“오는 2017년 6월 영구정지에 들어가는 고리원전 1호기는 운전정지 후 바로 해체를 시작하는 즉시해체(Immediate Dismantling, DECON) 방식을 채택했으며, 오는 2032년까지 부지 환경복원을 통해 해체작업을 완료할 예정이다.”

원전 해체(NPP Decommissioning)는 피할 수 없는 현실이다. 국제원자력기구(IAEA)에 따르면 현재 10월 기준 전 세계적으로 운용 중에 있는 상용 원자력발전소는 총 443기에 이른다.

이중 가동 중단 결정이 내려진 원전은 2014년 2월 기준 모두 149기로 미국, 영국, 독일, 프랑스, 일본 순으로 각각 32기, 29기, 27기, 12기, 11기이며, 이외에도 캐나다 6기, 러시아 5기도 가동 중단 상태에 있다.

이들 원전에 가동 중단 사유는 기술적인 설계수명이 종료된 경우가 가장 많지만 경제적, 정치적 그리고 사고 등 다양하지만 실제로 해체가 완료된 원전은 모두 19기(미국=15기/ 독일=3기/ 일본=1기)에 그치고 있다.

◆전 세계 1세대 원전 해체시점 2030년부터 가시화
후쿠시마 원전사고 이후 원전 해체를 활발히 진행하고 있는 나라는 독일이지만 상대적으로 가장 많은 해체 경험을 축적하고 있는 나라는 미국이다. 영국은 많은 원전을 해체 중이긴 하지만 아직 해체를 완료한 경험이 없으며, 대상 원전이 모두 기체냉각 흑연감속로(Gas-Cooled graphite moderated Reactor, GCR)인 이유로 일정 부분은 한계가 있을 수밖에 없다.

그러나 전 세계 원자력산업계가 주목하는 것은 1세대(1960~1980년대) 원전의 해체시점이 다가오면서 오는 2030년대부터 해체시장이 가시화할 가능성이 높다는 것.

실제로 원전해체는 천문학적 비용 못지않게 건설 시공보다 고난도의 기술이 요구되는데 2011년 발간된 IAEA자료에 따르면 2040년까지 가동 중인 430여기의 원전 중 약 270여기가 해체돼 약 900억 달러(약 100조)의 시장이 형성된다는 전망을 내놓고 있다. 이는 1000MWe급 원전1기 해체 시 약 3억5000만 달러에서 5억 달러가 소요되는 것을 기준한 액수이다.

나아가 원전을 포함해 핵연료주기, 연구로, 핵무기제조시설 등을 총망라한 원자력 해체 전체시장은 오는 2050년까지 약 1000조원(약 9800억 달러/미화)으로 추산했다.

우리나라도 원전 해체기술을 서둘러 확보해야 하는 이유이다. 현재 우리나라에 원전건설 기술은 자타가 공인하는 세계 최고 수준이다. 하지만 원전을 해체하는 기술은 ‘아직은’ 어느 수준에 도달했다고 평가하기 어렵다.

물론 우리나라도 2009년(1997-2009, 170억) 연구로 2호기인 TRIGA Mark-II 해체 및 2011년(2001-2011년, 120억) 우라늄 변환시설 해체를 통해 소규모 시설의 해체 기술을 확보한 수준이다. 또 ‘방사성 오염토양 제염기술’은 그 우수성을 인정받아 2011년 12월 산업체 기술을 이전한 바 있다. 다만 고방사능 대형 원자력발전소의 해체에 필요한 국내 기술력은 선진국 대비 70% 수준이다.

특히 원전 1차 계통 제염기술, 고방사성설비 원격 절단 및 철거 기술 등이 부족한 것은 물론 전문 인력의 부재로 상용화가 어려운 실정이다.

이에 정부는 오는 2017년 6월 영구정지 결정이 내려진 고리 1호기를 안전하게 해체하는데 필요한 제반 조치와 기술개발을 위해 2030년까지 총 6163억원 규모를 투입하기로 했다.

◆고리 1호기 안전해체 “인접한 2호기 운전영향 최소화”
원전 해체(NPP Decommissioning)는 설계수명을 종료한 다양한 종류의 원자력시설을 안전하고 경제적으로 처리(제염, 철거 등)하는 것이다. 대상 시설의 특성과 조건에 따라 해체 상황이 각각 다르기에 적합한 기술을 적용해 수행하는데 해체 방법은 크게 ▲즉시 해체(Immediate Dismantling, DECON) ▲지연 해체(Deferred Dismantling, SAFSTOR) ▲영구 매몰(Entombment, ENTOMB)로 나눌 수 있다.

