원전해체 경쟁력강화 기술개발사업 추진 개요
원전해체 경쟁력강화 기술개발사업 추진 개요
  • 이광호
  • 승인 2022.07.05
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사업 추진 배경

원전해체에 대한 정의를 보면 ‘원자력시설의 해체란 원자력시설 운영을 영구적으로 정지한 후 해당 시설, 부지를 철거하거나 방사성오염을 제거함으로써 원자력안전법 적용대상에서 배제하기 위한 모든 활동(원자력안전법 제2조 제24항)’을 말한다.

원전해체는 영구정지된 원전의 시설과 부지로부터 받는 영향을 최소화하고, 이 과정에서 발생하는 방사성폐기물을 안전하게 관리해야 한다. 방사선 및 일반 재해로부터 작업종사자와 주민을 보호, 환경이 미치는 영향을 최소화하고 원전 부지를 복원해 부지 개방 또는 다른 용도로 재이용 등 미래 활용 방안을 강구해야 한다. 이러한 목적을 달성하기 위한 원전해체 기술은 방사선 안전관리, 기계, 화학, 제어 등 다양한 분야 지식과 기술이 복합된 종합 엔지니어링 ・ 융합 기술이며, 국가나 시설 환경을 고려한 현장 특화(Site Specific) 기술이 필요하다.

원전해체는 영구정지부터 짧게는 15년 내외로 소요되는 장기 프로젝트이며, 비용도 원전 건설의 약 20~30% 정도가 소요되는 거대 산업이다. 원전해체 산업은 해체가 되는 원전의 수요에 따라 형성되기 때문에 기술 및 인력 소요가 불연속적이어서 전문 인력(기업)의 양성과 유지가 어려운 실정이다. 실제 원전해체에 참여해 기술을 축적하고 검증한 주요국의 대형 해체기업(10여 개)과 해체 전문기업(200여 개)이 글로벌 시장을 주도하고 있다. 원전해체 산업은 국가의 해체정책 및 규제체계, 각 원전별 특성에 따라 원전해체 사업 수행체계가 결정되는 폐쇄적인 특성에 따라 진입장벽이 매우 높은 산업이다. 따라서 이 기술개발사업의 추진배경 및 목적은 안전한 해체, 방사성폐기물 처리 및 환경 복원에 대한 국민적인 요구 증대 등으로 인해 해체작업에 투입되는 기술 및 장비의 성능과 신뢰성을 확인시킴으로써 작업종사자와 주민의 안전을 확보하는 것이다.

 

장기간 진행되는 해체작업과 방사능 오염 핵심설비 해체과정에서 투입되는 장비와 기술의 완성도를 제고해 작업종사자의 방사선피폭 최소화가 필요하며, 해체 전 과정에 대한 지역주민의 안심과 수용성 확보를 위해 원전해체기술의 신뢰성을 높일 필요가 있다. 정부도 국민의 안전을 위한 국정과제 및 정책에 부합하기 위한 원전해체 산업 육성 전략(2019.4)을 발표한 뒤 관련 기술개발을 지원하기로 하고, 원전해체를 원전산업의 새로운 먹거리로 육성해 미래 글로벌 원전해체시장 Top5 국가로 도약(2035년까지 세계시장 점유율 10% 달성)하겠다는 비전 및 목표로 수립했다.

사업의 필요성

원전해체 산업은 범국가적 이슈사항으로 장기간의 투자를 통한 기술 확보 및 산업 생태계 구축이 필요한 산업으로 정부 주도의 안정적인 투자가 필요하다. 고리 1호기 및 월성 1호기 해체 일정이 다가오고 있어 해체계획에 따라 안전한 해체 수행을 위해 시급한 사업 추진이 필요하며, 선행사업 개발 기술의 검증을 추진하지 못한다면 영구정지 원전(고리 1호기, 월성 1호기)의 적기 해체가 불가능하다.

