목차 I 1. 원전현황과전망 2. 안전성 3. 경제성 4. 계속운전 5. 폐로와사용후핵연료처리

원전전망과이슈들 2014. 9 노동석

목차 I 1. 원전현황과전망 2. 안전성 3. 경제성 4. 계속운전 5. 폐로와사용후핵연료처리

I 1. 원전현황과전망

현황과전망 (2 차에기본 ) 발전설비용량 2012 년 2024 년 2035 년 2014 년 7 월기준, 운영중인원전은총 23 기이며, 건설중인원전은 5 기, 계획중인원전은신고리 7, 8 호기를포함한총 6 기 신규원전건설계획이순조롭게이행되고설계수명이종료된원전의계속운전이허용된다면, 2024 년이후총 34 기의원전운영 운전중원전의총설비용량 ( 정격용량기준 ) 은 21GW 로총발전설비용량 (88GW) 의약 24% 를담당하고있으며, 발전량기준으로는약 30% 차지 향후원전규모와관련하여가장중요한변수는설계수명이종료되는원전의폐로여부와 2 차기본계획에서제시한 2035 년원전비중 29%(43GW) 2029 년까지의원전계획은 2014 년말수립예정인제 7 차전력수급기본계획에서구체화, 가시화전망

7 차계획기간중수명도래원전 <2029 년까지 12 기 9,716MW 수명도래 > 발전소명 용량 (MW) 건설 인허가일 공사기간운영허가일상업운전일설계수명만료일 고리 1 호기 587 '72.05.31 '72~'78 '72.05.31 '78.04.29 '07.06.18 고리 2 호기 650 '78.11.18 '78~'83 '83.08.10 '83.07.25 '23.04.08 고리 3 호기 950 '79.12.24 '79~'85 '84.09.29 '85.09.30 '24.09.28 고리 4 호기 950 '79.12.24 '79~'86 '85.08.07 '86.04.29 '25.08.06 월성 1 호기 678.7 '78.02.15 '78~'83 '78.02.15 '83.04.22 '12.11.20 월성 2 호기 700 '92.08.28 '92~'97 '96.11.02 '97.07.01 '26.11.01 월성 3 호기 700 '94.02.26 '94~'98 '97.12.30 '98.07.01 '27.12.29 월성 4 호기 700 '94.02.26 '74~'99 '99.02.08 '99.10.01 '29.02.07 영광 1 호기 950 '81.12.17 '81~'86 '85.12.23 '86.08.25 '25.12.22 영광 2 호기 950 '81.12.17 '81~'87 '86.09.12 '87.06.10 '26.09.11 울진 1 호기 950 '83.01.25 '83~'88 '87.12.23 '88.09.10 '27.12.22 울진 2 호기 950 '83.01.25 '83~'89 '88.12.29 '89.09.30 '28.12.28 2029 년까지수명도래원전이전부폐지되는경우, 계획중원전이모두준공되고신규원전이반영되지않으면원전설비비중은 20% 이하로축소 6 차계획 2027 년총설비 131GW, 원전용량 36GW 계속운전, 신규원전건설이이루어지지않을경우원전용량 26GW

I 2. 안전성

원전사고등급 7 등급 ( 대형사고 ): 대량의방사성물질외부유출, 생태계에심각한영향초래 6 등급 ( 심각한사고 ): 상당량의방사성물질외부유출, 인근지역에서신속하게대피하지않으면매우위험 5 등급 ( 시설외부로의위험사고 ): 원자로용기에중대한손상, 시설및주변지역에대피권고발동 4 등급 ( 시설내부의위험사고 ): 원자로노심상당한손상, 시설종사자들이심각한피폭으로사망 3 등급 ( 중대한이상 ): 시설물내의심각한방사능오염. 시설종사들의심각한피폭 2 등급 ( 이상 ): 시설물내상당한방사능오염, 시설종사들의법정연간피폭한계치내노출 1 등급 ( 이례적인사건 ): 운전제한범위에서의이탈, 큰문제는아니지만세계뉴스에오름 0 등급 ( 경미한이상 ): 사건이발생했으나안전에중요하지않아사건으로간주하지않음 7

