​러시아 원자력 산업 동향 및 이슈

2022-09-15  러시아연방 모스크바무역관

- 2030년까지 원자력 발전량, 전체 전력 발전의 25%까지 달성 목표

- ‘2030 혁신 개발 및 기술 업그레이드 프로그램’ 등 중장기 원자력 발전 계획 추진

러시아 원자력 발전 전력 생산규모

러시아 원자력은 2021년 기준 전년대비 3% 증가한 2222억 4480만kWh 전력을 생산했다. 2021년 러시아에서 원전은 전체 국가 전력 생산량의 19.9%를 차지하는데 이는 화력(60.7%) 다음으로 높은 비율이다. 한편, 2022년 1월 1일 기준 러시아 원전의 고정 발전량은 2만 9543 ㎿㎿로 러시아 전체 발전소 고정 발전량의 11.98%이다.

러시아 원자력 발전소 건설 정보

러시아의 대규모 원전 설비 건설은 일반적으로 이미 운영이 중단돼 해체된 것을 신규로 건설하거나 노후화된 발전 설비를 교체하려는 움직임으로 볼 수 있다. 

레닌그라드 원전(Leningrad NPP)과 쿠르스크 원전(Kursk NPP)의 RBMK(Reactor Bolshoy Moshchnosti Kanalniy, 흑연감속 원자로) 유형 원자로 일부가 건설된 지 약 45년 이상이 지난 상태이다. 러시아 국영 원자력 기업 로사톰(ROSATOM) 등에 따르면 RBMK-1000 원자로 중 레닌그라드 원전에 있는 원자로는 2018년부터 가동이 중단됐고, 쿠르스크 원전1의 경우 1976년 시운전 이후 여전히 사용 중인 것으로 나타났다. 참고로 이 두 원전은 러시아에서 대규모 발전소 건설 문제가 언급될 때마다 회자되는 원전이다.

한편, 쿠르스크 원전∥는 2018년 4월 공사가 시작돼 2개의 VVER-TOI 유형 1호기와 2호기가 각각 정격 출력 용량 1,255 ㎿로 설계 및 건설되고 있다. VVER-TOI는 가압수형 원자로 설계로 2개의 발전 장치가 있는 전산화된 3세대 원전이다. 당초 전체 건설 기간은 4년 미만으로 계획됐으나 공사 일정을 맞추기 어려운 것으로 보이며, 전문가들은 해당 원자로가 정상 가동되기까지는 2년 정도가 더 소요될 것으로 보고 있다. 레닌그라드 원전은 현재 7호기 발전 프로젝트 초기 단계로 VVER-1200 설계 유형의 원자로이다. 2022년 봄에 기공식이 있었던 것으로 파악되며 2030년에 가동될 예정이다. 아울러 일부 러시아 매체에 따르면 8호기(VVER-1200 설계 유형)는 2032년경 완공될 예정이라고 한다.

SMR(소형 모듈 원전) 건설 정보

전기출력 300㎿급 이하인 SMR(Small Moduler Reactor, 소형 모듈 원전)의 경우 러시아에서는 로사톰(Rosatom)의 계열사인 Machine-Building JSC에서 설계한 경수로(LWR) 유형의 러시아 KLT-40S 발전 장치(전력 용량 35㎿)가 아카데믹 로모노소프(Academician Lomonosov) 수상 원자력 발전소에 설치돼 있다. 아카데믹 로모노소프(Academician Lomonosov) 수상 원자력 발전소는 아르한겔스크 세브마쉬(Sevmach) 조선소와 상트페테르부르크의 발틱(Baltic) 조선소에서 건조됐는데, 2019년 12월 추코트카 반도 내 페베크(Pevek) 전력망에 연계돼 2020년 5월부터 러시아 북동부 지역의 산업과 주거용 전력을 생산하고 있다.

로사톰(Rosatom)은 아카데믹 로모노소프(Academician Lomonosov)와 소형 원전인 KLT-40S에 대한 성공적인 경험을 바탕으로 추가적인 소형 원전 건설 계획을 세우고 있다. 로사톰은 야쿠티야(Yakutia)에 소규모 전력 용량 지상 기반 원전 건설 프로젝트를 추진하고 있는데 현재 프로젝트는 예비타당성 조사와 공청회를 마친 상태이다. 추후 환경영향평가를 준비에 착수해 2028년에 건설이 완료될 예정이다.

한편, Machine-Building JSC는 수상 및 지상용 차세대 원자력 발전소 Rhythm-200 개발에 관심을 가지고 있다. Rhythm-200 건설은 2030년에 시작될 예정으로 러시아 최대 자원 채굴 현장에 배치될 계획이다. 

원자력 발전소 인허가 제도

러시아 원전 관리 제도는 ‘원자력 에너지 활용 연방법(#170-FZ, 1995.11.27)’, ‘러시아 정부의 원자력 활용 허가 법령(# 280, 2016.11월 개정)’, ‘생태, 기술 및 원자력 감독 기술관리청 연방 행정 규정(#453,2014.10.8)'을 근거로 한다. 참고로 원자력 에너지 활용 연방법은 허가 대상 활동의 종류를 아래와 같이 규정하고 있다.