고리 1호기의 경우 본격적인 해체 준비가 필요한 상황이며, 관련 기술의 확보나 대응이 지체될 경우 국내기술 확보 부족으로 해외기술 의존도가 높아질 것이다. 중수로인 월성 1호기는 2019년 12월에 영구정지가 결정돼 해체계획서 작성 등 해체를 위한 인 . 허가 준비 작업이 진행 중이며, 전 세계적으로 중수로 해체 경험이 없어 관련 기술 확보가 시급한 실정이다.

선행 사업을 통해 개발된 해체기술은 기술 실증을 위한 인프라의 부재와 연구실 수준(기초 . 응용수준)의 기술개발 목표에 따라 추가적인 적용성 확보가 요구된다. 원자력 및 방사성폐기물 분야의 높은 안전성 확보를 위해 선행기술의 정밀한 검증이 요구되지만, 원자력 관련 시설을 활용한 테스트베드가 없는 실정이어서 관련된 기반을 마련해야 한다.

지난해까지 확보한 96개 해체 핵심기반 기술과 상용화기술 중 대다수의 기술은 검증을 위한 대형 시험시설과 적용설비의 부재로 실험실 수준에서의 개발한 것이 대부분이며, 이 기술들을 원전 해체현장에 적용을 하기 위해서는 상용화 수준의 기술개발과 시험, 인증 등의 절차 및 제도 확보도 반드시 필요하다. 현재 연구실 수준인 국내 해체기술을 더 발전시켜 안전한 원전해체를 추진하기 위해서는 폐기물 처리·감용 기술의 확보와 이를 위한 인프라 구축으로 현장의 적용성 및 안전성 검증이 필수적이다.

또한 방사성폐기물 제염과 절단 . 철거 과정에서 발생하는 방사성물질의 확산을 최소화하고 해체작업의 안전성을 강화하기 위해 원전해체 관련 기초 . 기반기술의 4차 산업혁명 기술과 융 . 복합이 필요하다. 방사성폐기물을 감용하기 위한 기술과 설비가 부족하면 방사성폐기물처분장 처분용량이 한계에 다다라 사회적 문제가 발생할 가능성이 있다. 방사성폐기물을 안전하게 관리하고 투명성을 확보해 방사성 폐기물량의 최소화를 위한 친환경 . 고효율 기술을 개발한다면 해체폐기물의 막대한 처분비용을 절감할 수 있다.

원전해체 기술개발 및 상용화를 위해서는 종합적 . 장기적인 투자가 필요하고, 해체산업의 특성을 고려했을 때 민간기업의 투자만으로는 한계가 있다. 당면한 고리 1호기 및 월성 1호기 안전한 해체 수행과 해체산업 초기 사업화(Death valley) 구간에서의 공급망 구축 및 생태계 기반 마련을 위해 정부 주도의 해체산업 육성 지원 필요한 것이다.

특히 우리나라는 현재 미국, 일본 등에 비해 원전해체기술과 경험이 부족하다. 따라서 본 사업을 통해 첨단 원전해체 기술을 개발하고 국내 해체 경험을 축적한다면 2035년까지 글로벌 원전해체 선도국 대열에 합류할 수 있다.

사업의 비전 및 목표

이번 사업은 안전하고 경제적인 원전해체 사업에 필요한 현장맞춤형 기술 개발과 기술검증 기반을 구축하기 위한 사업이며, 영구정지 후 해당 원전시설과 부지를 안전하고 효율적으로 철거하거나 방사능 오염을 제거하고 원래의 상태로 복원하기 위한 일련의 기술 또는 활동 전반을 포함한다.

사업의 대상은 영구정지 원전(경수로 및 중수로)의 안전한 해체에 필요한 실증 ・ 분석 인프라 구축이며, 해체기술 자립화 및 고도화 기술개발을 포함하여 선행 사업을 통해 개발된 해체기술의 실증 및 해체폐기물 분석을 위한 인프라 구축이다.

