원자력

1 개요

제 3의 불
에너지중 하나로 원자핵의 반응을 이용하여 만드는 에너지다.(그래서 원자력이라고 하면 안된다는 주장도 있다)

쿠르츠게작트의 동영상을 보자. 원자력에너지 설명: 어떻게 작동하나?

장점과 단점에 관련된 영상은 각자의 항목에

녹색당(대한민국)님이 이 글을 싫어합니다. EDF님이 미친듯이 좋아합니다

일반적으로 핵분열 에너지를 말하며 핵융합은 차세대 발전 방식으로 따로 분류한다. 원래 원자력을 만드는 방법은 핵분열과 핵융합이지만 현재 일반적으로 통용되는 원자력발전은 핵분열을 이용한 것이다. 첫 사용은 제2차 세계대전 당시로, 그때까지만 해도 군사적인 목적을 위해서 사용되었지만 점차 전 세계적으로 에너지 수요가 급증함에 따라 주요한 발전양식으로 자리 잡게 된다.

원자력의 가장 큰 장점은 적은 연료 소모로 막대한 양의 에너지를 얻을 수 있다는 것이다. 원자력(핵분열)은 현재까지 인류가 보유한 에너지원중에서 출력이 안드로메다급으로 높은 에너지원이다. 어느 정도의 효율성이냐면 우라늄 1kg이 핵분열로 내뿜는 에너지가 석탄 3000톤의 에너지와 필적한다고 한다!. 환경오염이 적은 편이고 전기 생산 비용절감에 큰 도움이 된다.

하지만 큰 사고가 일어날 경우 원전 주변지역은 사람이 살기 힘든 황무지가 된다는 단점이 있다. 큰 힘에는 큰 책임이 따른다 원자력 사고로 가장 잘 알려져있는 체르노빌 원자력 발전소의 대참사가 그 예. 체르노빌 원자로의 노심은 방사능으로 심하게 오염되었기 때문에 현재 기술로는 처리가 불가능하다. 원전의 수명을 지속적으로 연장하게되면 이러한 문제도 포함된다. 이는 원자력 발전이 극단적으로 유출을 제한하기 때문이다. 예를 들어 화력이랑 비교하면 화력발전은 오염물질을 조금씩 계속 내 보내는 구조이며 방사성 물질도 극소량 포함되어 있기는 하다. 하지만 일단 인체에는 큰 영향이 없는 양이라 이를 문제 삼는 경우는 거의 없다. 물론 가상의 이야기기는 하지만 화력발전이나 기타 다른 발전의 환경영향을 30년 동안 모았다가 한번에 터뜨릴 수 있다면 사고여파는 원자력 발전의 동급 이상일 것이다.

하지만 위에서도 언급하였듯 체르노빌이나 후쿠시마 등의 사례도 존재하는 등 현존하는 핵분열 발전 방식에 대해 다양한 대안도 연구되고 있다. 중성자 공급을 끊으면 바로 반응이 멈추는 토륨 원전 이나, 아예 별도의 반응으로서 핵융합을 연구하기도 한다. 이를 위해 전세계에서 연합하여 단일한 핵융합실험로를 만드는 ITER 계획이 수립되어 현재 프랑스에서 건설 중이다. 대한민국은 그 이전부터 서울대학교 등에서 SNUT등의 자체 핵융합 기술 개발을 시도하고 있었고, 이를 바탕으로 2000년대에 이미 KSTAR를 건설하여 다양한 실험을 하고 있다.

대학에는 관련학과로서 원자력공학과 등이 존재한다. 이 중, 서울대학교,KAIST와 전북대학교만이 학과전공과목 중 핵융합 과목을 포함하고 있다.

원자력의 역사는 시작기준을 정확히 어디에 잡을지가 애매하다. 1896년 앙리 베크렐이 우라늄에서 방사선을 발견했을때, 현대적인 원자력이 사용된 1933년 레오 실라르트가 우라늄 연쇄반응을 발견했을때, 그리고 1942년 최초의 원자로인 CP-1이 만들어 졌을때로 기준을 잡을수도 있고 더 현대로 오자면, 1954년 소련의 오브닌스크 원자력 발전소 혹은 1956년 영국의 콜더 홀 원자력 발전소를 기준으로 삼을수 있다.

좀 더 상세히 설명하자면, 오브닌스크 원자력 발전소는 시험용 전력 생산이고, 콜더 홀의 경우 상업적 전력 생산이라고 말하고 군사용 플루토늄 생산이라고 읽는다목적의 원자력 발전소였다. 콜더 홀 원자력 발전소에 관한건 셀라필드 원자력 단지 문서를 참고바람. 미국은 한게 없느냐... 미국 최초의 원자력 발전소는 쉬핑포트 원자력 발전소인데, 이 원자력 발전소의 의의는 전 세계 최초로 상업운전에 몰빵한 원자력 발전소이면서, 증식로로 실제 전기를 생산한 원자력 발전소이다는 것이다. 여기서 써먹은 증식로는 고속 중성자를 이용한 증식로가 아니라 토륨을 이용한 증식로이다.

2 원자력 반대론

원자력 에너지는 끔찍해!

당장 원자력 발전소를 다 닫아버리자는 주장은 전혀 현실성이 없고 반대론자 중 진심으로 그렇게 생각하는 사람들도 극히 소수이다. 다만 원전을 증설하는 대신 대체에너지에 투자하자는 것으로 요약할 수 있다. 즉 반대론자들의 대부분은 단계적 폐쇄를 지지한다.

2.1 원자력 사고

원전 옹호론자 중 온건파(있는 원전만 유지) 도 제기하는 심각한 문제. 원자력 사고는 일단 한 번 터지면 수백 Km 이내의 지역은 사용하지 못하게 된다는 것은 누구나 알고 있다. 특히 대한민국의 경우에는 이 상황이 훨씬 더 심각하다. 고리 원자력 발전소와 월성 원자력 발전소 20KM 이내에 부산이라는 대한민국 제2의 도시와 울산이라는 대한민국 제1의 공업도시가 있기 때문이다. 원자력 사고를 대비해 대피 훈련을 한다지만 그것은 인명피해를 최소화하려는 노력은 될 수 있어도 대규모 공업지대의 포기 등 재기 불능의 피해를 낳는 것을 방지해주지는 못한다. 부산과 울산인구만 합쳐도 500만에 육박한다. 그 비용은 원자력 발전의 경제성을 초월하는 엄청난 비용인것이다. 거기다가 좁은 땅덩어리 특성상 소련처럼 강제이주도 할 수 없는 노릇이고 부산이 위협받으면 결과적으로 서울까지 위협받을 수 있는 상황이다.
더 쉽게 표현자면 현대의 인류가 활용은 할 줄 알면서 정작 문제 발생시 해결 능력이 전혀 없다 는 것이 문제.

만만찮은 폐로비용 역시 무시못할 요인 중 하나로 작용한다. 이 때문에 원자로 수명연장 운전이 계속되고 있는데 이 또한 원자력 사고의 가능성을 높이는 요인이 된다. 수명연장을 위해 부품을 교체한다해도 핵심부품인 원자로 격납용기 등은 교체할 수 없으며 이는 잠재적인 위험요소로 존재하게 된다.

원자력업계의 비리문제는 이러한 위험성을 부채질하고 있다. 두 거대 사고가 결국은 원자력 운용인원의 실책으로 만들어 진 인재(人災)이며 대한민국에서 일어난 일련의 원전비리는 비상사태시 어떠한 위협요인으로 작용할지 모른다. 그리고 이런 사고는 실제로 2010년대의 전력난을 일으키는 원인 중 하나로 작용하여 국가적인 손실을 야기하였다. 사고가 나든 안나든 원자력업계의 윤리의식 부재는 원자력의 경제성을 깎아먹는 한 요인으로 작용하게 될 것이다.

대표적인 7등급 사고로는 체르노빌 원자력 발전소 사고, 후쿠시마 원자력 발전소 사고가 있다.

2.2 정치적 문제

이것의 경우 국제정치에서 가장 핫한 이슈와 밀접한 연관이 있다. 바로 핵무기이다.

핵무기 개발에는 많은 과정이 존재하지만 일차적으로 원료를 생산하는 것은 바로 원자력 발전소이다. 우라늄으로 만드는 핵무기 (리틀보이 등)의 경우 원자력 발전소와 핵무기에 들어가는 원자력 연료가 농축 비율에서부터 생산과정까지 전부 달라 원자력 발전소를 핵무기 대량생산의 기지로 사용하는 것이 애초에 성립할 수 없다. 하지만, 플루토늄의 경우 자연계에 존재하지 않는 원소이며, 이를 가장 쉽게 얻을 수 있는 것이 원자로 내부에 존재하는 U-238이 반응하여 나오는 Pu-239이다. 이것이 핵연료 재처리를 끊임없이 경계하는 이유기도 하다.