역사상 3 건의중대사고 (5 등급이상 ) TMI 2 체르노빌 4 후쿠시마 1 1-4 호기 사고발생 : 79.3 로형 : 가압경수로 (PWR) 진행과정 : 2 차측급수상실원자로정지비상급수펌프기동되었으나밸브가닫혀있어증기발생기냉각수고갈사고확대원인 : 인적실수 ( 운전원노심충수된것으로판단실수사고피해 : 인명피해없음, 불활성가스외부유출결과 : 2 호기정지, 1 호기 6 년간가동중지후재가동 사고발생 : 86.4 로형 : 흑연감소비등경수로 (RBMK) 진행과정 : 발전기정지시전력공급가능성시험중제어봉인출노심내출력폭주로연료손상및증기폭발사고원인 : 인적실수사고피해 : 3 개월내 31 명, 이후 10 년간추가 14 명사망주변지역장기간피폭영향, 갑상선암 800 명발생 3 명사망, 주변지역주민소개, 금지구역설정결과 : 1 호기 96 년, 2 호기 91 년, 3 호기 00 년가동중지 사고발생 : 11.3 로형 : 비등경수로 (BWR) 진행과정 : 지진후해일에의해냉각시스템상실 1,3,2,4 호기순으로폭발사고원인 : 자연재해사고피해 : 확인된인명피해아직없음, 주변지역주민소개, 금지구역설정사고피해액 : 6-10 조엔추정결과 : 1-6 호기영구정지, 5,6 호기는폐로연구용도로활용, 후쿠시마 2 4 개호기는피해없음 8

후쿠시마 2 원전은왜무사? 로형 : BWR, 후쿠시마 1 원전과동일위치 : 후쿠시마 1 발에서 10km 사고경과 : 1,2,4 호기냉각기능상실지진후외부전원사용가능상태유지원자로압력용기냉각및저온정지상태유지로안전 (3 등급사고 ) 후쿠시마제 2 원전, 다이니의생존기록 - 위기상황의리더쉽무엇이필요한가? 하버드비즈니스리뷰 2014/07/03 13:32 * 나오히로마스다현장최고책임자 - 해결방법이나오기전까지결단력있게행동하기 - 이보전진을위한일보후퇴, 상황을이해할려면잠깐뒤로물러난다. - 변하는현장상황에대응하기 ( 센스메이킹 : 서로에게영향을주는지식과경험에의해행동이적응해가는과정 ) - 2014.4 다이니자매발전소인다이치의최고가동중지책임자로임명 9

PWR 과 BWR 구분가압경수로 (PWR) 비등경수로 (BWR) 증기발생기에서증기발생 원자로에서증기발생 설계특성 원자로냉각재에의해증기발생기의급수가 가열되어생성된증기가터빈 발전기를구동시켜 전기생산 원자로에서발생된증기가터빈 발전기를직접 구동시켜전기생산 ( 증기발생기없음 ) 구조적안전성 정지신호발생시원자로상부에설치된제어봉이노심으로자유낙하 ( 구동원필요없음 ) 격납용기내부에가압기, 증기발생기, 안전주입탱크등이설치되어 BWR 원전에비해격납용기용적이큼 원자로하부에설치된제어봉이탱크에저장된질소압력으로노심에삽입 재순환펌프를제외한대부분의설비가격납용기외부원자로건물에설치되어격납용기용적이작음 사고시환경영향 원자로냉각재와급수및증기계통이격리되어 있어 2 차계통파단시방사성물질의외부누출 가능성이낮음 원자로에서발생된증기가터빈에직접공급되므 로계통파단시방사성물질이외부로누출될가능 성이높음 10

후쿠시마이후국내조치 일본후쿠시마원전사고이후국내원전안전점검실시및개선대책도출 11.3 월 ~5 월 : 한수원자체안전점검, 정부특별안전점검실시 11.9 월 : 국내원전개선대책 50 건확정 ( 한수원 46 건, 기타기관 4 건 ) 12.2 월 : 추가개선대책 10 건확정 ( 국내외후쿠시마교훈반영 ) 한수원 56 건개선대책이행 ( 안전점검결과 46 건 + 자체발굴 10 건 ) 50 개장단기개선대책추진 1 고리원전해안방벽을 7.5m 에서 10m 로증축 2 차량장착이동형비상발전기를원전본부별로 1 대씩확보 3 비상디젤발전기시설에물을차단하는침수방지용방수문설치 4 침수에안전한위치에비상용축전지확보 5 각종펌프의방수화 6 전기없이작동가능한수소제거설비설치, 수소폭발예방 7 격납용기의압력상승막는배기 감압설비설치 >> 5 년간약 1.1 조원투입 BDBT(beyond design base threat) 는? 11

I 3. 경제성

발전비용종류 전력시장정산가격 (market price) - 전력시장에서전원별정산단가 (SMP과조정계수, CP, Uplift) * SMP( 계통한계가격 ), CP( 용량요금 ), Uplift( 계통운영보조서비스정산금 ) - 전력시장정산단가 (2013) 원자력석탄가스수력양수계 원 /kwh 39.07 58.84 160.75 170.83 204.22 87.82 발전소비용 (plant cost) 개별발전기의발전비용, 실적발전원가와계획발전원가로구분 실적발전원가 : 회계적개념 계획발전비용 : 균등화발전비용 (LCOE), OECD/IEA, MIT, 일본비용평가위원회등전세계에서사용 시스템비용 (system cost) 전력시스템에전원이신설, 탈락되는경우의비용변화파악, 시스템확장계획수립시전원선택에활용 기존전원구성, 계통부하의변화, 신규설비의경제적. 기술적특성고려가능 WASP, EGEAS 프로그램등사용 13

