원자력 전문가가 본 '핵잠'과 '원전'

원자력 전문가가 본 '핵잠'과 '원전'

2025.11.17. 오전 11:00.
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■ 방송 : YTN 라디오 FM 94.5 (09:00~10:00)
■ 진행 : 조태현 기자
■ 방송일 : 2025년 11월 17일 월요일
■ 대담 : 백원필 전 한국원자력학회장

- 美, '韓 민간 우라늄 농축 등' 공개적 지지 표명 큰 진전..큰 걸림돌 넘어서
- 韓 세계5위 원전 운영국, 50년간 핵 비확산 철저 준수, 안정적 원전 생태계 신뢰로 농축 재처리 기술 자립할 충분한 자격
- SMR '원조'는 1950년대 잠수함용 원자로..핵잠 개발은SMR 기술이 기반
- SMR 장점, 1) 높은 안전성 2)출력조절 유연해 재생에너지와 조화 3) 높은 비용드는 송전망 시설 불필요
- SMR, 비싼 전력 단가로 인해 상용화 미뤄져..2030년대 초중반 상용화 가능할 것
- 5~20% 고순도 저농축 우라늄 HALEU 공급망 구축도 관건..빌 게이츠 SMR '테라파워'도 공급 문제로 늦춰져
- AI시대 커지는 '에너지 안보'..美, 2050년까지 원전 용량 4배 확충, 심지어 영구정지된 원전까지 재가동하는 상황
- 韓, 대미투자금 2천억불 상당 부분 美 원전 전력망 투자는 한미 서로 윈윈하는 결과ㅣ
- 국내, 원전 없이 안정적 경제적 에너지 공급 매우 어려워..고리2호기 재가동, 신호탄이길 바래

* 아래 텍스트는 실제 방송 내용과 차이가 있을 수 있으니 보다 정확한 내용은 방송으로 확인하시기를 바랍니다. 


◆ 조태현 : 주말 사이에 한·미 정상회담의 결과물인 조인트 팩트시트가 발표가 됐죠. 각 분야의 관세율뿐만 아니라 원자력 추진 잠수함, 핵잠 건조를 미국이 승인했다는 내용도 팩트시트에 포함이 됐습니다. 핵잠 연료, 농축 우라늄 재처리 권한과 관련한 부분도 언급이 됐고요. 이번 협상을 주도한 김정관 산업통상부 장관은 AI 시대에 원전은 필요하다라는 발언을 해서 눈길을 끌기도 했는데요. 이게 눈길을 끈 배경을 보자면요. 정부가 문재인 정부의 탈원전 정책 이후 처음으로 원자력 발전소의 계속 연장을 결정했기 때문이 아닐까 싶습니다. 문 정부 이후에 한동안 우리 사회의 금기어처럼 여겨졌던 원자력 관련 내용이 화두가 되고 있는데요. 다양한 원자력 이야기들 오늘은 백원필 전 한국원자력학회장과 함께 이야기 나눠보도록 하겠습니다. 회장님, 나와 계십니까?

◇ 백원필 : 예. 안녕하세요.

◆ 조태현 : 예. 안녕하십니까? 회장님. 한·미 정상회담 팩트시트 이야기부터 나눠봐야겠는데요. 지난주 금요일날 나왔잖아요? 이 세부적인 내용을 보니까 아직 건조를 어디서 할 것이냐 이 부분은 담기지 않았어요. 그래서 앞으로도 논란이 좀 있을 것 같긴 한데요. 일단은 미국이 승인했다는 내용 이거 자체는 들어갔고요. 농축 우라늄 재처리 관련 내용도 언급이 됐습니다. 회장님, 이번 합의 내용 어떻게 보셨습니까?

