싱가포르가 지금 원자력 옵션을 재검토하는 이유
싱가포르는 수입 천연가스에 대한 높은 의존도를 낮추고 2050년 탄소중립을 달성하기 위해 원자력 에너지를 새롭게 검토하고 있다. 도시국가 싱가포르의 전력 중 90% 이상은 천연가스로 생산된다. 천연가스에 집중한 전력 체계는 수년간 안정적인 공급을 뒷받침했지만, 세계 연료 가격 변동과 공급 위험에 전력망이 노출되는 결과도 낳았다. 당국은 소형모듈원자로(SMR)라 불리는 차세대 소형 원자로가 안전하고 합리적인 비용으로 안정적인 저탄소 전력을 공급할 수 있을지 검토하고 있다.
목차
싱가포르의 지리적 여건은 논의의 방향을 좌우한다. 유엔은 풍력 자원이 제한적이고 수력 발전에 적합한 강이 없으며 대규모 재생에너지 설비를 위한 토지도 부족하다는 이유로 싱가포르를 대체에너지에 불리한 국가로 오랫동안 분류해 왔다. 태양광은 국내 계획의 중심에 있지만, 활용 가능한 지붕 면적과 구름, 전력망 제약 때문에 공급량을 늘리는 데 한계가 있다. 학계 모델링에 따르면 기술과 공간 활용, 정책 지원이 계속 개선될 경우 태양광은 2030년 전력 수요의 약 2~6%, 2040년에는 잠재적으로 3.5~8%를 충당할 수 있다. 저탄소 전력 수입은 2035년까지 공급량의 약 30%에 이를 계획이며, 정부는 에너지 전환 후반부에서 수소가 맡을 역할도 검토하고 있다.
이런 현실은 원자력이 정책 논의의 주변부에서 적극적인 연구 분야로 부상한 이유를 설명해 준다. 당국자들은 원전 건설을 결정한 바 없다고 강조해 왔다. 공식적인 목표는 선택지를 열어 두고 전문성을 높이며, 최신 설계가 싱가포르만의 엄격한 안전성·신뢰성·비용 기준을 충족할 수 있는지 평가하는 것이다. 기술의 실현 가능성이 입증된다면 에너지시장청 분석가들은 원자력이 세기 중반 전력의 약 10%를 차지할 수 있다고 제시한 바 있다.
정부가 검토 중인 내용
싱가포르 에너지시장청은 소형모듈원자로를 비롯한 첨단 원자력 기술의 안전 성능, 기술적 실현 가능성, 상업화 준비 상태를 현지 여건에 맞춰 평가하기 위해 상세 연구를 의뢰했다. 2024년 말 시작된 입찰 절차를 거쳐 컨설팅업체 모트 맥도널드가 평가를 맡았다. 규제당국과 정책 입안자들은 어떤 설계가 상용화에 가장 근접했는지, 필요한 부지 조건은 무엇인지, 싱가포르의 전력망 및 산업 기반과 어떻게 연계될 수 있는지 파악하려 한다. 향후 추진 방향은 안전성, 신뢰성, 경제성, 환경 지속가능성에 관한 엄격한 기준을 충족해야 한다. 업계 매체 Nuclear Engineering International은 에너지시장청의 업체 선정과 향후 연구를 보도하며 연구 범위의 개요를 여기에 소개했다.
국내 연구와 함께 국제 협력도 확대됐다. 싱가포르와 미국은 2024년 8월 민간 원자력 협력 협정에 서명했다. 흔히 ‘123 협정’으로 불리는 이 협정은 30년간 유효하다. 협정은 안전과 안전조치, 소형모듈원자로를 포함한 첨단 원자력 기술 개발 분야의 협력을 촉진한다. 이번 협정은 미국 원자력규제위원회와 싱가포르 국가환경청이 수년간 이어 온 역량 강화 협력의 연장선이다. 양 기관은 공동 안전 워크숍과 기술 교류를 진행해 왔다.
