단된 바 있다. 우리나라 경우도 원전 지역 주민에서 갑상선암 진단 경우가 많다.
숀 버니 그린피스 동아시아 수석 원자력 전문가는 "방사성 물질에 글로벌 기준이라는 것 자체가 존재하지 않는다"라며 안전성에 대한 낙관은 근거도 의미도 없다고 지적한 바 있다.
방사능 폐기물 안에 들어 있는 스트론튬의 반감기는 28년, 세슘의 경우 30년이다. 플루토늄은 무려 2만4000년의 반감기를 가진다. 그리고 이조차 반감기일 뿐 인류와 지구 생태계에 안전한 수준으로 방사능 수치가 떨어지기 위해선 무려 10만년이라는 세월이 필요하다.