◇ 백원필 : 네. 우리나라는 세계 5위의 원전 운영국으로서 우라늄 농축 및 사용후 핵연료 재처리 기술 확보가 에너지 안보 측면에서 매우 중요합니다. 이에 대해서 미국이 처음으로 공개적으로 지지를 표명한 것은 큰 진전입니다. 그리고 원자력 잠수함 확보 노력이 공식화되고 여기에 대해 미국이 지지한 것은 핵심적인 제약 요인을 해소했다는 의미에서 중요하다고 생각합니다. 이번 한·미 합의를 통해서 큰 틀은 마련됐기 때문에 앞으로 세부 이행 과정을 안정적으로 끌고 가는 것이 중요할 것 같습니다.

◆ 조태현 : 알겠습니다. 이것도 굉장히 지난한 협상이 되지 않을까 벌써부터 걱정이 앞서기도 하는데요.

◇ 백원필 : 그렇습니다.

◆ 조태현 : 쉽지는 않을 것 같습니다. 아무튼 이번 내용을 보니까요. 미국이 한·미 원자력 협정에 부합하고 미국의 법적 요건을 준수하는 범위 내에서 평화적 이용을 위한 민간 우라늄 농축 및 사용 후 핵연료 재처리를 지지한다라는 내용이 들어왔어요. 이게 무슨 뜻입니까?

◇ 백원필 : 사실 이 문구만으로는 정확한 해석을 하기가 어렵고 그래서 다양한 분석들이 나오는 것 같습니다. 저도 이제 좀 생각을 많이 해 봤었는데요. 지금 단계에서는 미국 정부가 민간 우라늄 농축 그리고 사용 후 핵연료 재처리에 대해서 공개적으로 명확한 지지를 표명한 것에 큰 의미를 두어야 할 것 같고요. 협상 과정에서 어떤 공감대가 이루어졌느냐 하는 것은 향후 진행되는 것을 보면서 드러나지 않을까 그렇게 생각합니다.

◆ 조태현 : 그럼 일단은 선언적인 의미를 갖는 것 이 부분에 가치를 두는 게 좋겠네요? 일단은

◇ 백원필 : 그렇지만 이렇게 하는 것도 미국은 많이 주저했을 것이기 때문에 일단 큰 걸림돌을 한 단계는 넘어섰다 그렇게 생각합니다.

◆ 조태현 : 알겠습니다. 첫 단추는 일단 잘 꼈다라고 볼 수가 있겠고요. 미국 정부 내에서 이견이 있긴 있었나봐요. 우라늄 농축과 핵연료 재처리 이거 권한을 인정하는 문구를 팩트시트에 넣으면 안 된다 이런 목소리도 나왔는데. 이거는 군사적으로 쓸 가능성 이런 부분들을 우려하는 그런 거라고 봐야 되는 겁니까?

◇ 백원필 : 예. 그렇죠. 이제 우라늄 농축과 재처리는 핵 비확산 체제에서 가장 민감하게 다루는 기술입니다. 왜냐하면 북한이나 인도, 파키스탄 등이 이 기술을 이용해서 핵무기 개발을 했기 때문이죠. 그래서 미국은 지난 수십 년간 이를 아주 강하게 통제해 왔고 한국이 기술 확보 의사를 밝히고 또 미국이 이걸 동의하려는 데 대해서 일부 그룹은 민감한 반응을 보이는 것은 너무 당연하다고 생각을 합니다. 그렇지만 우리 입장에서는 우리가 세계 다섯 번째 되는 원전 운영국이고 지난 50년간 또 핵 비확산을 철저하게 준수해 왔고 또 안정적인 원전 생태계를 가진 신뢰할 수 있는 국가의 자격을 충분히 갖췄거든요. 그렇기 때문에 농축과 재처리 기술 자립을 논의할 수 있는 충분한 자격이 있다고 생각합니다. 어쨌든 앞으로 어떻게 이걸 끌고 가느냐가 중요한 과제라고 생각합니다.

◆ 조태현 : 알겠습니다. 과제가 숙제가 많이 던져지긴 했네요.