2024년 말 열린 싱가포르 국제에너지주간에서 간킴용 부총리는 청정에너지의 계통 유입이 늘어나는 상황에서 공급과 수요 양쪽의 새로운 복잡성에 대응하기 위해 ‘미래 전력망 역량 로드맵’을 발표하겠다고 밝혔다. 에너지시장청은 세 가지 중점 분야를 예고했다. 옥상 태양광, 배터리, 전기차 충전기 등 분산형 에너지 자원을 활용해 전력망 안정성을 뒷받침하고, 전력망 디지털 트윈과 같은 디지털 도구로 계획과 운영을 개선하며, 변동성 재생에너지와 전력 수입 비중이 늘어도 전력 품질을 안정적으로 유지한다는 내용이다. S&P Global Commodity Insights는 로드맵 발표와 싱가포르의 원자력 역량 강화 움직임 전반을 여기에서 다뤘다.
전문성과 안전 문화 구축
싱가포르는 원자력 연구 역량을 확대해 왔다. 싱가포르 국립대학교에 싱가포르 원자력연구·안전연구소가 출범했으며, 6,600만 싱가포르달러의 신규 지원금을 받아 2030년까지 전문가 풀을 두 배로 늘리는 임무를 맡았다. 연구소는 첨단 원자로 사고 시뮬레이션, 원자력 폐기물 관리, 지하 원자로 개념, 방사성 입자 확산, 방사선의 건강 영향 등을 연구하고 있다. 당국자들은 2014년 이후 원자력 연구와 인재 개발에 1억5,000만 싱가포르달러 이상을 투자했다고 밝혔다. 스트레이츠타임스는 연구소의 재정 지원과 시설, 연구 우선순위를 여기에서 보도했다.
국제원자력기구(IAEA)와의 협력도 강화되고 있다. 라파엘 마리아노 그로시 IAEA 사무총장은 싱가포르의 연구 기반과 제도적 성숙도, 대규모 재생에너지를 위한 제한된 공간을 고려하면 원자력 에너지를 검토하기에 적합한 국가라고 밝힌 바 있다. 또한 싱가포르가 원자력 과학 교육에서 오랫동안 역할을 해 왔고 1967년부터 IAEA 회원국으로 활동해 왔다고 지적했다. 그는 폐기물 관리 계획은 모든 프로그램의 시작 단계부터 마련해야 한다고 강조했으며, 싱가포르가 유럽 일부 지역의 사례처럼 이웃 국가와 공동 원전을 검토할 수도 있다고 제안했다. 싱가포르 국립대학교는 그의 발언과 도시국가의 IAEA 협력 내용을 여기에 정리했다.
소형모듈원자로의 작동 원리
소형모듈원자로는 한 기당 최대 약 300메가와트의 전력을 생산하는 원자력 발전소다. 공장에서 제작한 모듈을 운송한 뒤 현장에서 조립하도록 설계됐다. 소형이라는 점은 토지 점유 면적을 줄여 주는데, 이는 인구 밀도가 높은 도시에서 큰 이점이다. 여러 설계에는 외부 전력이나 작업자의 조치 없이도 열을 제거할 수 있는 피동형 냉각 방식 등 강화된 안전 기능이 적용된다. 유지보수가 필요한 펌프와 밸브 수를 줄이는 단순화된 시스템도 사용된다.
소형모듈원자로가 모두 같은 방식으로 작동하는 것은 아니다. 일부는 전 세계에서 가동 중인 대부분의 원자로와 유사한 기존 가압경수로 방식을 사용하는 반면, 다른 설계는 효율을 높이거나 산업용 열을 함께 생산할 수 있는 고온가스로나 용융염로 개념을 바탕으로 한다. 많은 설계가 여전히 인허가 또는 실증 단계에 있다. 싱가포르가 현재 기술 성숙도와 실제 성능, 수십 년간 건설·연료 공급·운영·유지보수를 뒷받침할 공급망에 초점을 맞추는 이유다.
싱가포르처럼 규모가 작은 전력망에서는 소수의 원자로 모듈만으로도 기상 조건에 좌우되지 않는 일정량의 청정 전력을 공급할 수 있다. 에너지시장청의 분석에 따르면 안전하고 비용 효율적인 설계를 찾을 경우 원자력은 2050년 국가 전력 수요의 약 10%를 공급할 수 있다. 원자력은 태양광과 전력 수입, 그리고 시간이 흐르면서 저탄소 수소와 함께 다변화된 에너지 구성의 한 축이 될 수 있다.
