[EE칼럼] 원전에도 ‘요소수’가 있다

▲문주현 단국대학교 에너지공학과 교수

2021년 가을을 기억한다. 차량용 요소수 품귀로 국가 물류가 마비될 뻔했다. 값싸게 구할 수 있던 물질이었다. 그런데 국내 생산을 접고 특정 국가 한 곳에 기대다 보니, 그 나라가 수출을 제한하자 국가 물류 전체가 흔들렸다. 공급망을 남에게 기댄 대가였다.문제는 같은 일이 원자력에서도 일어날 수 있다는 것이다. 세계가 원전을 다시 짓기 시작했다. 세계원자력협회는 각국 정부의 원전 확대 목표가 달성될 경우, 2050년 세계 원전 설비가 1,446GWe에 이를 것으로 보고 있다. 2026년 10월 현재 17개국이 78기 원전을 건설 중이다. 우리도 대형원전과 SMR 건설을 추진하고 있다.

그런데 우리의 관심은 노형과 건설 일정, 그리고 핵연료에 쏠려 있다. 정작 원전을 구성하는 소재와 부품의 수급은 논의에서 빠져 있다. 원전은 수많은 특수 소재와 부품으로 이루어진 거대한 설비다. 원자로 용기와 증기발생기, 배관에는 니켈·크롬·몰리브덴계 특수합금 등이 들어간다. 핵연료 피복관은 지르코늄 합금으로 만든다. 제어봉에도 은-인듐-카드뮴 합금, 탄화붕소, 하프늄 등의 소재가 사용된다. 사용후핵연료 운반·저장 용기에는 중성자를 흡수하는 붕소와 특수강이, 처분 용기에는 구리와 주철이 필요하다.

원자력 소재 공급망은 세 가지 점에서 취약하다.첫째, 진입에 시간이 걸린다. 원자력 등급 소재는 성능만 좋다고 공급할 수 있는 것이 아니다. 엄격한 품질관리와 제조 이력, 추적성을 별도로 요구한다. 공급자 자격을 갖추고 실적과 신뢰를 쌓는 데 수년이 걸릴 수 있다.둘째, 공급이 일부 기업과 국가에 집중돼 있다. 지르코늄에서 하프늄을 분리하는 공정을 가진 기업은 세계적으로 손을 꼽는다. 붕소-10 농축 제품은 국내 생산 기반이 사실상 없어 해외에 의존하고 있다. 우라늄 변환시설과 농축시설도 소수 국가에 집중돼 있다. 병목마다 값과 물량을 좌우하는 소수의 사업자가 있음을 의미한다.

셋째, 수요가 한 번으로 끝나지 않는다. 원전 건설은 한 번의 공사지만, 핵연료는 계속 교체해야 하고 운반·저장 용기도 계속 필요하다. 장기간 끊기면 원전 운영에도 차질이 생길 수 있다.이대로 가면 어떻게 되겠는가. 건설 계획은 세워놓고 소재와 부품을 제때 조달하지 못하면 공사가 밀린다. 고준위 방사성폐기물 관리도 마찬가지다. 처분시설 부지를 확보해도 처분 용기와 그 소재를 제때 구하지 못하면 국가가 정한 관리 일정이 어그러진다. 다른 나라의 생산과 수출 정책에 우리 원전과 국가 계획이 휘둘리게 된다.

대책이 시급하다. 핵심은 모든 걸 자급자족하자는 것이 아니다. 국내 생산이 어려운 광물과 소재가 많다. 중요한 것은 어떤 상황에서도 필요한 물량을 확보할 수 있는 수급 체계를 갖추는 것이다.첫째, 원자력 핵심 광물과 소재를 국가 관리 품목으로 지정하고 수요를 물량으로 환산해야 한다. 원전 건설·운영 계획과 사용후핵연료 관리 일정을 품목별 소요량으로 바꿔 놓아야 무엇이 얼마나 부족한지 보인다. 이것이 출발점이다.

둘째, 확보 수단을 다변화해야 한다. 국내 생산이 가능한 품목은 자체 기반을 갖추고, 해외 의존이 불가피한 품목은 광산과 소재 공장의 공동개발, 지분 투자, 장기 구매계약(Off-take)으로 물량을 미리 확보해야 한다. 필요할 때 시장에서 사는 것과 공급망 일부를 직접 쥐고 것은 전혀 다른 얘기다.셋째, 민간기업 참여를 끌어내야 한다. 공기업만으로 공급망을 다변화하기 어렵다. 소재·금속·화학 기업과 종합상사가 들어올 통로를 열고, 정부는 장기 투자가 가능하도록 금융과 세제로 뒷받침해야 한다.넷째, 한·미 원자력 협력의 폭을 소재와 부품까지 넓혀야 한다. 농축과 재처리는 한·미 원자력협정과 비확산 규범의 틀 안에서 풀어야 하지만, 소재와 부품, 운반·저장·처분 용기는 지금도 협력할 수 있다. 통제 부담이 낮은 분야에서 실적과 신뢰를 쌓는 것이 순서다.

시간이 넉넉하지 않다. 서방 국가들이 러시아와 중국에 대한 의존을 줄이려 공급망을 다시 짜고 있다. 이 기회의 창이 오래 열려 있지는 않다.원자력 소재는 요소수보다 훨씬 까다롭다. 대체 공급자를 찾는 데 몇 달이 아니라 몇 년이 걸린다. 그때 가서 서두르면 이미 늦다. 모든 걸 우리 손으로 만들 필요는 없다. 그러나 필요한 것을 남의 손에만 맡겨서는 안 된다. 원전을 짓는 노력만큼 원전 소재를 확보하는 노력도 기울여야 한다.

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