◇ 백원필 : 그렇죠.

◆ 조태현 : 이번 핵잠, 이 부분이 계속 이슈가 되고 있는데. 핵잠을 움직이기 위해서는 SMR 소형 모듈 원자로 이게 또 풀어야 할 숙제다라는 지적도 나온 것 같아요. 원잠이랑 이런 SMR 기술 어떻게 연결되는 겁니까?

◇ 백원필 : 어떻게 보면 같다고도 볼 수 있고 좀 다르다고도 볼 수는 있는데요. 즉, 소형 모듈 원자로. 즉, SMR의 원조가 바로 1950년대부터 사용된 잠수함용 원자로였습니다. 출력 수준 그리고 일체형 설계 등 기반 기술을 공유하는 부분이 많기 때문에 원자력 잠수함을 개발하려면 당연히 SMR 기술이 기반이 된다고 할 수 있습니다. 그리고 이제 SMR은 그 AI시대 이제 전력난 해결에도 많은 여러 가지 장점이 있습니다. 이게 잠수함용 원자로가 갖고 있는 장점들이 또 많이 활용되는 것도 있는데요. 일단 안전성이 매우 높고 또 출력 조절이 유연하기 때문에 재생에너지와 궁합이 좋고 또 수요지 인근에 설치할 수 있어서 이제 송전망 없이 에너지를 사용할 수 있는 점도 있고요. 그래서 이제 최근에 데이터센터 등과 관련돼서 SMR 이야기가 많이 나옵니다. 그리고 제가 생각할 때 또 하나 중요한 것이 SMR은 건설 기간이 짧고 또 초기 투자 규모가 작기 때문에 지금까지 이제 공공 분야에서 다 해왔지 않습니까? 원자력 산업을. 그래서 이제 민간 주도 사업이 가능해질 것으로 그렇게 생각하고 있습니다.

◆ 조태현 : 삼성전자 같은 데에서도 SMR 상용화가 된다면 얼마나 설치하고 싶겠어요.

◇ 백원필 : 그렇죠. 삼성전자 그리고 포항제철이라든가 여러 가지 데이터센터마다 SMR이 들어가지 않을까 그렇게 기대하고 있습니다.

◆ 조태현 : 이게 아직 상용화는 안 됐죠? 언제쯤 가능할까요?

◇ 백원필 : 사실 우리가 적극적으로 했으면 상용화시킬 수도 있었는데. SMR이 대형 원전보다는 비싸기 때문에 단위는 작지만 전력 단가는 비싸기 때문에 그동안 좀 미뤄져 왔었고요. 최근 개발하고 있는 iSMR이라는 원자로는 이제 조만간 그 인허가를 신청을 할 거고요. 그러면 2030년대 초중반에 상용화가 되지 않을까 생각합니다.

◆ 조태현 : 어찌 됐건 한 발씩 상용화로 다가서고 있는 것은 분명해 보이는데요. 최근에 보면 미국이 고순도 저농축 우라늄. 그러니까 헤일루(HALEU)라고 많이 부르죠. 헤일루 생산을 확대하기 위해서 한국 기업의 투자를 사실상 인정했다 이런 이야기도 나오거든요? 헤일루라는 게 뭐고 왜 여기에 이렇게 관심을 갖는 겁니까?