핵이라는 금단의 힘을 소유하고 싶어하는 사람이나 집단은 언제나 늘 있기 때문에 원자력을 사용하는 한 저 핵무기를 노리는 집단은 분명히 나올 것이고 아무리 막아도 언젠가는 그것을 뚫고 소유하는 집단이 나올 것이기 때문이다. 그렇게 핵이 확산되어가다 보면 어느시점에는 ISIS처럼 답없는 막장집단조차 핵을 가지지 않으리란 보장이 없어지고 그들이 핵을 가지면 분명히 자신들의 이데올로기나 이득을 위해 핵을 거리낌 없이 사용할 것이고 그러면 인류에게는 감당하기 힘든 재앙이 닥칠 것이라는 것이 정치적 문제로 원자력을 반대하는 사람들의 주장이다.

2.3 핵 폐기물 문제

어쩌면 현대 21세기 인류가 이후 후손들에게 부채로 남길 최악의 환경오염이 바로 다 쓰고 남은 고준위 방사선 폐기물이라고 해도 과언은 아닐것이다. 지금 이 순간에도 인류가 원자력 발전을 하면서 수세기후에도 지구 생태계와 후대 인류에게 위협으로 남을 폐기물들이 제대로 처리되지 못하고 방사능 차폐에 적합한 시설인 원자력 발전소 내부에 보관(이 나마도 본질적으로는 처리라기 보단 그저 보관인 수준이며 언젠가는 포화상태에 다다르게 된다.)되거나 아니면 무책임하게 심해 바다 한 가운데 던져지고 있다. 핀란드 같은 국가에선 자국의 원자력 발전소를 돌리면서 나온 핵폐기물들을 보관할 온칼로 라는 시설을 짓고 있으며 대부분의 국가에서 이 문제를 해결하기 위해 고심하고 있다. 이 문제는 대한민국 역시 마찬가지로 벗어날 수 없는 문제이기도 하다.
한국의 경우에는 경주방사물폐기장처리장을 완공하여 130m 지하에 묻는 중이다. 하지만 이 시설은 발전소 운영에서 발생하는 보호구 등의 저준위 폐기물 처분용이고, 고준위 폐기물 처분 시설은 2050년대 초반까지 있어야 한다는 의견만 제시되어 있을 뿐, 아직 아무런 계획이나 논의도 되어 있지 않다.

2010년대 초 기준으로 전 세계에 원자력 발전 등으로 인해 여지껏 만들어진 고준위 방사성 폐기물의 양은 무려 25만톤. 물론 아무리 못해도 이번 세기 내엔 마땅한 원자력 대체 수단이 없는한 원자력 발전을 계속해서 해야 할 것이므로 이 수치는 앞으로 더 늘어날 것이다. 방사능 폐기물 안에 들어있는 요오드의 반감기는 8일이지만 스트론튬은 28년, 세슘은 30년의 반감기를 가지고 플루토늄은 무려 24,000년의 반감기를 가진다. 그리고 이 조차 반감기일뿐 인류와 지구 생태계에 안전한 수준으로 방사능 수치가 떨어지기 위해선 무려 10만년이라는 세월이 필요하다. 물론 방사능 폐기물 문서에도 나오지만 핵폐기물과 그 보관 기간을 줄일 기술 자체는 있으나 아직은 실험단계이며 효율성의 문제도 제기된다. 설령 실용화되더라도 핵 폐기물은 수십 세기는 더 엄중히 보관해야 한다.

이런 위험한 물건은 단순히 가지고 있는것만으로도 위험하다, 당장 대지진으로 인해 후쿠시마 원자력 사고로 예기치 못한 자연재해가 어떤 폐해를 불렀는지 적나라하게 보여지는 상황이다. 현재 원자력 발전에 깊히 관여하는 사람들조차 이런 책임에 대해선 말을 회피하고 있는 실정이다.

2.4 경제성 문제

원자력 발전은 생각만큼 경제적이지 않다는 지적또한 존재한다. 본 문서의 상단에서 원전의 건설비, 중저준위방폐물관리기금, 사용후연료관리부담금, 원전해체충당금까지 포함한 발전단가는 무척 저렴하다는 내용이 있지만 이중 실제로 정확하게 산출가능한 것은 건설비와 중저준위방폐물관리기금정도라고 봐야 한다. 당장 2017년에 영구정지될 고려 원자력 발전소 1호기만 하더라도 한수원이 장부상 적립한 폐로 비용과 국제에너지기구(IEA)가 추산한 비용이 2배에 조금 못미치게 차이가 나는 상황이며 2012년 이전까지는 방사성폐기물 관리 비용마저도 적립을 하지 않고 있었다!

거기다 사용후 연료관리 부담금도 문제인데 극단적인 예긴 하지만 사용후 핵연료봉에 포함된 방사성 동위원소중 플루토늄239의 경우 반감기가 24000년이다! 즉 사용된 핵연료봉을 처리할 획기적인 기술이 나오지 않는이상 수백세기 이상 사용후 연료관리 부담금이 발생한다는 것이다!

당장 1990년의 영국 전력산업 민영화사례만 보아도 원자력발전은 정부의 수많은 보조와 보장없이 시장논리에 따라 독자적으로 수익을 내며 운영되기는 무척 난해하다는것을 알 수 있다. 실제로 원자력 발전의 발전단가가 해당 문서의 상단에서 말한 것 처럼 화력발전의 50%에 가까운 수준이라면 전혀 불가능한 일이다.

3 원자력 옹호론

쿠르츠게작트 '원자력 에너지는 멋져!'곰들이 쓸데없이 귀엽다.

핵분열 원자력 발전을 시작한 이래 스리마일 섬 원자력 발전소 사고나 체르노빌 원자력 발전소 사고, 후쿠시마 원자력 발전소 사고와 같은 심각한 사고로 인해 전세계에 원자력 발전에 대한 불안감이 커져가는 중이다. 따라서 원자력을 반대하는 사람들이 많아졌지만, 문제는 과거랑 달리 유가가 상상을 초월하는 상황이라 원전을 포기할 수 없다. 또한 엄청나게 많은 전력 소비량을 유지시키면서 원전을 포기하고 다른 발전으로 모자란 부분을 채우려면 무슨 발전을 하던 환경오염이 심각해진다. 아이러니하게도 환경주의자들이 주장하는 대부분의 대체에너지나 '친환경에너지'라고 불리우는 것들로 원자력이나 화력에너지로 충당하는 전력을 대체하려고 들었다가는 오히려 환경이 파괴된다. 소위 친환경 대체에너지라고 불리는 태양열이나 풍력은 가성비가 끔찍하게 떨어져서 대규모 발전에는 부적합하다.

친환경에너지는 아니지만 현 기술로는 아직 무리인 핵융합발전이나 수소가스는 논외. 만일 이런 기술들이 가능했다면 에너지 문제가 단방에 해결되겠지만. 무엇보다 시민단체나 환경주의자는 원전과 비슷한 이미지 탓에 핵융합을 대안으로 생각하지도 않는 경우가 많다. 그러나 핵융합과 수소에너지도 마찬가지다. 핵융합 역시 방사능 문제에서 자유롭진 않기 때문. 초기 목표인 D-T 반응은 둘째치고 2단계 목표라 할 수 있는 D-D 반응 역시 방사선은 나온다. 최종단계는 연료가 지구상에 거의 없어서 달에서 퍼와야 한다.애초 다른 방사성 원소는 안나온다 치더라도 14MeV이상(D-T기준)으로 뿜어져 나오는 중성자에서 안전하게 에너지를 지속적으로 뽑아내는 것도 골치 아프다. 못한다면? 안전문제는 당연히 따라온다 그래도 현재의 원자력 발전보다는 방사능 문제에서 훨씬 자유롭긴 하다. 체르노빌이나 후쿠시마에서 일어난 참혹한 사고는 발전소의 구조상 일어날 수 없으니(핵융합 가능한 상태로 플라즈마를 유지할 수 있는 조건이 매우 까다롭기 때문에 문제가 생기면 핵융합 반응이 멈춘다. 즉 노심이 깨지면 그 순간 정지다) 그것만으로도 어디고, 방사능 폐기물의 양도 지금보다는 훨씬 적다고 한다. 수소에너지는 그 원리를 보면 알 수 있듯이 처음부터 생산을 원자력이나 핵융합 등의 핵에너지를 이용하는 것을 가정한 에너지다. 대량의 수소를 공짜로 얻을 방법은 당연히 있을 리 없고 결국 이 에너지는 핵에너지를 이용한 시설에서 충당할 수 밖에 없다. 즉 전기→수소→전기. 한마디로 그냥 전기를 버리는거다. 발전이라기 보다는 저장성이 낮은 전기를 수소에 저장한다는 개념이라면 몰라도. 실제로도 수소에너지 연구를 연구형 원자로나 핵융합 연구와 병행해서 하고 있다.