 - 핵 시설, 방사선원, 핵 물질 및 방사성 물질 저장 시설, 방사성 폐기물 저장 시설들에 대한 배치, 건설, 운영 및 해체

 - 방사성 폐기물 처리 시설 폐쇄 

 - 우라늄 광석 탐사 및 생산, 핵 물질 및 방사성 물질 생산, 사용, 처리, 운송 및 저장을 포함하는 핵 물질 및 방사성 물질에 대한 처리

 - 원자력 설비, 방사선원, 핵 물질 및 방사성 물질 저장 시설, 방사성 폐기물 저장 시설을 위한 장비의 설계 및 제조

 - 원자력 시설 및 원자력 에너지 사용 관련 활동 유형에 대한 안전 검사

원자력 발전 인허가 관련 규제 기관 및 제출서류

러시아 원자력 인허가 관련 규제기관은 해당 지역에 소재한 러시아 기술관리청(Rostechnadzor)이다. 기술관리청은 행정 규정에 따라 중앙 행정 사무소와 지역 지청이 있으며, 인허가 부여 권한은 지역 지청에 있다. 러시아 정부령 #280에 따라 인허가 신청 시 신청서와 원자력 시설(원자력 발전소, 방사선원, 저장 시설 및 활동 유형)의 안전성 입증 자료 등을 제출해야 하며 러시아 연방 세법에 의해 주세를 납부해야 한다.

원자력 발전소 운영 및 유지 보수 이슈

로사톰(Rosatom)에 따르면 러시아는 현재 총 38기의 원자로(VVER 유형 22개, 채널 원자로 12개, 소듐 냉각 중성자 고속로 발전 장치 2개, 부유식 원전 발전 장치 2개)를 갖춘 원전 11곳을 운영 중이다.

사용 후 핵연료 폐기물 처리 

러시아의 원자력 발전소 핵연료 폐기물 처리는 ‘방사성 폐기물 처리 연방법(#190-FZ, 2021년 12월 개정) 등의 적용을 받는다. 핵연료 저장에 대한 안전한 시스템 구축 및 사용 후 핵연료 재처리 기술과 재활용 등의 지침이 마련돼 있다. 로사톰은 핵연료 폐기물 처리를 관리하는 계열사인 라스노야르스크 주의 젤레즈노고르스크에 소재한 Mining Chemical Complex Works Federal State Unitary Enterprise와 첼랴빈스크주의 오조르스크에 소재한 PO Mayak Federal State Unitary Enterprise 2곳을 운영하고 있다. 

사용 후 핵연료는 발전소, 원자력발전소, 연구용 원자로 저장시설, Mining Chemical Complex Works 및 PO Mayak에 비축된다. 풀(Pool) 유형 저장시설은 약 8000톤과 2500톤 규모의 용량이다. 원자력 쇄빙선 등의 부유식 원자로에서 발생하는 일부 사용 후 핵연료는 기술 유지 보수 선박에 저장된다. 

사용 후 핵연료 처리에는 다음과 같은 두 가지 방법이 있다:

 - WWER-1000, WWER-1200, RMBK-1000, EGP-6, AMB 설계 발전 장치와 일부 연구용 원자로의 사용 후 핵연료는 발전 장치/원전 근처의 특수 시설에 통제돼 저장되거나 또는 Mining Chemical Complex Works FSUE의의 중앙통제식 저장소에 저장된다.

 - WWER-440, BN-350, BN-600, RMBK-1000 설계 발전 장치와 연구용 원자로 및 핵잠수함의 사용 후 핵연료는 PO Mayak FSUE에서 재처리된다.

Mining Chemical Complex Works FSUE는 사용 후 핵연료 재처리 실험센터 건설을 준비 중인데  2008-2015 원자력 및 방사선 안전 집행 연방 계획에 따라 실험센터의 시동시설은 연간 5톤 재처리 용량 설계로 이미 건설됐다. 2035년까지 원자력 및 방사선 안전 집행 연방 프로그램에 따라 실험센터에 대한 2단계 건설이 진행 중이다. 첨단기술과 장비 개발을 위해 설계된 이 발전소는 연간 250톤의 사용 후 핵연료 재처리 능력을 갖출 예정이다.

PO Mayak은 2035년까지 AMB 설계 원자로의 사용 후 핵연료를 처리하기 위해 복합시설을 건설할 예정이다. AMB-100과 AMB-200 흑연감속 채널 원자로 발전장치는 1980년대 말 이전에 Beloyarsk 원전에서 가동됐다. AMB원자로에서 꺼낸 방사성 연료 집합체는 이후 Beloyarsk 원전과 PO Mayak의 사용 후 핵연료 풀(Pool)에 저장됐다. 복합시설이 완공되면, PO Mayak은 Beloyarsk 원전에서 핵연료 폐기물을 받아 안전하게 저장하고, RT-1 플랜트에서 재처리를 하게 된다. 러시아 전문가들이 수행한 조사에 따르면, 로사톰 원전에서 발생되는 사용 후 핵연료가 매년 약 650톤에 달하지만, 그 중 15%만이 재처리 된다고 한다.

