EU가 친환경 기술로 인정한 ‘원자력’
국내 건설사들, 선진기술 확보 ‘경쟁’
DL이앤씨, 美기업과 SMR 본격 추진
30년 노하우로 新에너지 공급망 구축

기존 대형 원전(왼쪽)과 SMR(소형모듈원전)의 규모 비교. (사진=DL이앤씨)

최근 유럽연합(EU)을 중심으로 소형모듈원전(SMR : Small Modular Reactor)의 실용화가 본격 추진되면서, 탈탄소 에너지원으로서의 SMR 기술 확보가 다시금 주요 건설사들의 화두로 떠오르고 있다. DL이앤씨는 미국 엑스에너지와 협력을 통해 SMR 리딩 기업으로의 입지를 다지고 있다. (CNB뉴스=정의식 기자)

지난 9일(현지시간) EU 집행기관인 유럽연합 집행위원회(European Commission·EC)는 SMR의 실용화를 위한 민관 연합을 출범한다는 입장을 밝혔다. EC는 온실가스 배출량을 1990년 대비 앞으로 40년간 90% 감축하겠다는 새로운 목표를 제시하면서, 탈탄소화를 위해 SMR을 사용하는 정책을 포함시켰다.

이어 16일(현지시간)에는 EU 27개국이 녹색산업 육성을 목표로 한 ‘탄소중립산업법’을 최종 승인했다. 여기에는 핵분열 에너지 등 원자력 발전 관련 기술도 태양광, 배터리, 탄소 포집·저장 등과 함께 ‘전략적 탄소중립기술’ 목록에 포함됐다.

과연 SMR은 어떤 기술이기에 ‘반환경 기술’로 매도되던 원자력을 ‘탄소중립기술’의 하나로 인정받게 만들었을까?

기존 원전의 약 1/5 크기인 SMR. (사진=DL이앤씨) 

국제원자력기구(IAEA)에 따르면, SMR은 ‘300MWe(메가와트) 규모 이하의 소형 원자로’를 지칭한다. 원전의 핵심 기기인 원자로, 증기발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등을 모듈 형태로 만들어 일체화시킨 것. 그간 미국의 항공모함이나 핵잠수함 등에 탑재되던 소형 원자로를 전력 생산용으로 활용하려는 아이디어에서 탄생했다.

그간 원전은 저비용과 높은 출력, 낮은 탄소 발생이라는 장점을 갖고 있으면서도, 사고 발생 시 인명은 물론 지구 환경에 반영구적인 피해를 남길 수 있고, 사용 후 핵연료를 처리하기 쉽지 않다는 등의 치명적인 단점으로 인해 친환경 시대에 걸맞지 않는 에너지라는 평가를 받아 왔다.

하지만, SMR은 일반적인 원전의 약 5분의 1에 불과한 규모라 기존 원전 대비 상대적으로 안전하고, 공장에서의 대량 제작 및 조립을 통해 건설 기간과 비용을 최소화할 수 있다는 장점을 가져 ‘원전 산업의 미래’로 주목받고 있다.

이에 국내 원전 유관 기업들은 너나없이 해외 선진 기업들과 기술협력관계를 구축, SMR 시장 진출을 추진하고 있다. 현대건설은 미국 원자력 전문기업 ‘홀텍’과 협력해 최초 SMR 건설 및 글로벌 시장 진출을 추진 중이며, 두산에너빌리티와 삼성물산, GS건설 등은 미국 ‘뉴스케일’과 손잡고 SMR 사업을 추진해왔다.

친환경사업 영토 확장…엑스에너지에 전략적 투자

DL이앤씨는 1996년부터 국내 원자력 사업에 뛰어들어 한빛, 신고리원자력발전소 주설비공사 및 총 6호기의 증기발생기 교체공사를 수행하는 등 꾸준히 원전 관련 사업에 참여해온 건설사다.

DL이앤씨는 지난해 3월 미국 SMR 개발사 ‘엑스에너지’(X-Energy)에 2000만달러(약 250억원)의 전략적 투자를 선언하며, SMR 사업을 본격적으로 추진하기 시작했다. 이 투자엔 국내 원자력 주기기 업체인 두산에너빌리티도 참여했다.