지연해체는 방사성물질의 반감기를 고려해서 30~60년의 긴 시간동안 시설을 폐쇄하는 것으로 안전한 방법이지만 사용후핵연료 처리가 상대적으로 어렵고 해당구역 통제를 위해 비용이 늘어 날 수 있는 단점이 있다.

반면 즉시해체는 운전정지 후 바로 해체를 시작해 가능한 빠른 시일 내 해체작업을 완료하는 방식으로 유지비용과 안전관리비용이 적게 들지만 방사선 피폭위험이 가장 큰 방식이며, 영구밀봉은 콘크리트와 같은 구조물로 완전히 매몰하는 것이다.

지연해체의 경우 최대 60년인 것에 비해 매몰은 300년까지 보관기간이 연장돼 안전하지만장기간 보관 시 방사성물질이 자연으로 흘러갈 가능성이 높다는 단점이 있다. 하지만 모든 해체 방식의 공통점은 운영정지 즉시 사용후핵연료를 제거한다는 점이다.

현재 한국수력원자력은 원전해체에 대비해 2012년부터 원전해체 기본전략과 ▲로드맵 이행계획 수립 ▲원전해체 표준설계 및 해체계획서 개발 ▲계통 제염기술 개발 등의 과제를 수립‧시행중이며, 2013년 원전사후관리실을 조직해 해체관련 업무를 전담 추진하고 있다.

또 한수원은 건설 중인 신고리 5‧6호기 관련 예비해체계획서를 개발해 지난 7월 원안위에 제출했고 신한울 3‧4호기 예비해체계획서 및 운영원전 24기 예비해체계획서 작성에 매진하고 있다.

지난 26일 경주화백컨벤션센터에서 열린 ‘제1회 원전해체 워크숍’에서 최영기 한수원 원전사후관리실 해체사업팀장(사진)은 “한수원은 지난 6월 영구정지 방침 결정 이후 고리 1호기의 안전한 운영‧영구정지와 성공적인 해체를 위해 전사적인 역량을 집중하고 있는데, 해외사례와 기술수준 등을 종합적으로 고려해 즉시해체를 추진할 방침”이라고 밝혔다.

최 팀장은 “원전 해체의 합리적 규제와 적정 기술기반 확보 및 사회적수용성(PA)이 충분한 선진국가의 경험, 해체준비 2년을 포함해 총 15년에 걸친 해체기간 등을 고려해 국내 해체비용은 호기당(2014년말 기준) 6437억 원으로 산정했다”며 “아울러 해체폐기물량은 호기당 1만4500드럼을 예상하고 있다”고 강조했다.

특히 최 팀장은 “고리 1호기에 사용후핵연료는 처분시설 운영 전까지 단기저장시설을 마련해 관리하고 단기저장시설 건설이 지연될 경우 인접호기에 분산 저장을 검토 중”이라며 “고리 1호기의 안전한 해체도 중요하지만 무엇보다 인접한 고리 2호기의 운전영향 최소화를 위한 해체원전과 운영원전의 물리적 구분 운영 방안 등을 수립 중”이라고 밝혔다.

이밖에도 최 팀장은 고리 1호기 해체 선결과제로 ▲영구정지 및 해체관련 규제 제도 개선 ▲해체폐기물의 효율적인 처리‧처분 방안 마련 ▲지역사회 등 이해관계자 의견수렴(공청회 등) ▲작업단위별 기술기준 및 계약방안 수립 등을 꼽았다.

◆한수원, 제1회 원전해체 워크숍…산업체와 다양한 의견 교류
한편 한국수력원자력은 지난 26일부터 27일까지 ‘고리 1호기 안전해체 및 해체산업 인프라 구축’을 주제로 ‘제1회 원전해체 워크숍’을 경주화백컨벤션센터에서 개최했다.

국내외 원자력산업계 관계자 300여명이 참석한 이번 워크숍은 한수원의 원전해체 기본계획과 기술개발 로드맵, 산업계에서 수행중인 해체 관련 기술개발에 대한 주제발표와 전문가 패널토의를 통해 효율적인 원전해체에 관한 다양한 논의가 이뤄졌다.

김범년 한수원 부사장은 “이번 워크숍은 국내 최초 원전해체를 준비하면서 각 산업체의 다양한 의견을 교류할 수 있는 자리였다”며 “성공적인 원전해체를 위해 대내외 교류 활동을 지속적으로 추진할 계획”이라고 밝혔다.

한수원은 지난 10월 정부의 ‘원전 해체산업 육성’에 관한 정책에 따라 원전해체 기본계획과 기술개발 로드맵을 수립했으며, 고리 1호기 해체를 통해 건설-운영-해체를 아우르는 원자력산업의 전(全) 주기를 완성한다는 방침이다.

원자력신문  2015.11.30