원전 유지 보수 기업 동향

원전 유지 보수 기업은 로사톰(Rosatom)의 계열사인 Atomenergoremont, Atomtechenergy JSC와 Rusatom Service JSC로 이들은 러시아와 해외 원전 유지 보수 서비스를 제공한다. 이들은 VVER 원자로 수명을 연장하거나 자체적으로 일부 필요 장비를 제작하기도 한다.

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러시아 원자력 발전 기술 개발 이슈

러시아는 국영기업인 로사톰(Rosatom)의 2016년 2030 혁신 개발 및 기술 업그레이드 프로그램을 채택해 폐쇄형 핵연료주기 고속 중성자로의 개발 및 건설, 원자력시설 해체 기술, 중소형 원자로 개발 중심 가용 기술 업그레이드와 신기술 개발 등을 추진하고 있다. 

로사톰(Rosatom)은 2050년까지 원자력이 러시아 전력의 45~50%를 공급하며, 21세기 말에는 70~80%를 공급할 것으로 예상하고 있다. 로사톰은 2050년까지의 장기 전략에서 무엇보다 안전한 원자력 발전으로의 이행을 추구하며, 특히 발전에서 나오는 방사성 폐기물 생산을 제거하는 것을 폐쇄형 연료 주기의 궁극적인 목표로 두고 있다.

러시아 원자력 관련 연구기관 동향

러시아의 주요 원자력 연구 센터는 Institute of Experimental Physics, Academician E.I. Zababakhin-Named Institute of Technical Physics가 있으며 이들 연구소는 원자력 발전 응용 연구 관련 많은 연구를 수행하고 있다. 또한 2011년 아래와 같이 10개의 과학 연구 기관과 2개의 민간기관 설립됐다.

 - Leipunsky Institute of Physics and Power Engineering(https://ippe.ru/)

 - Research Institute of Atomic Reactors(http://www.niiar.ru/)

 - Troitsk Institute of Innovation and Thermonuclear Research(https://www.triniti.ru/)

 - Luch Scientific Research Institute and Research Production Association(http://sialuch.com/)

 - Institute of Reactor Materials(http://irm-atom.ru/)

 - Scientific Research Institute of Instruments(http://www.niipriborov.ru/)

 - Leading Scientific Research Institute of Chemical Technology(https://vniiht.ru/)

 - Giredmet State Scientific Research and Design Institute of Rare Metal Industry(https://giredmet.ru/)

 - NIIGraphite State Scientific Research Institute of Graphite-Based Structural Materials(http://niigrafit.ru/)

 - Khlopin Radium Institute(https://khlopin.ru/)

 - "Science and Innovations" Private Institution(https://niirosatom.ru/)

 - "Iter-Center" Private Institution(https://iterrf.ru/)

일부 연구 기관은 아래와 같이 로사톰(Rosatom)의 일부 계열사나 부서가 되기도 했다.

 - Gidropress Experimental Design Bureau(http://www.gidropress.podolsk.ru, 기계 제작 부서)

 - Africantov Experimental Design Bureau of Machine-Building(http://www.okbm.nnov.ru, 기계 제작 부서)

 - Academician Bochvar High-Tech Scientific Research Institute of Inorganic Materials(https://bochvar.ru, TVEL fuel division)

 - Dollezhal Scientific Research and Design Institute of Power Engineering(https://www.nikiet.ru, ROSATOM산하) 

러시아는 원자력 발전을 저탄소 발전의 핵심 요소로 인식하고있다. 2030년까지 국내 발전에서 원전이 차지하는 비율을 25%까지 끌어올릴 계획이며, 고속 중성자로 기술의 세계적인 리더로서 새로운 원자로 기술 개발을 포함해 원자력 역할 확대를 위한 계획을 지속적으로 추진할 예정이다. 이러한 이유로 원자력 관련 제품과 서비스의 수출은 러시아의 주요 정책이자 경제적 목표가 될 것으로 전망된다. 상트페테르부르크 국립 에너지 대학 원자력 및 열에너지 연구소의 알렉산드르 깔류티크(Alexander Kalyutik) 소장은 델로보이 페테르부르크(Delovoy Peterburg, 2022년 7월 7일)를 통해, "원전은 이른바 '기초발전' 영역에 속하고 다른 에너지원을 통해 만들어내는 전력을 대체할 수 있다"며 원전 프로젝트 지속의 중요성을 강조했다. 아울러, 컴퓨터 기술과 소프트웨어를 접목한 최첨단 원전기술 개발이 향후 로사톰의 주요 원전 발전 추진방향이 될 것이라고 밝혔다. ​