바다와 함께 발전해 온 도시국가에 부유식 원전이 적합할까
최근 주목받는 방안 중 하나는 해안에서 계류하는 부유식 소형모듈원자로를 활용하는 것이다. 이런 발전소는 조선소에서 건조한 뒤 설치 장소까지 예인하고 해저 케이블로 전력망에 연결한다. 해양 국가이자 엔지니어링·항만 분야의 전문성을 갖춘 싱가포르에는 부유식 방식이 실용적인 이점을 제공할 수 있다. 건설 기간을 단축하고 대규모 육상 공사 없이 완성된 설비를 현장으로 옮길 수 있다는 점이 포함된다.
열대 지역에서는 수랭식 냉각이 효율적이며, 주변 바다는 대규모 열 흡수원 역할을 할 수 있다. 다만 부유식 발전소에도 방파제와 계류 시스템 등 세심한 해양 공사가 필요하고, 전력망과의 견고한 연결도 갖춰야 한다. 유지보수와 연료 재장전, 최종 폐로 작업을 조선소에서 진행할 수 있어 육상 부지보다 정전 기간을 줄일 가능성이 있다. 채널뉴스아시아는 러시아의 아카데미크 로모노소프와 중국 등에서 시작된 초기 소형 원자로 사업의 국제 경험을 들어 부유식과 육상 방식의 장단점을 살펴봤다. 전문가 논평은 여기에서 확인할 수 있다.
부유식 원자로에는 과제도 따른다. 해양 환경에서는 부식 위험이 커지고 더 잦은 점검이 필요하다. 해수 취수구는 설비와 환경을 보호할 수 있도록 강력한 여과 시스템을 갖춰야 한다. 폭풍 대비와 사이버 보안, 무단 접근을 막기 위한 안전조치에는 해양 당국과 원자력 당국이 감독하는 다층 방어 체계가 필요하다. 육상과 해상 모두 최초호기 사업의 비용은 불확실한 만큼, 신중한 경제성 분석도 실사 과정의 일부다.
안전, 규제, 대중의 신뢰
싱가포르에서 원자력 옵션을 검토할 때 가장 먼저 따져야 할 기준은 안전이다. IAEA는 단계별 이정표 절차를 통해 원자력 발전을 검토하는 국가들을 지원한다. 이 절차는 법적 체계, 독립적인 규제, 비상 대비, 운영 문화를 아우른다. 원자력 도입을 처음 추진하는 국가에는 충분한 전력망 용량 확보와 설계를 평가하고 인허가를 감독하며 운영을 관리할 전문가 집단을 양성하는 일 등 추가 과제가 있다. 싱가포르가 장기적으로 원자력 안전 전문가 약 100명을 양성하려는 목표는 그 기반을 마련하기 위한 것이다.
싱가포르 원자력연구·안전연구소의 연구에는 현지 기상 조건에서 방사성 입자가 어떻게 확산하는지, 저선량 피폭이 생태계와 사람에게 어떤 영향을 줄 수 있는지에 대한 모델링이 포함된다. 국가환경청은 방사선 수치를 지속적으로 감시하고 있으며, 해류를 따라 이동하는 방사성 물질을 탐지할 수 있는 해안 시스템도 개선하고 있다. 이 같은 조치는 지역에서 비정상적인 수치가 나타날 경우 당국이 상황을 더 정확히 파악하고 신속히 탐지할 수 있도록 하는 데 목적이 있다.
대중의 수용 여부는 신뢰와 명확한 소통에도 달려 있다. 싱가포르 참가자를 대상으로 비상 대비 메시지의 전달 방식을 연구한 결과, 역량이나 통제만을 강조하는 메시지보다 배려를 중심에 둔 메시지가 정부에 대한 신뢰를 높이는 데 더 효과적인 것으로 나타났다. 신뢰 형성에는 소셜 플랫폼보다 전통 매체가 더 나은 성과를 보였다. 이 연구는 당국의 안전 및 대비 관련 소통 방식이 시민들이 원자력의 위험과 이점을 평가하는 데 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.
당국자들은 정부가 여전히 이 옵션을 검토 중이라고 거듭 강조해 왔다. 에너지시장청은 기술이 발전하는 동안 관련 정보를 계속 파악하고 선택지를 열어 두는 실용적 방침이라고 설명했다.