세계적으로 저명한 기후학자들도 지구 온난화보다는 원자력 발전의 위험성이 더 낮다는 이유로 원자력 발전에 주목하기 시작했다. 차악을 선택한 것. #

3.1 대안 1: 수력

비가 안와 모든 강의 물이 말라버리지 않는 한 무한, 무료의 청정 지속적으로 이용가능한 자원이다. 연소가스 특히 요즘 주목받는 탄소배출량이 직접적인 배출량은 제로이다. 물론 건설, 운용할 때 생성되는 2차 배출을 고려하지 않은 양이다. 실제로는 이것도 고려하는 경우가 많기 때문에 수력=청정이라고 하긴 힘들다. 또한 워낙 지역 환경 영향도 큰 편이고... 애초 아래 조력발전에는 갯벌등의 파괴를 언급해 놓고 수력에는 청정이란 표현을 양수식발전을 이용하면 남는 전기를 저장할수도 있다.

그러나 이름 그대로 당연히 물이 흘러야만 하며, 고도차를 가지고 있어야 하는 등 입지조건이 까다롭다.사막에서는 불가능 수량조절이 필요하기 때문에 대개 댐을 쌓아 수몰 지역이 발생하게 되고 생태계의 파괴 등 환경 파괴가 분명 존재한다. 댐으로 인해 홍수조절의 역할을 겸하는 경우도 있지만 극단적인 지진, 대형 태풍이나 장마로 인한 집중호우등으로 댐이 무너지면 하류 지역은 바로 대홍수가 난다. 수력 발전으로 인한 위험성과 환경파괴가 존재한다는 이야기. 결정적으로 시설 투자비용이 비싸지만 그에비해 발전용량이 그리 크지 않다. 원자력 때우려고 댐을 도배할수는 없잖은가.보는 도배하고 있지만... 기술이 발달해서 보에서도 전기를 만드는 소수력발전을 할 수는 있다. 하지만 댐에 비해서 더더욱 발전용량이 떨어진다.

3.2 대안 2: 화력

화력 발전은 말그대로 연료를 연소시켜 물을 끓인후 증기의 힘으로 발전한다. 따라서 연료만 운반할 수 있다면 어디든지 설비를 갖출 수가 있다(배로 운반하기 좋기 때문에 항만설비를 갖추는 경우가 많다). 시설투자 대비 발전량도 좋고 발전을 위해 필요한 기술도 어려운것이 아니다. 혹여나 지진등의 천재지변으로 발전소가 뽀개져도 딱히 크게 문제되는 것도 없다.

현재 대한민국의 전체 발전 설비용량의 70%를 차지하고 있으며 전체 연간 발전량의 61%넘는 비중을 가지고 있다. 혹자의 생각과는 달리 대한민국 전기 생산량의 대부분을 차지하고 있는 것은 원자력이 아니라 화력발전이다. 원전을 한창 많이 만들어서, 완공되던 90년대 중반, 2000년대 까지만 해도 50%에 육박했으나, 그 이후로는 원전 건설이 없었다. 설계, 건설, 계획에도 시간이 오래 걸리는 데다, 정치적인 이유로 원전 건설은 더이상 없었고, 늘어나는 전력 수요 감당은 화력(가스, 석탄, 석유)로 감당을 해 와 30% 수준까지 떨어졌다.(2011년 현재) 하지만 다시 원전 건설(최소 6기)이 시작되고 있어, 이들이 완공되면 원전의 전력공급능력이 40% 수준까지 올라갈 전망이다.

때문에 대한민국 전기는 화력발전이라고 해도 과언이 아니다. 원자력은 33%다. 그리고 광주전남처럼 해당지역 근처에 원자력 발전소가 있는 경우 전력소비량의 상당량을 원자력 발전소가 감당하게 된다. 즉, 지역별로 편차가 심하다는 소리다.

화력발전을 사용 에너지원에 따라 석탄, 증유 및 가스, 내연및 복합으로 나뉘고 연간 발전량 중 석탄이 70%를 차지하기 때문에 석탄 화력발전 위주라고 봐도 된다.

석탄을 위주로 사용하는 이유는 석탄으로 전기를 발전하는 가격은 현재 모든 발전소 중 가장 저렴한 편이기 때문. 또한 전세계적으로 아직 수 천년 동안 사용할 수 있는 석탄이 남아있다. 실제로, 미국의 경우 1950년에 석탄 발전이 바닥을 친 다음 스멀스멀 비중이 증가하여 지금은 전체 발전량의 50% 에 근접한 실정이고, 앞으로 잡힌 미래 에너지 플랜에서도 석유 발전을 석탄 발전으로 차례차례 대체해 나가기로 잡혀있다. 미국이 전세계 석탄 매장량의 25% 로 최대를 자랑하고 있기도 하고(1000년은 쓸 수 있다고 한다). 미국외 세계 여러나라(특히 중국이나 인도) 정부도 현재 석탄 발전소에 올인하고 있다. 또한 화력발전은 한번 가동하면 점검때까지 켜두는 원자력이나 발전에 제약조건이 있는 다른 발전방식과 비해 출력조절이 가장 쉽기 때문에 거의 모든 나라의 발전의 근간은 화력발전이라고 할 수 있다. 원자력에 크게 의존하는 프랑스나 순전히 수력과 지열에 의존하는 아이슬란드 같은 예외적인 경우도 있다.

그럼에도 불구하고 화력발전은 원자력의 대안이 될 수 없는데 화력발전의 단점은 연소가스로 인한 환경오염이 심하고 화석연료의 비용도 비싸다. 석탄이 싸다고는 했지만 화석연료중에서 싼것이지 비용이 적게 든다는 것이 아니다. 석유는 석탄에 비해 적게 사용하기는 하지만 매장량이 적고 가격도 비싸다. 장기적으로 화학 산업에서 사용하는 석유의 양도 고려를 해야 한다. 주변에 플라스틱으로 된 물건이 얼마나 많은지 살펴보자. 사실 현대문명은 석유문명이라고 할 정도로 의식주 모든 부분에 석유의 영향을 받고 있다. 석유를 대체할 자원의 개발은 늘 이야기하지만 실제로 상용화가 된게 없는 이유중 하나가 이러한 석유의 광범위한 사용범위 때문이다.

석탄 발전의 가장 큰 단점은 이게 가장 더티한 화석 연료라는 거다. 유황가스등의 악취나 독극물의 방출은 중요하지도 않다. 이미 필터로 대부분 포집하고 있으니까. 타고 남은 잔유물도 오염이 심각하지만 고체니까 다루긴 쉽다. 진짜 문제는 석탄 발전소가 가장 극악으로 탄소를 배출하며 기후 변화에 가장 치명적인 요인이 된다는 것이다. 이러니까 미국이 교토 의정서에서 배째라 하고 대부분의 정부가 여전히 탄소 방출 억지에 소극적인 것이다. 기후 변화 안할 수도 있잖아 이에 대한 변명으로 미 정부는 "뿌린 탄소 다시 잡아오면 되잖아 개X끼들아"하며 탄소 재포집 장치를 달은 청정 석탄 발전소로 FutureGen 을 밀었다. 굴뚝으로 나오는 이산화탄소를 액체화해서 지중에 가둔다는 계획. 근데 2010년 계획 실패 발표가 나고 다시 FutureGen 2로 재건 중이다.

이 그림은 2009년 기준으로 미국내에서 운전중인 원자력 발전소 104개가 60년 뒤 모두 일괄 운전 정지된다는 가정하에, 원전에서 생산하는 기저부하 (base-load) 전력량을 모두 석탄이나 천연가스 발전으로 대체했을 때 발생할 이산화탄소의 양을 나타낸 것이다. 물론 차후에 늘어날 전력 소비량은 전혀 반영하지 않은 수치이므로 실제로는 더 늘어날 것이다.

원자력을 대체한다는 점에서 이런 환경파괴 측면과 비싼 연료값을 고려하지 않을수가 없다. 사실상 대한민국의 2/3가 화력이고 1/3이 원자력이지만 화력발전소는 20곳이 넘고 원자력은 4곳이라는 점을 고려한다면 원자력을 대체하기 위해 화력발전소를 10개 넘게 지어야 한다는 단순계산이 나온다. 사고 위험이야 줄겠지만 환경은?

3.3 대안 3: 해양에너지

조력발전의 경우 조수간만의 차이를 이용해야 하므로 조수간만의 차이가 큰지역에만 사용가능하며, 바닷물을 가둬야 하기 때문에 방조제를 건설하게 되어 갯벌이 파괴된다는 문제가 있다(대부분 조수간만이 큰 지역에 갯벌이 조성된다). 때문에 환경단체에서는 조력 발전을 친환경 에너지나 신재생 에너지로 치지도 않는다고. 기존의 수력 발전보다 나을 게 없다고 취급한다고 한다. 발전 용량도 시원찮고 입지조건 까다롭고 무엇보다도 해양자원의 보고인 갯벌을 잃게 되므로 대체불가능하다. 물론 국내에는 25만4천㎾ 용량의 시화 조력 발전소가 2011년 8월 발전을 시작했고 이미 방조제가 건설된 새만금 조력 발전소가 고려 되고있다. 그 외 입지가 좋은 가로림만, 인천만에 건설이 고려되고있으나 환경문제로 반발이 크다.