◇ 백원필 : 우라늄 연료는 농축도에 따라서 고농축 우라늄, 저농축 우라늄으로 나눕니다. 그래서 이제 20%가 기준이 되는데요. 고농축 우라늄은 이게 핵무기로 발전할 가능성이 있기 때문에 일반 민수용으로는 지금 사용되지 않고 있고 물론 미국에서는 쓸 수도 있습니다만 대부분 민간용으로는 저농축 우라늄을 쓰는데 현재는 5% 이하로 농축된 우라늄들을 연료를 쓰고 있었고. 그런데 이 효율을 높이려면 농축도를 좀 더 높일 수록 좋습니다. 그래서 최대한 할 수 있는 게 20% 가까이 이제 농축을 시키는 걸 원하고. 그래서 해일루 원자로는 5%에서 20% 사이의 농축도를 갖는 고순도 저농축 우라늄이라고 하죠. 그런데 특히 지금 중요한 것이 20% 가까운 상당한 수준의 농축도를 가진 우라늄 연료가 필요한데요. 잠수함에서도 그걸 쓰는 게 좋고요. 그다음에 선진 SMR에서도 그걸 원하는 원자로 설계들이 많습니다. 과거에 이 헤일루(HALEU) 핵연료를 주로 러시아에 의존했지만 지금은 그 우라늄 공급망이 흔들리고 어쩔 수 없이 미국과 영국이 이 자체적으로 해일루 공급망을 구축하고 있고 우리나라는 우리 스스로 지금 당장 우라늄 농축 시설을 갖추기는 여러 가지로 어렵기 때문에 미국에 같이 진출해서 투자해서 안정된 핵연료 공급망을 확보하려고 하는 것입니다.

◆ 조태현 : 공급망을 한 나라에 의존하는 거는 썩 그렇게 좋은 거 아니니까요. 우리가 지금 경험을 하고 있죠.

◇ 백원필 : 그렇죠. 지금 가스도 그렇고 지금 에너지 시스템 전체가 과거에 쉽게 생각한 거에서 지금 에너지 안보가 정말 중요하다는 것을 지금 깨달았죠.

◆ 조태현 : 뼈저리게 느끼고 있는 분들이 많을 것 같습니다.

◇ 백원필 : 그리고 이제 해일루에 대해서 하나만 더 말씀드리면. 미국도 현재 해일루 공급량이 매우 적기 때문에 예를 들어서 빌게이츠의 테라파워 원자로 같은 경우가

◆ 조태현 : SMR 하는 데죠?

◇ 백원필 : 예. SMR 하고 있는데. 해일루 공급 문제 때문에 프로젝트를 2년간이나 실제로 늦추기도 했거든요.

◆ 조태현 : 기술이 있어도 연료가 없으면 안 되니까요.

◇ 백원필 : 그렇죠. 그만큼 이제 헤일루 확보는 미래 원자력에서 상당히 중요한 의미를 갖습니다.

◆ 조태현 : 그렇기 때문에 이번 팩트시트 보면, 우리가 미국에 현금 투자하는 부분들 이게 2천억 달러인데 이게 원전이나 전력망 분야에 가게 될 가능성이 크다라는 전망이 나오고 있거든요? 이것도 비슷한 맥락인 것 같은데요. 미국이 이렇게 자금을 원전 그리고 전력망에 집중하는 배경 이거는 뭘로 봐야 될까요?

◇ 백원필 : 이제 미국이 AI 시대를 주도하고 있지 않습니까? 그러다 보니까 이제 전력 부족과 전력망 문제를 가장 심각하게 겪고 있습니다. 그리고 원전 용량도 2050년까지 4배로 늘리겠다고 지금 천명하고 여러 가지 조치를 취하고 있는데요. 심지어는 영구 정지되었던 원전들까지 재가동하는 지금 상황이거든요. 그런데 공교롭게도 우리한테는 다행이지만 한국이 원전 건설과 전력 설비 분야에서 최고의 경쟁력을 지금 갖추고 있죠. 그러다 보니까 우리의 투자금을 여기에 투입한다면 두 나라가 서로 윈윈하는 결과를 가져올 수 있을 것으로 생각을 합니다.

◆ 조태현 : 알겠습니다. 여러 가지 말씀하신 것처럼 지금 전력 수요가 급격하게 늘다 보니까 국내 원전 쪽에도 관심이 많이 쏠리고 있어요. 정부가 고리 2호기의 계속 연장을 결정을 했어요. 이게 굉장히 노후된 원전으로 알고 있는데 이번 결정이 갖는 의미는 뭡니까?