싱가포르는 원자력 에너지에 관한 결정을 내리지 않았지만, 유망한 해결책에 관한 정보를 계속 파악하고 선택지를 열어 두는 것이 중요합니다.
이 접근 방식은 중요한 결정을 내리기 전에 장기 계획과 위험 관리, 역량 구축을 중시하는 싱가포르의 방침을 반영한다.
더 청정한 전력망에 원자력을 통합하기
현대 전력망은 낮 동안 늘어나는 태양광 발전량과 구름이 몰려올 때 감소하는 발전량, 가정과 직장에서 전력 사용이 늘어나는 저녁 시간대의 수요 급증을 관리해야 한다. 미래 전력망 역량 로드맵은 이런 과제에 대응하는 세 분야에 초점을 맞춘다. 첫째, 옥상 태양광과 배터리, 스마트 전기차 충전기 등 분산형 자원을 활용해 전력 수급 균형을 맞추고 수요를 피크 시간대 밖으로 옮기는 방안을 추진한다. 둘째, 투자 계획을 세우고 자산을 더 효율적으로 관리하기 위한 전력망 디지털 트윈 등 디지털 운영을 장려한다. 셋째, 재생에너지와 국가 간 전력 수입이 늘어나는 상황에서도 전압과 주파수를 안정적으로 유지할 방안을 평가한다.
소형 원자로는 이 시스템에 안정적인 전력을 공급해 기저 수요를 충당하는 데 필요한 가스량을 줄이고 태양광 및 배터리를 보완할 수 있다. 원자력 발전소는 어느 정도 출력 조정이 가능하며, 소형모듈형 설비는 수요 증가에 맞춰 단계적으로 계획할 수 있다. 전력 수입과 향후 수소 공급도 나중에 유연성을 더할 수 있지만, 수소의 공급 시점과 비용은 여전히 불확실하다. 정책 입안자들은 각 방안의 비용과 탄소 감축 효과를 비교해 선택하게 된다.
경제성은 핵심 고려사항이다. 여러 나라의 초도 소형모듈원자로 사업은 지연과 비용 증가를 겪었다. 싱가포르의 연구는 검증 가능한 성능 기록을 갖춘 성숙한 설계를 찾는 데 초점을 맞추고 있다. 안전·보안·핵 비확산 규정을 충족하는 연료와 부품 공급망을 확보하는 것과 함께 명확한 자금 조달 계획도 필요하다. 기술이 국가의 필요를 충족한다면 탄소 가격제와 국제 녹색 금융이 비용 격차를 줄이는 데 도움이 될 수 있다.
역내 동향과 협력
동남아시아 전역에서 소형모듈원자로에 대한 관심이 커지고 있다. 인도네시아는 싱가포르 기반 개발업체 토르콘의 첫 사업을 위한 부지 평가 계획을 승인했다. 토르콘은 조선소에서 건조해 현장까지 바지선으로 운송할 수 있는 용융염로 개념을 개발하고 있다. 인도네시아 정부는 석탄의 대안을 모색하며 2040년까지 원자력 발전을 도입하겠다는 목표를 세웠다. 토르콘의 진전은 향후 역내 공급망과 규제 경험이 어떻게 축적될 수 있는지 보여 준다. 인도네시아의 인허가 절차 진행 상황은 여기에서 확인할 수 있다.
싱가포르는 인도와의 에너지 협력도 확대했다. 양국은 무역과 국방을 아우르는 폭넓은 경제 로드맵의 일환으로 소형모듈원자로 기술 협력을 모색하기로 합의했다. 인도·태평양 지역 파트너들과 협력하면 싱가포르는 다양한 전문성과 안전 기준, 공급업체 선택지를 확보할 수 있다. 한편 세계원자력협회는 약 30개국이 원자력 프로그램 도입을 검토하거나 시작하는 다양한 단계에 있으며, 새로 원자력을 도입하는 국가들은 일반적으로 원전을 유치하기 전에 전력망 용량과 규제 기반을 구축해야 한다고 밝혔다.