파력의 경우 아직 실용화 단계도 아닌데다가 풍력처럼 효율도 낮고 입지조건도 까다롭지만 소규모한정 빛을 보고있다. 따라서 논외. 조류발전의 경우 2012년 3월 전남 진도 장죽수도에서 110㎾급 조류발전기 시험가동과 한국전기안전공사의 사용전검사를 완료하고 상업운전을 개시했다. 2016년까지 200㎿ 조류발전단지를 진도 장죽수도에 확충할 예정이다. 그러나 이제 막 실용화 단계인데다가 입지조건도 까다롭고 발전 용량도 적다.

거기에다가 전 세계 모든 주요 해안에 조력발전을 설치하더라도, 에너지 수급율은 1%에도 미치지 못하며, 생태계에 미치는 악영향이 더 클것이다.

3.4 대안 4: 지열

지열 발전의 경우에도 지상에서 열이 분출되는 몇몇 지점에만 가능하다는 약점이 있다. 아주 땅을 깊이 파면 가능하기는 하다. 맨틀과 가까워질수록 지각의 온도가 높아지니까, 물론 그 비용은 책임못진다또한 마그마가 많은 활화산 근처에서도 지열발전이 가능한데 만약 거기에 지열발전소를 지었다가 화산이...더 이상 자세한 설명은 생략한다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위해서 나온 것이 심부지열발전(EGS, Enhanced Geothermal System)이다. 지하 4천~5천 미터를 시추해 외부환경에 영향을 받지 않는 지열에너지 저장 공간을 만든 뒤, 이곳에 일반 지열발전처럼 물을 흘려보내 만들어진 증기로 발전하는 것. 이 방식으로는 전 세계 50%에서 지열발전을 할 수 있게 된다! 현재 대한민국에서도 제주도에서 연구중이다. 2014년 광주에서도 3.5㎿급의 심부지열 발전소를 미국 알타락에너지사와 투자해 개발할 계획이다. 2015년 포항에 1.5㎿급 심부 지열발전소 준공 예정이며 2030년까지 지열발전 규모를 200㎿까지 확대할 예정.관련기사 하지만 원자력과 전기생산력을 비교하면 현재 양이 좀 차이난다. 2030년까지 지열발전 규모를 200㎿ 확보 한다고 하더라도 보통 원전 1기1000㎿의 20%수준이다.2.3 항목과 다른게 전무하다

3.5 대안 5: 풍력

풍력 발전은 말그대로 바람이 사시사철 풍부하게 적당히(태풍이 온다고 풍력만땅이 되는게 아니다) 불어줘야 한다. 하지만 입지조건만 맞으면 무한에 가까운 무료 무해 자원이다. 지면을 차지하는 면적이 적어서 발전, 송전설비를 갖추기 힘든 산간, 섬에도 갖출 수가 있다(저용량이지만).

풍력의 단점은 우선 입지조건만 맞으면 무한에 가까운 자원인 대신, 입지조건이 맞아야 쓸수 있다는 것이다. 그리고 입지조건도 까다로운데 효율성까지 낮다. 남한 땅 전체를 풍차로 도배해도 전력 공급량이 달린단다. 원자력 대체하기엔 부족한 점이 많다는 것. 게다가 바람이란게 대부분 24시간 꾸준히 부는 것도 아니라서 바람의 세기에 따라 발전량도 달라질수밖에 없어 공급이 불안정하다.

풍력의 또다른 단점은 발전효율을 높이기 위해서는 필연적으로 발전기 날개가 커지게 된다는 점에서 비롯된다. 커지다보니 날개만 수십미터인 경우가 많아서 도시 근처에선 짓기 힘들뿐더러 넓은 곳에 걸쳐 짓기위해 산림을 파괴해야하는 등 결국 환경파괴는 환경파괴대로 벌어진다. 더불어 미국같은 경우엔 새들이 날개에 받혀 수천마리가 떼죽음을 당해 환경단체가 국가를 고소하는 사태도 벌어졌었다. 근데 원자력 까는 환경단체들이 제시하는 발전 중 대부분은 대체재중 하나로 풍력을 제시하고 있다. 물론 고소한 환경단체와 제시한 환경단체는 서로 다르겠지만 정부입장에서는 뭐야 이거 싶은 상황

그리고 소음이 굉장히 심하다. 스위스에서는 풍력 터빈이 설치된 장소 근처의 주민들이 집단으로 철거소송을 내기도 했다. 아주 근처도 아니고 수백미터 떨어진 곳에 사는 주민들이 못 견딜 정도니 상당히 심한 듯. 이 소음을 개선한 모델이 있기는 하지만 상용화까지는 아직 멀었다.

결국 풍력도 입지조건 가다롭고 효율성이 낮은데다 환경파괴도 존재한다는 것.

최근 각광받고있는 해양 풍력의 경우 많은 단점이 해결된다. 장애물이없는 바다에선 육상보다 훨씬 양질의, 꾸준하고 강한 바람이 불고 날개 크기가 300미터가량되는 커다란 발전기를 설치할수있다. 육상에서 떨어진 해상에 설치되기때문에 소음문제에서도 자유로운 편이다. 단점으론 육상과 거리가 있는만큼 전력송전에 손실이 발생하고 소음과 발전기 하부지지대가 해양생태계에 악영향을 준다는 견해도있다.

한국은 2019년까지 부안·영광 앞바다에 2500㎿ 용량의 대규모 해상풍력 발전단지를 만들려고 하고 있다. 해양 풍력이 발전 효율이 육지보다 1.4배나 높지만 설치 비용도 더높아 경제성은 사실 적자가 안나면 다행이라는 예측. 그럼에도 추진하는 이유는 그나마 대체 에너지 중에서 대규모 발전을 시도 할 수 있어서다. 정부 계획대로 풍력 발전기가 500기를 모두 설치하려면 500㎢ 면적이 필요하다.관련기사 제주도에도 2019년까지 해상풍력 발전단지 1000MW, 2030년까지는 2000MW를 건설하려 계획하고 있다.

3.6 대안 6: 태양에너지

후쿠시마 원자력 발전소 사고 이후, 원전을 반대하거나 더 나아가 즉각 폐기를 주장하는 시민단체 등지에서 대안을 찾으면서 풍력과 함께 가장 자주 언급하는 대안("태양과 바람의 나라로!")이나...
가장 깨끗할 것같고 무한정할 것처럼 보이지만 태양열 발전은 현재로선 고비용 저효율의 대명사다. 엄청나게 넓은 부지를 들여 발전소를 만들어놔야 하기에 건설비와 유지비는 엄청나게 들어가는데 비해 효율성은 매우 떨어지며 같은 양의 전기를 만든다고 치면, 효율은 석탄이 4배, 풍력이 2배 더 좋다. 게다가 밤에 발전이 안된다는 것은 기본이고, 날씨에 따라 발전량이 좌지우지 되기 때문에 더 힘들다. 미국의 경우엔 태양열 발전은 전체 전기 소모량의 1%에 불과할 정도. 당연히 부지에 따라서 얻을 수 있는 에너지 밀도도 낮은 편이므로 대도시나 공장단지의 전력소모를 태양에너지로 충당하는 것은 어려운 일이다.

또한 태양광발전도 날씨의 영향을 받고 밤에 발전이 불가능한 동일 문제가 있다. 물론 엄청나게 넓은 부지를 만드느라 그만큼의 환경이 파괴되는 것도 별수 없다. 무슨 SF 마냥 우주에 판을 띄우지 않는 이상에는 사실상 이것도 힘들다고 해야할 판. 물론 태양 에너지를 이용하는 방식은 아예 국토가 사막이고 일조량 수치도 높은 사우디 아라비아 같은 국가에서는 긍정적으로 검토되고 있는건 사실이며 개개인의 가정에서도 난방이나 전력 보충용으로 사용하는 경우가 느는것도 사실이다. 다만 현재로선 기존 발전 양식의 보조적인 위치에 머물고 있다는것 또한 사실. 사실 긍정적으로 봐도 지구상에서 가장 태양 에너지를 많이 받는 사막은 오히려 뜨거운 열로 인해 태양광발전의 효율성을 저하시키고 여기에 모래폭풍이 자주 불어 패널을 망가뜨리는 문제가 있어 태양광발전에 아주 적합한 환경이라고 보긴 어렵다.