◇ 백원필 : 정부에서도 얘기했듯이 안전성이 과학적으로 확인된 원자력 발전소를 계속 운전하는 것은 에너지 안보, 탄소 중립, 전력 요금 안정이라는 세 가지 목표를 동시에 달성하는 가장 효과적인 수단입니다. 특히 전기화와 AI 산업 성장으로 전력 수요가 빠르게 증가하는 것은 분명해졌고요. 우리나라에서는 원전 없이는 전력을 안정적이고 경제적으로 공급하기가 매우 어렵습니다. 저희로서는 이번 고리 2호기 계속운전 결정이 우리 정부가 미래 에너지 수요에 대응하면서 원자력을 적극적으로 이용하겠다는 신호이기를 기대하고 있습니다.

◆ 조태현 : 현실적으로 우리가 쓸 수 있는 에너지원이 마땅치가 않기 때문에 어쩔 수 없는 측면이 분명히 있는 것 같고요. 지금 최근 김정관 장관도 한 인터뷰에서 AI 시대에는 원자력 발전이 꼭 필요하다 이렇게 언급을 하기도 했어요. 엔비디아가 최근에 우리나라에 최신 GPU 26만 개를 공급하겠다고 했을 때 가장 먼저 나왔던 우려가 전력난에 대한 우려였거든요. 우리나라의 지금 전력 수급 상황이 어떻길래 이런 우려가 나오는 겁니까?

◇ 백원필 : 사실 전체 전력 설비 관점에서 보면 지금 당장 우리 전력 설비가 부족하다 할 상황은 아닌 것 같습니다. 그런데 중장기적으로 보면 전력 설비를 원자력이든, 재생에너지든 구분하지 않고 급격하게 늘리지 않으면 그 수요를 감당할 수 없는 것은 맞고요. 그런데 지금 당장 어떻게 보면 총 전력 생산량 자체보다도 이걸 어떻게 송전해서 활용할 수 있을 것인가가 어떻게 보면 더 큰 문제죠. 왜냐하면 전력 수요하고 전력 생산지하고의 지역 간 격차가 너무 커서 적절하게 송전해야 되는데 또 거기에 대한 저항도 만만치 않지 않습니까? 그래서 HVDC라든가 새로운 전력망 기술도 필요하고 또 전력 수요의 분산도 필요하고 다양한 방법이 통합적으로 적용돼야만 우리가 전기를 좀 자유롭게 사용하면서 국가 경쟁력도 높일 수 있을 것 같습니다. 지금처럼 모든 전력 수요지가 수도권에만 몰린다면 제 생각에는 어떠한 해결 방법도 없을 거라고 생각합니다.

◆ 조태현 : 그럼 결국엔 지역 분산도 중요해지겠네요?

◇ 백원필 : 그렇게 생각합니다.

◆ 조태현 : 그렇군요. 일단은 지역 분산이라든지 송전 인프라 이런 것들이 더 중요하다라고도 볼 수가 있겠는데

◇ 백원필 : 지금 당장은 그렇습니다.

◆ 조태현 : 근데 장기적으로 봤을 때는 전력 수요 생산량 자체도 늘려야 될 것이고요. 그런데 이 문제에서 있어서 그 정부의 전력 수요 예측이 시대 변화를 따라가지 못하고 있다라는 지적도 있어요. 이거는 어떤 의미에서 나온 지적입니까?