일정, 부지 선택지, 주목할 점
싱가포르의 원자력 발전 결정 시점은 아직 정해지지 않았다. 현재 단계는 분석과 역량 구축, 경험이 풍부한 파트너와의 협력에 초점을 맞추고 있다. 정부가 특정 기술을 안전하고 비용 효율적으로 도입할 수 있다고 결론 내리더라도 상세한 인허가와 환경 평가, 공공 협의, 계약 절차가 남는다. 이런 절차는 충분한 검토를 위해 시간이 걸린다.
부지와 관련해서는 여러 가능성을 연구하고 있다. 육상 시설은 인구 밀도와 안전구역, 안정적인 냉각수 접근성을 신중히 고려해 위치를 정해야 한다. 연구자들은 보안을 강화하고 토지 사용을 줄일 수 있는 지하 배치의 실용성도 평가하고 있다. 부유식 발전소에는 충분한 수심과 견고한 계류 시설이 필요하며, 해양 생태계와 항로에 미치는 영향을 최소화해야 한다. 어떤 방안을 선택하든 승인 전에 상세한 환경영향평가와 안전성 검토를 거쳐야 한다.
폐기물 관리 계획은 처음부터 마련된다. 원자력 발전소가 발생시키는 고준위 폐기물의 양은 다른 산업 공정에 비해 적지만, 안전한 취급과 임시 저장, 최종 처분을 위해서는 명확한 정책 결정과 기술 시설, 국제 모범 사례의 적용이 필요하다. 싱가포르 연구자들은 폐기물 관련 국제 프로그램에 참여하며 감시와 모델링 전문성을 키우고 있다.
몇 가지 지표를 통해 진척 상황을 파악할 수 있다. 에너지시장청의 타당성 연구 결과, 미래 전력망 역량 로드맵의 추가 세부 내용, 싱가포르 원자력연구·안전연구소의 현지 전문가 풀 확대, IAEA 및 협력국과의 지속적인 공동 작업이 이에 포함된다. 인도네시아를 비롯한 역내 동향은 도서·해안 지역에 적합한 첨단 원자로 설계의 성능을 보여 주는 실제 자료를 더해 줄 것이다.
핵심 내용
- 싱가포르는 천연가스에 대한 높은 의존도를 줄이고 2050년 탄소중립 목표를 달성하기 위해 원자력 에너지를 연구하고 있다.
- 에너지시장청은 소형모듈원자로를 비롯한 첨단 원자력 기술의 안전성과 실현 가능성을 평가하도록 모트 맥도널드를 선정했다.
- 싱가포르는 2024년 미국과 30년간 유효한 민간 원자력 협력 협정을 체결해 안전 및 첨단 기술 분야의 협력을 강화했다.
- 싱가포르 국립대학교에 싱가포르 원자력연구·안전연구소가 출범했다. 6,600만 싱가포르달러의 지원금을 받아 2030년까지 전문가 풀을 약 100명으로 두 배 확대하는 것이 목표다.
- 라파엘 그로시 IAEA 사무총장은 탄탄한 연구 기반과 재생에너지용 토지 부족을 고려할 때 싱가포르가 원자력 에너지를 검토하기에 적합하다고 밝혔다.
- 에너지시장청은 싱가포르가 원전 건설을 결정하지 않았으며 유망한 해결책을 평가하는 동안 선택지를 열어 두고 있다고 밝혔다.
- 에너지시장청 분석에 따르면 적합한 설계를 찾을 경우 원자력은 2050년 전력의 약 10%를 공급할 수 있다.
- 미래 전력망 역량 로드맵은 분산형 에너지 자원과 전력망 디지털 트윈, 재생에너지 및 전력 수입 증가에도 안정적인 공급을 유지할 방안에 초점을 맞춘다.
- 태양광은 국내 주요 재생에너지원으로 남아 있으며 2030년까지 2GWp를 목표로 한다. 전력 수입과 수소도 보완적인 저탄소 에너지원으로 개발 중이다.
- 부유식과 육상형 소형모듈원자로를 검토하고 있으며, 각각 안전성과 비용, 규제 측면에서 서로 다른 과제가 있다.
- 인도네시아의 첫 사업 인허가 절차 진전과 인도·싱가포르의 소형모듈원자로 협력 모색 등 역내 움직임이 활발해지고 있다.