한국의 경우 적도 근처에 있는 것도 아니고, 사계절이 뚜렷하고 여름에도 비 오고 흐린 날씨가 많아 가정 단위로 소규모 발전을 하려 해도 인구밀도가 극히 높은 서울 및 수도권에서는 어림없다.

거기에다 태양열 발전보다는 낫지만 태양광 발전 또한 설비비용은 많이 들지만 효율은 상당히 낮다. 심지어는 수명이 끝날 때까지 발전해도 생산비용만큼의 전력은 나오지도 않는다. 비정질 실리콘 기반 태양전지의 효율은 대부분 10% 이하이고, 널리 쓰이는 다결정 실리콘 기반 태양전지는 대개 효율이 10% 초반대에서 머문다. 실리콘으로 최고의 효율을 뽑아내는 단결정 실리콘 기반 태양전지도 끽해야 효율은 20% 초반이다. 보너스로 단결정이기 때문에 비정질, 다결정에 비해 가격은 훌쩍 뛴다. CPU, GPU, RAM, 플래시메모리 만들 때 쓰는 웨이퍼랑 똑같은 걸 쓰므로 이 경우공정이 복잡해지고 가격이 비싸지는 상황에 처하게 된다.

여기에서 효율을 더 높이기 위해서는 간접천이형 반도체라서 격자진동 때문에 효율이 떨어지는 실리콘 대신 그런게 없는 직접천이형인 GaAs 같은 화합물 반도체로 재료를 바꿔서 태양전지를 만들 수도 있다. 가격을 낮추기 위해서는 비정질 실리콘으로 아예 도배를 해 버리는 방법이 있고, 재료적으로는 CuInGaSe 박막 같은 물질이나 염료감응형 태양전지를 사용할 수 있는데 효율이 썩 좋지는 않아 15~20% 정도이다. 3세대 태양전지로 각광받는 분야로 하나의 띠 간격을 가지는 기존 구조에서 벗어나 여러개의 접합을 통해 다수의 띠 간격을 가지는 물질을 사용하여 태양광 전 파장대역에 대해 높은 효율을 가지는 다중 접합 태양전지를 사용할 수 있는데, 이 경우에는 효율을 최대 50%까지 끌어 올릴 수 있고 가격적인 문제도 적은 편이라고 선전하고 있지만 예측일 뿐이다.
게다가 현재 가장 쓸만하다는 Crystalline Silicon 솔라셀의 경우도 환경오염을 줄이기는 커녕 더 심화시킬 가능성도 있다. 이것들을 제조하는 공정은 반도체 공정과 그다지 다를 게 없는데, 반도체 공정의 필수품이자 필요악인 물질이 바로 HF(불산)이다. 제아무리 공정을 간단히 만들어도 실리콘 웨이퍼 클리닝을 할 때 반드시있어야 하는 물질이다. 이론적으로야 이 물질을 중화해서 내보내면 문제가 없으나, 중화제의 가격도 심상치 않고, 애초에 반도체 공정이란 것 자체가 상당한 설비 비용을 요구(다만, 솔라셀의 경우, 복잡한 패턴을 구현할 필요가 없으므로 조금 더 저렴할 것이다.)하는 것이다. 게다가 현재 효율상, 제대로 써먹으려면 서울시내 모든 건물의 지붕을 이걸로 덮어도 모자랄 판이다. 손톱만큼 작은 반도체 칩 생산하는데만 해도 엄청난 공해가 발생하는데, 이런 짓을 했다간... 물론, 실리콘 결정화 공정 자체도 무시무시한 오염물질들을 뿜어낸다.

그렇다고 비정질 물질들은 좀 더 낫느냐? 그것도 아니다. 이 물질들을 증착할 때, 주로 사용되는 공법이 Chemical Vapor Deposition인데 여기 사용되는 Precursor 기체들이 극악 오브 극악한 물질들이다. 개중에는 나이트로젠 같은 순한(?)물질도 들어간다만 기본적으로 실리콘 계열이라면 폭발물인 사일렌(SiH4)이 들어가게 되며, 이 실리콘을 도핑하려면 포스핀(PH3)이나 다이보렌(B2H6)이 필요한데 전부 아스트랄한 물질들이다. 게다가 진공에서 진행되는 공정상 개스를 챔버에 넣고 가만히 있는 게 아니라 계속 흘려보내야 하기에 친환경 주의자들이 생각하는 그런 낭만적인 상황이 절대 못 된다. 이 경우는 LCD공장에서 비롯되는 공해와 비슷하다.

이런 식으로 효율과 가격을 개선하기 위해 수많은 공돌이들과 물리학자들이 날밤을 새고 주말을 반납하며 연구에 매진하고 있지만 쉽게 답이 나오지는 않는다. 경영학을 필두로 기타 인문, 사회과학계열 전공자들이 생각하는 것 처럼 연구비 주고 연구 시간 지나면 무조건 연구 성과가 나오는 건 아니니 말이다. 현실은 시궁창

위의 문제점, 즉 "낮은 효율과 날씨 때문에 지속성 낮음"인 문제를 해결 하기 위해, 좀 더 고효율인 태양열 및 발전기를 개발하여 우주에 엄청난 스케일로 펼쳐 놓는 계획이 수립 되어 투자가 진행 중이다. 아이작 아시모프옹이 집필한 소설 Reason에서 처음 등장했고, 1968년도에 개념이 잡혔다. 1973년에는 초단파를 사용해 전력을 전송하는 방법을 개발해 미국에서 특허를 받은 사람이 나왔다. 이 '우주 기반 태양력 발전'에 필수인 것은 '전기를 파동으로 바꾸어 우주에서 지구로 수송'하는 기술, 또 이전과는 차원이 다르게 발전한 '로켓 기술' 또 고자인 태양력을 고효율로 바꾸어 주는 기술 이외에도 오만가지 최첨단 기술이 다 동원 되어야 하니.. 21세기 안에 건설이나 되면 좋겠다. 물론 이 우주 기반 태양력이 진짜 상용화 되면 그것 만큼 좋은 대체에너지는 거의 없다. 우주라 날씨 영향도 안받고 태양 에너지를 직통으로 받을 수 있는데다가, 우주의 크기는 그야말로 크고 아름다운 크기! 제대로만 만들면 인류의 에너지 문제를 부분적으로 해결하는 것도 가능하다만, 엄청난 비용을 쏟아부어야 한다. 일본에서는 후쿠시마 사고 이후로 2030년까지 실용화시킨다는 계획을 발표하기는 했는데 아래의 문제점을 생각해보면 실현가능한 지 의문스럽다.

우주 기반 태양 에너지에는 문제가 많다. 첫째는 태양 전지판의 부식 문제. 지구상에 설치된 태양전지판은 1년에 약 0.25%씩 마모되기 때문에 수명이 매우 길지만, 우주상에 있는 태양전지판은 태양 플레어와 고에너지 입자 폭격을 맞기 때문에 10배나 부식 속도가 빨라서 연간 약 2%씩 효율이 저하된다. 이는 경제성에 큰 문제를 야기한다. 10년만 지나면 생산 효율이 20% 넘게 떨어져 판을 교체해야 하기 때문이다. 때문에 인공위성에 설치하는 태양전지는 25% 정도 더 많이 설치한다. 인공위성의 수명을 10~15년 정도로 보고 설계하기 때문.

두번째는 우주쓰레기 문제. 케슬러 신드롬을 제창한 도널드 케슬러는 우주 환경에 가장 위험한 활동 중 하나로 우주 기반 태양발전 시설을 짓는 문제를 지적한 바가 있다. 대규모 우주 활동시 더 많은 우주쓰레기를 양산할 위험이 있기 때문이다. 게다가 이미 존재하는 우주쓰레기로 인한 손상도 무시할 수 없다. 이미 지구 저궤도 중 900~1000km, 1500km 구간은 임계밀도를 돌파한 상태로 보고 있다. 태양 발전 시설을 올려둘 정지궤도도 쓰레기 문제가 무시할 수 없는 수준. 실제로 1986년에 발사된 후 15년간 궤도에서 돈 러시아의 우주정거장 미르호의 모습을 보면 계속해서 작은 우주 쓰레기나 운석과 충돌해 태양 전지판이 손상된 모습을 볼 수 있다.

세번째는 기지에서 생산한 에너지를 초단파를 이용해 전송할 경우에는 다른 위성들과 기지의 주파수를 격리시켜야 한다. 그리고 정지궤도는 이미 다른 위성들이 잔뜩 있고, ITU (국제 전기 통신 동맹)에서 허가를 내주지 않을 가능성이 높다. (PDF파일)

네번째는 태양광 에너지의 지나친 사용으로 인한 온난화 문제, 기본적으로 우주에 스테이션을 띄운다는거 자체가 원래대로라면 대기권에서 지표면에 도달하기 전에 반사되거나 표면의 열 복사로 인해 우주로 내보내지는 잔여 에너지등으로 인해 실제 지구가 받아들이는건 몇십 퍼센트 정도에 불과하다, 근데 그것을 순도 100%에 가깝게 받아들인다면 당연히 지구가 받는 에너지 자체가 증가하므로 온난화의 위험이 존재한다는 것이다. 물론 이것은 송신률을 적절히 조정함에 따라 해결이 가능할 수도 있겠지만 역시 그걸 세심하게 조정할 기술력이 문제.