◇ 백원필 : 예. 아무래도 그 계획을 수립하는 입장에서는 늘 그 예상되는 전력 수요를 좀 낮추려고 하는 경향이 있습니다. 그건 계속돼 왔던 그런 건데요. 그런데 지금처럼 급격한 전력 수요 증가가 나왔을 때 당황하게 되는 거죠. 그렇지만 그 11차 전력 수급 기본 계획이 올해 초에 이제 확정됐는데. 여기에도 이제 분명하게 반도체 클러스터, AI 데이터센터 전기화에 따른 전력 폭증을 언급하고 그에 따른 그 전력 수요 증가분이 반영을 하기는 했거든요. 그런데 이제 전문가들이 볼 때 그것이 과연 충분하냐, 또 체계적으로 분석된 결과냐 하는 등의 논란이 지금 있는 거죠. 앞으로 이런 계획을 수립할 때는 위원회를 가동하기에 앞서서 종합적이고 정교한 사전 분석이 반드시 필요하다고 생각을 합니다. 여전히 부족하기 때문에 문제가 되는 거죠.

◆ 조태현 : 여전히 정부는 산업 수요가 천천히 증가한다 이렇게 이야기를 하고 있는데 지금 상황을 보면 전혀 그렇지 않죠. 전력 수요가 지금 폭증을 하는 그런 흐름들이 감지가 되니까요. 이렇게 전력난에 대한 우려가 커지니까 정부가 해상 풍력 비중을 높이겠다라고 밝혔는데요. 이 부분에 대해선 어떻게 평가하십니까?

◇ 백원필 : 이제 원자력을 크게 늘리고 싶지는 않고 재생에너지를 중심으로 가다 보면 태양광이 가장 하기 쉬운데 또 태양광만으로 할 수는 없기 때문에 당연히 해상 풍력을 생각할 겁니다. 그래서 거기에 당연히 저도 해상 풍력을 최대한 늘리는 것에는 찬성하지만 그 해상 풍력이 갖고 있는 한계도 뚜렷하기 때문에 어느 수준까지가 우리나라에서 감당할 수 있는 것인가에 대해서 좀 냉철한 분석이 필요하다 그렇게 생각합니다.

◆ 조태현 : 어떤 한계가 있죠?

◇ 백원필 : 왜냐하면 해상 풍력도 변동성이 상당히 심하고요. 그다음에 또 그 서남 해안이라든가 그런 전력 수요지와 먼 곳에 집중적으로 건설돼야 되지 않습니까? 그런 부분도 있고. 그렇기 때문에 이런 전력망 확충 문제, 그다음에 원전이나 SMR과의 연계 문제, 또 태양광과의 연계 문제 등도 잘 ESS를 포함해서 제대로 설계되지 않으면 생성되는 풍력 전기를 충분히 활용할 수 없는 부분도 있거든요. 그리고 여전히 그 발전 단가가 가장 비싼 전력원 중에 하나고요.

◆ 조태현 : 예. 알겠습니다. 조금 전에 회장님께서 ‘정부가 원전은 늘리고 싶지 않으니까...’ 이렇게 말씀을 해 주셨는데 사실 그런 것들이 많이 감지되긴 하거든요. 그런데 지금 가동되는 원전들 가운데서는 당장 고리 2호기부터 굉장히 노후된 원전 아니겠습니까? 이런 상황도 재점검해야 될 필요성은 없을까요?

◇ 백원필 : 예. 저는 그 안전성은 당연히 엄밀하게 확인을 해서 안전성이 확인되면 계속 운전을 해야 된다고 보고요. 그것만으로는 탄소 중립과 에너지 안보 달성에 필요한 전기 생산이 충분하지 않기 때문에 신규 원전 건설 그리고 SMR의 조기 상용화가 적극적으로 추진돼야 된다고 생각을 합니다.

◆ 조태현 : 알겠습니다. 탄소 발생을 줄이면서 안정적인 전력을 수급할 수 있는 방안 사실은 지금 시점에서는 원전밖에 없지 않나라는 생각이 다시 한 번 듭니다. 지금까지 백원필 전 한국원자력학회장과 함께 이야기 나눠봤습니다. 오늘 말씀 고맙습니다.

◇ 백원필 : 예. 감사합니다.

YTN 김양원 (kimyw@ytnradio.kr)



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