원전해체를 위한 기술에는 방사선학적 특성평가 기술, 제염 기술, 절단 및 철거기술, 폐기물 처리기술, 부지 복원기술 등이 있으며, 이번 사업에는 원전해체기술의 자립화 및 고도화를 위한 세부 기술개발이 포함돼 있다. 이와 함께 해체 안전성 향상을 위한 기술고도화와 경쟁력 확보를 위한 기술개발도 포함했다. 해체 사업수행에 필수적인 핵심기술 확보와 더불어 안전하고 효율적인 고부가가치의 기술이다.

방사성폐기물 관리는 국가가 관리주체로 원전 해체과정에서 발생되는 대량의 방사성폐기물의 최소화 및 처분 안전성 확보를 위한 기술을 포함했다. 영구정지 원전의 부지 내 보관 중인 방사성폐기물과 해체과정에서 발생한 폐기물을 안전하게 처리하고 처분하기 위한 기술, 그리고 해체폐기물 내 고부가가치 유용자원을 회수해 처분 및 비용부담을 저감하기 위한 기술이다.

이 사업은 사업 비전이 하위목표(사업목표, 추진전략)와 연계됨과 동시에 하위목표를 달성하게 되면 비전 및 목적이 이루어질 수 있도록 논리구조를 설계했으며, ‘안전하고, 경제적인 상용원전해체를 위한 선도기술 개발 및 검증기반 구축’으로 설정했다. 이 목표에 부합하기 위해 △안전하고 경제적인 상용원전해체(현장맞춤형 기술개발) △검증기반 구축 △최신 이슈 대응을 위한 선도기술 개발이라는 총 3가지의 사업 범주로 구분, 기획했다.

안전하고 경제적인 상용원전해체(현장맞춤형 기술개발)는 영구정지 대상 원전의 안전한 해체를 위해 신뢰성 높은 현장적용 가능 기술 확보가 필요하며 이를 고려한 목표를 수립했다. 특히 이번 사업의 기술개발 과제는 국내 최초로 원전해체 현장에 적용되는 새로운 기술이기에 경제성보다는 국가의 관리 및 지원 아래 안전한 해체에 중점을 두고 있다.

폐기물 분석 및 검증기반 구축은 국내 방사성폐기물 관리에 대한 기본 방침이 국가의 책임 하에 국민 안전을 최우선적으로 고려해 관리돼야 하고 장기간의 투자를 통해 기술개발 및 상용화 성과를 검증할 수 있는 기반구축이 필요함에 따라 이를 고려했다. 나아가 이번 사업을 통한 기술개발에 차질이 생길경우 해체사업의 지연, 방폐물 임시저장으로 인한 국민적 우려 및 지역사회의 반발, 방폐물 감용 미비로 방폐장 처분용량 초과 등 사회적 문제가 발생할 가능성이 있으며 이에 대한 대안이 필요하다.

최신 이슈 대응을 위한 선도기술 개발은 향후 원자력 분야 미래먹거리로 원자력시설 해체를 성장시키기 위해서는 당면 현안뿐만 아니라 미래가치를 고려한 기술개발이 필요하며 이를 고려한 사업 목표를 수립했다. 

사업목표를 달성하기 위해서 원전해체에 대한 거시적 환경분석 및 내 ・ 외부 환경분석을 통해 국내 원전해체 경쟁력강화 기술개발 사업추진을 위한 전략과제를 구성했다.

전략과제1 현장 맞춤형 해체기술 경쟁력 강화는 안전한 해체를 위한 핵심 절단 기술 상용화 및 실증 체계 구축, 환경 친화적 제염기술 고도화 및 실증체계 구축, 기술인력 확보 및 고용 촉진을 위한 원전해체 전문인력 양성, 친환경적 부지복원기술의 고도화 및 실증체계 구축, 혁신적인 폐기물 감량 및 처분 기술 고도화, 현장 측정평가 기반 해체 부지특성 평가 등 해체에 요구되는 미자립 기술의 확보를 위한 고도화 및 실증 중심의 개발을 추진하고, 해당사업에 산업체의 적극적인 참여 및 기술도입을 통한 경쟁력 확보에 초점을 둔 기술개발 과제이다.