마지막으로 가장 현실적인 문제가 남아있다. 어떻게 우주에다가 막대한 양의 태양발전과 송전 시설을 건설/유지보수할 자재와 인력을 올려서 건설하냐는 것이다. 우주까지 필요한 자재를 옮기는데에는 그야말로 막대한 양의 돈이 깨진다. 지상보다 10여배의 전력을 더 받는다 할지라도, 정작 건설재재의 단가는 우주에서는 10여배는 우스울게 뻔할수밖에 없다.

단순히 "막대한 규모의 프로젝트로서 투자를 받는다" 라고 해서 충분한 돈이 모일리가 없다. 현실적으로 말도 안되는 스케일이 되기 때문.

조금 더 구체적으로 이야기를 해보자면, 인류가 우주에 만든 가장 큰 구조체인, 국제우주정거장은 미식축구 경기장과 사이즈가 비교되는 처지이며, 이것조차 세계 16개국이 합동으로 만들어내야만 했다. 문제는 태양열 발전이란건 지상에서조차 아주 막대한 면적을 사용하지 않으면 견적이 전혀 안나온다는 점이다. 우주에서 직접 태양열을 받으면 훨씬 더 많은 에너지를 받을수 있다는것을 감안하더라도, 미식축구 경기장 수준으론 그냥 새발에 피에 불과한 수준의 전력공급밖에 할수 없다.

일반적인 원자력 발전소 하나가 내는 출력은 얼추 500만 킬로와트 정도의 용량을 낼수 있다. 1000MW, 즉, 1천만 kW에 해당하는 원전은 대형으로 분류되므로 그냥 500MW급을 기준으로 이야기해보자. 일단 500만 kW 정도의 전력을 생산할수 있는 태양에너지를 쓰는 발전소는 지상에서도 어마어마한 규모로 손꼽히는 곳밖에 없다. 500만 킬로와트의 전력을 공급하는 태양발전소는 지상에서는 얼추 15제곱 킬로미터 안팍의 면적을 지녀야한다.

받는 에너지가 10여배라고 가정해서 그 10여배를 1:1 로 그대로 받아들여서 10여배의 에너지를 얻어낸다고 가정한다 한들 지상 기준으로 1.5 제곱 킬러미터의 면적에 깔만한 숫자의 태양열 발전 패널을 깔아야 한다. 제곱 미터 단위로 150만 제곱미터에 해당하는 면적이다. 근데, 국제우주정거장과 비견되는 미식축구 경기장의 면적은 꼴랑 5천 제곱미터에 불과하다.

물론 입체적인 구조물인 우주 정거장과 미식축구장의 면적을 비교할수 없다고 볼수 있겠지만, 그 국제우주정거장의 면적의 대부분은 생명유지장치와 태양광 전지판인데, 그 태양광 전지판이 미식축구장의 면적의 얼추 절반 급인 2500 제곱미터에 불과하다. 이걸 그 면적의 600배인 150만 제곱미터로 늘려야지 고작 일반적인 원자력 발전소 하나 급의 전력이 생성이 가능하다. 그 국제우주정거장 하나 만드는 데에도 세계에서 잘나가는 국가 16개국이 힘을 합쳐서 만들어야했다. 생명유지 장치나 사람이 사는 공간이 빠진다지만 그 국제우주정거장의 상당면적은 패널 면적이었으며, 지구에서 쓸 발전용으로 사용하기위해서는, 송전시설과 유지보수 문제까지 있다. 물론 송전시설의 유지보수를 위한 문제도 있으며, 유지보수가 우주라서 쉽지 않다는 것을 감안해서 예비 송전시설같은게 있어야한다면 더더욱 건설 자재와 인력을 보내는 문제는 커진다.

여담으로 2008년 기준으로 전 세계가 한 해에 생산/소비한 전력은 20000TWh 가량이며 이걸 시간당 kW 단위로 치면 2,280,000,000kW 가량이 된다. 얼추 500만 kW의 500배가 조금 못 되는 전력인데, 국제우주정거장의 태양발전 패널의 27만배 되는 면적의 태양패널이 쓰여야 전 세계의 전력을 태양패널로 공급한다는 것이다. 송전 손실이랑 몇가지 낙관적으로 예상한것등을 감안하면, 아무리 못해도 30만배일텐데, 아무리 기술발전으로 인해서 우주로 물건을 저렴하게 옮기고, 태양패널 기술이 늘어서 효율을 높혀서 깔아야할 패널 면적을 획기적으로 줄인다 할지라도, 이 쯤 되면 정작 이 프로젝트를 시작할 건설/유지보수에 필요한 자재를 전부 우주로 옮길수 있는 날이 올수 있을지조차 의문이다.

3.7 경제적 측면

원자력을 옹호하는 가장 중요한 이유 중 하나는 환경 문제도 있지만, 사실 환경 문제는 대부분의 공업 국가들에서 부차적으로 고려되고 있긴 하지만 가장 큰 고려사항은 되지 못한다. 원자력을 계속 유지해야 한다는 가장 큰 논거는 무엇보다도 연료비가 다른 발전 시설들과 비교했을 때 비교 불가능할 정도로 싸다는 것. 즉, 경제성이다.

연료원별 정산단가는 석유가 221.7원/kWh로 가장 높고, 그 뒤를 이어 양수(204.2원/kWh), 수력(170.8원/kWh), LNG(160.8원/kWh), 무연탄(91.6원/kWh), 유연탄(58.8원/kWh), 원자력(39원/kWh) 순이다. 태양광이 599원인데 원전은 39원이다! 이 액수는 환경보호단체들이 "원전의 신화를 믿지 마라!"면서 신나게 건드리는 건설비, 중저준위방폐물관리기금, 사용후연료관리부담금, 원전해체충당금까지 포함한 거다.

위는 국제 에너지기구(International Energy Agency)에서 발표한 한국의 에너지 생산 비용에 관한 통계이다. 이 통계만 봐도 일단 원자력 에너지는 설비비부터가 엄청나게 들어가고, 연료비는 극히 일부이다. 그런데 표를 잘보면 석탄과 LNG등의 화력발전은 설비비보다도 연료비가 전기생산비용의 대부분을 차지한다. 이는 당장의 경제성 분석에서 타 발전이 원자력 발전에 비해 밀리게 만드는 핵심 원인이다. 일본조차도 후쿠시마 원자력 발전소 사고 이후 원전비중이 줄면서 만성적인 무역적자로 돌아섰을 정도.

다만 화석연료에 비해 설비비 차이가 극심한지라 설비비를 더 뽑기 위해 원전 수명을 기를 쓰고 늘리려고 하는 것 또한 사실이다. 이는 위에서 설명했지만 원자력 사고의 위험성을 증가시킨다. 마찬가지로 2013년의 대한민국은 정치적 문제로 인해 핵연료 재처리나 방사성 폐기물을 재활용하는 모든 기술을 개발하더라도 쓸 수가 없는 상태이다.

설비비 문제나 방사능 폐기물 처리 문제 또한 입장에 따라 다르게 볼 수 있는 부분이다. 만일 원자력을 화력으로 대체한다 하더라도 증가하는 온실가스를 어찌할 방도도 없을 뿐더러 이에 따라 증가하는 연료비도 감수해야할 것이다. 방사능 폐기물은 처리가 곤란하지만 온실가스는 처리가 쉽다는 주장도 선뜻 받아들이기 힘든 것이, 애초에 둘 다 존재하지 않는 기술이다. Future Gen 2는 아직 성공하지 못했고, 온실가스를 포집하는 기술또한 아직까지 첫걸음마를 막 땐 시점이라 지구온난화 문제에서 벗어나기 힘들다. 어느쪽이 더 쉽고 어렵고를 따지는 것 자체가 불가능하다. 기본적으로 위의 차트에 따르면 온실가스 처리비용을 계산하지 않더라도 여전히 방사능 폐기물 처리비용이 더 싸게 먹힐 것이라는 계산이 있는 상황에서 화력을 더 안전한 발전방식으로 두둔하는 것은 무리다. 무엇보다 더 큰 문제는 위의 화력 발전 항목에서 보듯 온실가스가 기하급수적으로 배출이 되어 지구온난화를 급속도로 가속화 시켜 초대형 태풍, 극심한 가뭄 및 폭우 등 전지구적인 기상이변을 불러 올 것이 명백한 사실이다.