엑스에너지는 물이 아닌 새로운 냉각재를 적용하는 비경수로형 4세대 SMR 분야의 선두주자로, 특히 고온가스로(HTGR) 분야에서 가장 앞서가는 개발사다.

엑스에너지의 SMR 'Xe-100' 모델. (사진=엑스에너지)

엑스에너지가 개발 중인 대표 모델 ‘Xe-100’은 단일 용량 80MWe 4개 모듈로 구성돼 총 발전용량 320MWe 규모로, 고온의 헬륨 가스를 냉각재로 사용하는 것이 특징이다. 3중 코팅으로 1800도에서도 녹지 않는 안정성이 강화된 테니스공 크기의 핵연료를 사용한다.

엑스에너지는 SMR 기술의 안정성과 경제성을 인정받아 미국 정부의 대규모 자금 지원(12억 달러)과 함께 지속적인 민간 투자 유치에 성공했다. 2029년 상용화를 목표로 상품 개발을 진행 중이다.

글로벌 화학기업 다우(Dow)와 손잡고 북미 지역 최초로 공업지대 내 무탄소 전력 및 고온의 공정열 공급을 위한 SMR 건설을 추진 중인데, 미국 원자력위원회(USNRC)에서 사전인허가 심사 절차를 진행하고 있다. 2024년 중 건설허가를 신청하고, 2029년 상업운전 시작이 목표다.

캐나다에서도 원자력안전위원회(CNSC)의 공급자설계검토 3단계 중 2단계를 완료했는데, 공급자설계검토는 업체의 원전 설계 기술이 캐나다의 규제요건과 기대수준에 부합하는지 검증하는 사전인허가 절차다.

플랜트 사업 연계로 ‘시너지’ 기대

새해 들어 지난 15일 DL이앤씨는 엑스에너지와의 협력 관계를 한단계 업그레이드시켰다. 자사와 엑스에너지, 원자력발전소 운영 및 유지 보수 전문기업인 한전KPS 등 3사가 글로벌 SMR 사업 개발과 시운전, 유지 보수 기술 개발을 위한 업무협약을 체결한 것. 3사는 엑스에너지가 SMR 대표모델로 개발 중인 ‘Xe-100’을 적용한 글로벌 SMR 플랜트 사업 개발을 공동 추진하기로 합의했다.

DL이앤씨는 SMR 플랜트 EPC(설계, 기자재 조달, 시공)뿐만 아니라 운영 및 보수 분야까지 SMR 전 주기의 기술 경쟁력 확보를 기대하고 있다. 또, 한전KPS는 SMR 플랜트 운영 및 유지 관련 사업의 확장을 기대하고 있다.

여기에 더해 DL이앤씨는 엑스에너지의 SMR 기술을 전력 생산뿐만 아니라 자사의 플랜트 사업과 연계해 글로벌 시장에 진출한다는 전략이다. 특히 SMR 가동 시 발생하는 600도 이상의 높은 열을 또 다른 친환경 에너지원인 수소 및 암모니아 생산에 활용할 계획이다.

Xe-100 발전소 조감도. (사진=DL이앤씨)

DL이앤씨는 국내외에서 개질 및 부생수소 생산 플랜트를 설계부터 시공까지 수행한 경험을 보유하고있다. 특히, 천연가스를 통해 암모니아를 생산하는 세계 최대 규모의 사우디아라비아 마덴 암모니아 플랜트 프로젝트를 성공적으로 수행했다. 현재는 남호주 주정부, 울진군 등과 수소 생산 및 인프라 구축 사업 협업을 진행 중이다. DL이앤씨는 SMR 사업과 접목한 수소 밸류 체인을 구축해 친환경 신사업 포트폴리오를 확장한다는 계획이다.

DL이앤씨 유재호 플랜트사업본부장은 “엑스에너지의 SMR 기술은 다양한 산업에 활용할 수 있어 DL이앤씨의 플랜트 사업과의 시너지 효과가 기대된다”며 “우리가 가진 BIM 및 모듈러 플랜트 설계 기술과 SMR 사업을 접목해 수소 및 암모니아 등 친환경 에너지원 개발을 적극 추진할 것”이라고 밝혔다.

(CNB뉴스=정의식 기자)