"SMR 도시는 에너지 비용 30% 절감"…국내에도 조성한다

황주호 한국수력원자력 사장이 2024 한국원자력연차대회에서 개회사를 하고 있다. /사진제공=한수

한국수력원자력이 i-SMR(혁신형 소형모듈원전)을 활용해 재생에너지의 간헐성을 보완하는 SSNC(SMR 스마트 넷제로 시티)를 선보였다. 밤이 되면 전력 생산이 불가능한 태양광 대신 SMR 전력을 높이고 재생에너지가 넘치는 시간대엔 SMR 전력을 줄이는 등 전체 에너지 믹스를 고려한 '도시 모델'이다.

황주호 한수원 사장은 24일 부산 벡스코에서 열린 2024 한국원자력연차대회에서 SMR을 활용한 스마트 넷제로 시티(SSNC)를 제안했다.

SMR은 대형원전보다 높은 안전성을 갖추고 규모가 작아 입지 제약이 적다. 수소 생산, 해수 담수화, 열 공급 등 다목적으로 활용할 수 있는 데다 탄력운전 성능도 우수해 재생에너지의 간헐성을 보완할 수 있다. 현장 건설물량 최소화와 설계 단순화로 투자비용도 3분의 1 수준이며 건설기간은 30% 이상 단축할 수 있다. 탄소중립 달성의 '게임 체인저'로 불리는 이유다.

SMR에 현지 특성 및 재생에너지를 결합한 에너지 혁신 플랫폼 모델이 'SSNC'다. SSNC는 i-SMR을 중심으로 한 실시간 에너지 믹스 및 소비원에 따라 전력 생산과 수소·난방·담수·공정열 등 에너지 활용도를 최적화할 수 있다. 안정성, 효율성, 경제성을 모두 갖춘 탄소중립 도시인 셈이다.

SMR을 활용한 스마트 넷제로 시티(SSNC) 시뮬레이터/사진=최민경 기자

이날 벡스코 행사장에선 SSNC 실시간 시뮬레이터를 볼 수 있었다. 시뮬레이터는 가상의 SSNC에 SMR, 재생에너지 등 에너지 공급원과 담수화 시설, 상업·거주시설 등 수요지를 배치해 24시간 에너지 믹스를 모니터링하고 조절할 수 있게끔 해놨다. 이날은 대구경북통합신공항 및 에어시티가 조성되는 대구 군위군의 GPS(위성항법시스템), 기후, 환경 정보를 기반으로 한 도시 모델의 시시각각 변하는 현실적인 에너지 흐름을 볼 수 있다.

시뮬레이터로 다양한 에너지 믹스 경우의 수를 계산한 결과 i-SMR 80%와 재생에너지 20%로 구성된 에너지 믹스가 가장 비용이 저렴하고 탄소감축량이 높게 나왔다. 비용은 kWh(킬로와트시) 당 79.4원, 탄소감축량은 2213kton(킬로톤)이다. 재생에너지만 100% 사용할 경우(태양광 40%, 풍력 60%) 비용은 kWh당 125.3원으로 증가한다. 탄소감축량은 1880kton이다. 재생에너지의 간헐성 때문에 값비싼 ESS(에너지저장장치)의 사용을 늘리면서 단가가 올라간다는 설명이다.

황 사장은 "SSNC의 통합관제센터는 태양열, 풍력, i-SMR, 연료전지, ESS 등 에너지 생산과 상업단지, 스마트팜, 산업·주거지역의 에너지 소비를 실시간 최적화한다"며 "경제성이 높은 i-SMR 중심의 환경 에너지 믹스를 적용한다면 기존 도시 대비 에너지 생산비용 약 30%를 절감할 수 있다"고 강조했다.

이어 "SSNC 모델은 석탄화력발전 대체에도 가장 합리적인 솔루션이 될 수 있다"며 "미국 에너지부가 발간한 보고서는 전체 석탄화력발전소의 80%가 SMR 대체에 적합하며 대체시 고용인력 증가 및 지역사회에 많은 경제적 이득이 예상된다고 평가했다"고 덧붙였다.

i-SMR은 지난해 기본설계를 마친 후 정부 주도 아래 내년까지 표준 설계가 완성된다. 2028년까지 표준 설계 인허가를 획득하고 2030년대 초 최초호기 운영을 목표로 하고 있다. 지금까지 원전노형 개발·사업화는 정부와 공공기관 중심이었지만 SMR 개발은 민간 참여 범위를 확대해 시장을 확장하고 경쟁력을 강화할 예정이다.

한편 한수원은 이날 경주시와 SMR 국가산업단지 조성 및 SSNC 개발을 위한 업무협약을 체결했다. 경주시 문무대왕면 동경주IC 인근에 조성되는 SMR 국가산업단지 조성과 SSNC 사업모델 개발에 협력할 계획이다.