원자력이 관리가 까다롭다고 하나 인간의 힘으로 충분히 막을 수 있지만, 기상이변은 관리가 불가능하다는 점, 그리고 화력발전의 원료인 화석연료가 시출기술의 발달로 뽑아낼 수 있는 양이 많아졌으나 반대급부로 가격이 많이 올랐고 전세계 인구가 70억인 시점에서 막대한 에너지 소모량을 줄일 수 없다는 점 등을 감안하면 원자력 발전은 필요악이라고 보는 것이 정확하다.

3.8 소결

따라서 원전반대 운동이 거세어지는 것은 자명하나 현실이 이러니 당장 어찌 하기는 힘들다. 한마디로 말해서 마땅한 대안을 찾기가 현재로선 어렵고 울며 겨자 먹기로 원자력 발전을 하고 있다는 말. 대안 중에서 그나마 나은 게 핵융합 발전이지만 아직 한창 연구 중이라 훗날 실용화 될 때까지는 대책 없이 원자력을 사용해야할 판이며, 특히 원자력 발전에 반대하거나 대안을 찾는 세력중 주가 되는 시민단체나 환경주의자등은 원전하고 비슷할 것 같다는 이미지 때문에 핵융합을 대안으로 생각하지도 않는 경우가 많다. 사실 핵융합이야말로 인류가 바라는 저공해 대규모 발전이 가능한 완전체급 에너지 생산법인데... 자라보고 놀란 가슴 솥뚜껑 보고 놀란다 현실 직시좀 하면 얼마나 좋아

그러나 2011년 후쿠시마 사고 이후 일본 원전들이 기존의 원자로의 부품을 갈고 수명연장 처리를 해서 사용해오다가 사고가 터졌다는 점 때문에 원전 건설이 멈추지 않더라도 수명이 다 되어 가거나 지은 지 좀 오래된 원자로의 가동을 중지해야 한다는 압력은 커질 가능성은 여전히 있다. 한국에서도 기존의 고리 원자력 발전소의 원자로를 원래 계획보다 더 오래 쓸려고 하는데 이번 사건 이후 수명연장 처리가 된 1호기의 가동을 중지해야 한다는 의견들이 나오고 있는 상황이다.

위와 같은 원자력 발전에 부정적인 여론 때문에 2013년 한국 정부는 제6차 전력수급기본계획(2013~2027)을 확정하면서 기존에 건설 계획이 잡힌 원전 이외에 신규 원전 증설을 유보하였고 전력 수요 증가를 채운 것은 결국 화력이었다.

구체적으로 적자면 2027년 예비비율을 고려한 총 발전설비 계획 139,815 MW 에서 신규 발전 설비 29,570MW 중 화력 발전 15,300MW(석탄 10,500 MW, LNG 4,800 MW)과 집단 에너지 3,710 MW(산업체 같은 대규모 수요처에서 열에너지를 목적으로 한 시설에서의 열병합 발전 설비. 결국은 사실상 화력)가 대부분을 차지한다. 물론, 그렇다고 해서 혹자들의 생각과는 달리, 신재생 에너지를 한국 정부가 개발 안하는 것도 아니다. 2012년 발전설비 기준 4,084 MW(수력 1746 MW, 부생가스 692MW, 태양광 690 MW, 풍력 477 MW 등)인 신재생 에너지를 2027년에는 발전설비 기준으로 32,014 MW(풍력 17155 MW, 태양광 5414 MW, 수력 1865 MW 등)으로 총 발전 설비의 20%를 채우려 계획이 확정됐다. 한국의 현실상 대규모 태양광 발전을 할 수 있는 부지가 부족하고 수력발전도 더 이상 댐을 지을 곳이 마땅찮은 상황에서 그나마 대규모 개발이 가능한 것이 해상풍력발전으로 2027년까지 바다에 풍력 발전기를 서해안과 제주에 도배해서 신재생에너지 발전설비 중 풍력 발전 비중이 53%를 차지 할 정도이다.

발전용량을 제외하더라도 더 큰 문제가 있는데 원자력의 대안으로 제시되는 신재생 에너지는 부하 조절이 불가능하다. 2027년 설비용량은 유연탄 28.2％, 원전 22.7％, 신재생에너지 20.2％ 이나 전력 수요 최대 부하량 기여도로는 유연탄 34.1％, 원자력 24.7, 신재생에너지 4.5％이다. 풍력이나 태양광 발전 같은 경우 전력 수요가 급증한다고 발전량을 증가 시킬 수 없고 평시에도 발전량이 불규칙하다. 풍력은 바람이 계속 변하고 태양광은 일조량에 따라 계속 변한다.

실제로 2012년 기준 신재생 에너지 발전설비는 4,084 MW로 설비 기준으로는 5% 이지만 실제 발전량은 3%(15,771 GWh)였으며 2027년 예측에서도 발전설비는 22%(32,014 MW)이나 실제 발전량 전망은 12.6%(90134 GWh)에 불과하다. 특히 한국이 대규모 개발 계획인 해상풍력은 특성상 풍량의 불규칙성으로 인해 풍력 발전설비는 전체의 12.2% 이지만 발전량 전망은 전체의 5%에 불과하다.

결국 원전 비율을 낮춘 결과 화력발전소 18개의 증설로 대처해야 했으나 무조건 화력발전으로 나갈 수도 없는 것이 온실가스 배출도 문제지만, 언젠가는 바닥날 것이 분명한 화석연료에 지나치게 의존할 수도 없고 비료, 플라스틱, 약품 등 써야 할 곳이 너무 많은 석유를 고작 전기 얻는 데에 쓰기엔 비효율적이다. 거기다 경제성장을 해야만 사회유지를 할 수 있는 현대사회의 특성상 경제개발을 멈출 수 없는데, 공장과 인프라 등을 구축하면 자연히 전기 소비도 증가할 수밖에 없는 구조이고 이런 사이클이 앞으로도 계속 지속될 전망이니 이런 수요까지 댈 수 있는 방안이 있어야 한다.

결국 한국 실정에서는 원자력을 완전히 포기 할 수는 없고 결국 2013년 11월 제2차 국가에너지기본계획 정부안에서 원자력 발전 비중을 27~29% 대로 현재보다 다소 증가로 잡았다. 전기료 상승 등 대체 비용의 압박으로 약간의 원전 증가로 잡은 것. 다만 2000년대 중반의 원자력 비중을 40% 수준으로 늘리려고 계획하던 것에 비하면 많이 후퇴한 것이다. 원전 사고 후에도 계속 원자력만이 환경파괴를 덜 하면서 막대한 에너지를 공급할 수 있는 유일한 방법이라고 계속 홍보 중에 있다. 이를 보듯 자원이 없는 한국입장에선 원자력은 필수불가결한 존재란 소리이다.

또한 프랑스에서 14억 달러를 제 4세대 원자로에 쏟아 붓기로 하였다. 프랑스는 독일처럼 원자력 발전소를 닫을 수 없는 상황이다. 국가 전력의 80%이상을 원자력으로 때우는 프랑스 현실에서 원자력 발전소를 닫는다는 건 불가능에 가까운 일이다. 그러나 대체 에너지에 19억 3천만 달러를 투입한다는 기사도 있다. 여하간 원전 자체를 미루는 건 불가능할 듯.

영국에서도 독일처럼 친환경발표와 더불어 원전 건설 쪽으로 가닥을 잡고 있다. 그린피스의 초기 멤버인(그린피스에서는 창시자라는 사실을 부정하고 있다. 1년 뒤에 합류했다나..) 패트릭 무어도 1986년 원자력 찬성 쪽으로 노선을 바꾸었고 세계적인 환경운동가이자 가이아 이론의 창시자 제임스 러브록까지도 "연착륙을 위한 원자력"을 주장하여 반핵론자들을 충공깽에 몰아넣었다 우리 선생님이 그럴 리가 없어 혹 매수되지 않았나 하는 드립까지 나오는 지경.

그리고 발전을 하자는 사람들이 간과하고 있는 점이 있는데, 현재의 기술력으로 국가를 지탱할만한 대규모 발전을 풍력, 수력, 태양광 발전 같은 기술로는 실현하는 게 불가능하다. 알려진 바와는 다르게 대체에너지라는 것이 선택 가능한 선택지가 아니라 존재하지도 않는 선택지인 상태라는것. 게다가 한국은 이웃나라에서 직접 전기를 수입할 수 없는 사실상의 섬이다. 육지에서 국경을 맞대고 있는 나라는 (정부가 남아있는 나라 중) 지구 최고의 막장국가 북한이고, 북한을 넘어 중국이나 러시아에서 전기를 수입하자니 북한이 남한 배불려주는 파이프라인 건설을 허가할 리가 없다. 그나마 전기를 수입할 수 있는 나라라면 일본인데 그 일본이 지금 전력난에 시달리는디요? 블랙아웃 숱하게 일어나야 정신을 차릴건가. 설령 수입한다고 해도 다른나라의 환경은 걱정하지 않는 게 환경운동인지 생각해보자.