전략과제2 원전해체 핵종분석 R&D 및 실증기반 구축은 해체 시 대량 발생하는 다양한 준위별/유형별 해체폐기물 핵종분석 및 물리적/방사선학적 특성분석 수요 대응에 필요한 전용 인프라 구축, 기 개발 핵종분석 및 특성분석 절차(서)/방법(론)에 대한 해체폐기물 적용성/유효성 검증 및 품질관리 체계 구축, 해체폐기물 인도규정 요건 만족을 위한 미개발 핵종분석 및 특성분석 절차(서)/방법(론)/관련 기술기준/품질 보증체계 개발, 해체폐기물 핵종분석 및 특성분석에 필요한 전문인력 양성 교육/운영시스템을 개발하는 것이다.

전력과제3 안전성 강화 해체 선도기술 개발은 세계 해체시장 진출 경쟁력을 제공하고 전 세계적으로 해체사례가 없는 중수로 원전 해체기술을 선도하기 위해서 중수로 구조 및 폐기물 특성 기반 해체 핵심기술, 난처리성 폐기물 처리 및 유용소재 재활용 기술, 해체 특수폐기물 저감 및 처분 안전성 향상 기술, 해체 부지 맞춤형 환경 위해도 저감 기술 등과 같은 고부가가치 해체기술을 개발한다.

사업추진 체계

 

산업통상자원부 주도의 응용 ・ 개발기술과 과학기술정보통신부 주도의 기초기술개발의 연계 개발을 통해 기술 간 ・ 산업 간의 다양한 융합화를 촉진하고 기술적 고도화 및 기술 ・ 시장선도를 이룩하기 위해서는 국가적 차원의 R&D 연계강화 전략이 필요하다. 따라서 원전해체 기초 기술개발에서 응용기술 및 상용화 기술개발에 이르는 전주기 기술개발을 효과적으로 지원하기 위해 공동 협력 사업으로 기획했다.

 

부처 간 연계 및 시너지 효과를 위해 최상위 의사결정기구인 사업추진위원회와 이를 지원하는 운영위원회 및 기술 자문위원회를 구성할 것이다. 이어 각 전문기관이 참여하는 운영위원회의 효율화를 위해 한국에너지기술평가원 산하에(가칭)사업추진단을 설치해 사업관리 및 예산 운용, 과제 기획 ・ 평가 ・ 관리 ・ 성과확산 업무를 전담할 예정이다. 사업추진단은 기획과 평가 ・ 성과관리 담당하는 관리기관 인력과 기술적 전문성 보강을 위해 관련 전문기관, 유관기관의 인력으로 구성할 것이다.

기대효과

원전해체 경쟁력강화 기술개발사업은 해체기술의 확보와 산업생태계를 조성하고, 안전한 해체기술 개발로 국민의 불안요소를 저감시킴으로써 국민 수용성과 신뢰성을 제고시킬 수 있다.

기술적 및 산업적 측면에서 독자적이고 차별화된 기술 확보를 통해 당면한 국내 원전해체 수행에 능동적 대처가 가능하다. 그리고 원전해체폐기물의 획기적인 감용과 저감 및 체계적인 처리를 통해 한정된 국내 방사성폐기물 처분장의 활용도를 제고하고 해체폐기물로 인한 환경적 위해 요소를 방지할 수 있다. 또 원전해체와 관련한 기술기반 및 인프라를 확보하고 원전해체 산업의 생태계 조성을 통한 해체시장 조성 및 활성화를 기대할 수 있다.

사회 및 문화적으로는 기술개발 및 고도화, 안전한 해체공정관리 등을 통해 원전해체에 대한 국민적 관심과 신뢰 확보 등 국민 수용성 증대에 기여하고, 정부의 에너지 정책 및 원전해체 산업 육성을 통한 시장 창출 정책 등에 대한 국민적 관심도 및 정책추진에 대한 신뢰성을 제고할 수 있을 것이다.

이광호 한국에너지기술평가원 원자력PD keaj@kea.kr



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