최종적으로 정리하자면 대체 에너지에 대한 원자력 찬성 측의 논리는 원자력 발전의 대안도 결국 환경을 파괴할 수밖에 없다는 것이기에 그나마 가장 효율 높고, 환경에 좋은 것이 원자력 발전이라는 주장이다.

물론 로컬 에너지주의자(즉, 중앙집권적 에너지 생산 반대론자) 등은 반발할 수도 있지만, 풍력과 태양력을 보듯이 바로 그 지역에 악영향을 미치는 게 대체에너지다. 또 "원전도 전후과정에서 탄소가스 나오는데요?"라고 물을 수도 있는데 그거까지 고려해서 전후 고려했을 때 원자력의 효율과 친환경성이 높다는 소리다. 전후 생산과정에서의 원자력의 탄소 배출량은 화력에 비하면 거스름돈에 불과하다. "완전 무탄소 청정에너지"라는 원자력 자체의 홍보를 비판한다는 측면은 분명 옳지만, 실제 현실에서 설득력 있는 근거는 되지 못한다.

4 대한민국의 원자력 간략사

1953년 아이젠하워 미국 대통령이 "평화를 위한 원자력"드립을 하고 대한민국에 "님아 원자로 살돈 줄까?"하자 대한민국이 이에 응해서 1958년 12월 제너럴 아토믹스 사의 TRIGA를 덜컥 사오면서 원자력 법을 제정, 1962년 3월 19일날 초임계에 도달하게 된다. 그러다가 박정희가 핵무기에 관심이 있어, 프랑스에서 대한민국에 PUREX 설비를 건설 해준단 설레발까지 하다가, 박정희가 암살당하고 전두환이 대통령 자리에 오르자 미국의 핵우산을 쓰는 대가로 핵무기 프로젝트는 취소되었다.

이러는 동안 1978년 부산 기장군에 고리 원자력 발전소가 세워지게 되는데, 이 원자력 발전소는 현재는 도시바에 먹혀버린 웨스팅 하우스의 가압수형 원자로를 사용하였으며, 지금도 사용중이다. 그리고 1983년 월성에 캐나다에서 만든 가압중수로인 CANDU 4기를 건설하나, 문제는 그후에 인도에서 그걸로 핵을 만들어 버렸다. CANDU형(중수로)은 다른 원자로에 비해 플루토늄을 얻는데 유리하다. 플루토늄은 핵반응을 하고 난 사용 후 핵연료에서 추출할 수 있는데(그래서 북한이 자꾸 원자로를 만드려고 하는 것이다) 경수로는 일년~이년 마다 핵연료를 교체하지만 중수로는 매일매일 조금씩 핵연료를 교체&수거 하기 때문에 매일매일 플루토늄을 얻을 수 있다. 그래서 IAEA에서도 감사하기가 어렵다. IAEA에서는 회원국 원전에 감시 장비 및 감시원을 파견해서 매일매일 원자로에 들어가는 핵물질과 나오는 핵물질을 확인해서 어디에 얼마나 저장되는지를 확인하는데 경수로는 일~이년에 한 번 교체하므로 그때만 확인하면 되지만(물론 상시 감시도 한다), 중수로는 매일매일 감시해야 한다. 그래서 번거롭다. 마음만 먹으면 핵물질을 빼오는 것도 쉽다(핵물질이 매일매일 나오니까). 근데 발전용 원자로에서 저렇게 돌리면, 효율은 더 높아지겠지만, 연료의 연소율 맞추기가 통째로 가는것 보다 머리아파지기에 한꺼번에 바꾸기도 한다.

그렇게 인도에서 핵을 만드는 바람에 캐나다에서 한국에 CANDU를 안팔았다고 하는 소리가 있다. 어쨌든 월성 원자력 발전소는 국내에 한 곳밖에 없는 가압중수로 원자력 발전소이며, 현재 정품 CANDU로는 캐나다 다음가는 개수를 자랑한다. 그리고 월성에서는 CANDU대신에 KSNP를 건설했다. 인도에서 핵무기 개발할때 CANDU를 이용한건 사실이지만, 짝퉁 CANDU를 13기 건설했기 때문에 인도의 정품 CANDU 개수는 2개밖에 되지 않는다.

그 동안 저준위 방사성 폐기물을 45톤 정도 울릉도 남방 15해리에 해양 배출하는 일도 있었다. 수심 2192m 지점에 68년부터 72년까지 투척했으며, 당시로서는 국제적으로 합법(...)이었다.

그후 90년대 초에 ABB-CE, 즉 ABB가 먹은 컴버스천 엔지니어링의 PWR인 System 80을 기초로 Korean Standard Nuclear Plant, 줄여서 KSNP를 만들게 된다. 이후 울진 3,4 부터 신고리 1,2까지가 KSNP (OPR1000)이다. KSNP의 개량으로 APR1400이라 불리우는 KNGR을 만들었다. APR1400은 신고리3,4호기를 시작으로 2012년 현재 건설 중이거나 건설 예정인 원전들은 대부분 이 노형이다. UAE에 수출한 기종은 이것이다. 단점으로는 냉각수 유입펌프가 가끔식 작동이 안 돼서 수동으로 해주는 문제만 빼면 꽤 좋다고 한다. 그런데 이것도 중간에 만드는 도중 들어간 이물질들 때문이였다고...
그리고 1995년에 KAERI(Korea Atomic Energy Research Institude, 한국원자력연구원)에서 낡아빠진 TRIGA를 폐로해 버리고, HANARO란 연구용 원자로를 만들어 잘쓰고 있다가, 한번 원자로 안에 박아놓은 통이 떠오르는 바람에 잠시 소동이 일어난적이 있었다. 그리고 2005년 12월 여기서 금단의 기술에 몰래 손 댄 죄로, IAEA에게 신나게 까인 적이 있었다.

핵융합쪽을 이야기 하자면 2007년, 대한민국의 주특기라 할수있는 공밀레의 결정판인 KSTAR가 완공되었다.(사실 이 KSTAR는 미국에서 버려진 설계도를 가져다가 실제로 만들어버린 말도 안되는 업적이다. 특히 KSTAR는 현재 세계 핵융합 발전에 대한 가장 큰 프로젝트인 ITER와 가장 유사한 형태로 익히 알려져 있다. 원래 이거 한번에 만들기 어마어마하게 힘든건데 현대에서 말도안되는 정밀공정으로 만들어버렸다.) 이로써 대한민국은 ITER지분도 좀 차지하게 되어, 장래에 원자력을 대체할 핵융합 선진국으로의 발판을 다지게 되었다. 그리고 2010년 KNGR을 UAE에 파는데 성공했다.

2012년에 핵무기와 핵물질의 안전 및 방호와 감축을 논의하는 국제회의인 핵안보정상회의를 한국에서 개최했다. 부대행사로 핵안보 심포지엄을 개최하여 한국형 발전소와 핵물질 탐지 및 방호 등의 원자력 기술을 세계에 알리기도 했다.

2013년 5월 28일, 한국 내 핵발전소 들에 납품되는 주요 부품의 안정성 검사결과가 위조되어, 실제로는 부적합 판정을 받은 부품이 신고리 핵발전소 단지와 신월성 핵발전소 단지의 건설에 소요되었다는 것이 확인되었다. 실로 충격과 공포. 거기에 안전성 테스트 결과를 조작해서 핵발전소에 들어간 제품은 발전소에 사고가 일어나 방사능이 누출될 위험이 생길 경우 그것을 막아주는 장치로 알려졌다. 실로 2중의 충격과 공포. 이런 제품의 테스트 결과를 조작한 검증기관은 핵발전소의 내진 설계 검증도 맡았던 것으로 알려졌다. 흠좀무. 자세한 정보는기사들을 참조

5월 31일, 정부는 핵발전소 비리에 대한 전면재수사에 착수하면서, 납품 비리와 검사 결과 조작 등을 천인공노할 범죄로 규정했다. 사실 이 불량품들이 원인이 되어 비상시 핵발전소 통제에 문제가 생겼다면, 아무리 작게 잡아도 영남지역 주민들의 생명과 안전을 제대로 보장하기 힘든 상황이었다. 문제가 된 제어 케이블이 방사능 유출을 막는 장비다. 때문에 이런 표현으로도 모자랄 상황이다. 수백 만 명의 국민들의 안전과 편익을 희생하고 자기들의 이익을 챙기는 데 급급했던 것.이런 놈들은 후쿠시마로 관광을 보내줘야 한다. 수사 결과 밝혀진 바에 의하면 해당 사건에 연루된 인원들 중에는 규제/감독 기관(원자력안전위원회, 한국원자력안전기술원 등)이나 학계(연구소, 대학교 등) 인사가 없었다고 한다. 말하자면 이런 사건을 낸 것치고는 뿌리까지 부패가 번지지 않았다는 것. 그나마 희망적인 사실이라 하겠다.