Estimated Levelized Cost of Electricity for Plant on-line in 2012 In Korea (2012 won/kwh) Type of Plant Conv. Coal (1,000) Capacity Factor (%) Capital 1 O&M Fuel Carbon 2 Nuclear Safety 3 Total LCOE 80 16.32 5.73 40.28? 0.00 62.33 CCGT (800) 80 10.66 4.69 104.21? 0.00 119.57 Nuclear (1400) 80 25.03 18.16 3.67 0.00? 46.86 Geothermal Wind 4 23 124.19 0 0.00 0.00 0.00 155.83 Solar PV 5 14.75 165.69 0 0.00 0.00 0.00 184.26 Source: 6th Basic Plan of Long-Term Electricity Supply/Demand 2013, Ministry of Trade, Industry and Energy 1 Cost of capital assumed to be 6% 2 Cost of carbon is not calculated yet in Korea 3 Cost of nuclear safety is estimated, but it is not incorporated into LCOE 4 On-shore wind plant on grid in 2013 5 Commercial rooftop PV(20kW-1MW) plant on grid in 2013 14

MIT 大발전비용평가결과 ㅇ Update of the MIT 2003 Future of Nuclear Power, 발표 ( 09). - Overnight Cost 가 03 년 2,000 $/kw 09 년 4,000 $/kw 로증가 - 증가이유는건설일정지연, 규제요건강화, 원전에대한대중의반대등ㅇ석탄, 가스에비해원자력의발전비용이높음 - 09 자료에서원자력의 risk premium 으로서높은할인율적용 - 원자력 10%, 석탄과가스 7.8% 적용 MIT(2003) $2002 Overnight Cost 계산전제 MIT 분석요약 Fuel Cost Base Case 균등화비용 Carbon charge $25/tCO 2 할인율 7.8% $/kw $/mmbtu /kwh /kwh /kwh Nuclear 2,000 0.47 6.7 5.5 Coal 1,300 1.20 4.3 6.4 Gas 500 3.50 4.1 5.1 MIT(2009) $2007 Nuclear 4,000 0.67 8.4 6.6 Coal 2,300 2.60 6.2 8.3 Gas 850 7.00 6.5 7.4 15

일본비용등검증위발전비용평가결과 ㅇ 2030 년모델플랜트대상발전비용 - 사회적비용을포함한원전의발전비용은 8.9 엔 /kwh 로서비교대상전원중가장낮음 16

한국 미국 일본발전비용비교및시사점 ㅇ발전비용은고정비, 변동비기타비용으로구성 - 국별발전비용차이는비용구성요소의전제차이에서발생 - 건설비용 ($/kw), ( ) 는 overnight cost * 원자력 : 한국 2,486(2,105), 미국 (4,000), 일본 4,305 * 석탄 : 한국 1,227(1,133), 미국 (2,300), 일본 2,829 - 가스연료비 ( 원 /kwh) * 한국 105, 일본 115 122, 미국 57 - 할인율 (%) : 한국 6.5%, 미국 7.8%(10%), 일본 3% ㅇ비용차이발생의주요요인 - 원자력 석탄 : 미국, 일본건설비의 ½ 수준, 일본발전비용은원전사고위험대응, CO 2 대책비, 정책경비등사회적비용포함 - 가스 : 미국가스연료비는한국의 ½(54%) 수준ㅇ시사점 - 국내발전소건설비검증필요 - 사회적비용고려시의발전비용비교필요 발전비용평가결과비교 ( 원 /kwh) 한국 미국 일본 원자력 41 75-96 124이상 석탄 61 71-94 144-148 가스 118 74-84 152-159 17

I 4. 계속운전

계속운전위험한가? ㅇ사고발생과가동연수 - 후쿠시마 1원전I 호기별가동연수 : 1호기 40년, 2호기 37년, 3호기 35년, 4호기 33년 - TMI 2호기 : 1년 - 체르노빌 4호기 : 2년 ㅇ계속운전절차 ( 신청. 심사. 승인 )

계속운전경제성 ㅇ회사의관점 - NPV, IRR - 계속운전을위한투자비와운영비 vs. 계속운전으로벌어들이는수익 ㅇ국가 ( 소비자 ) 관점 - 시스템코스트분석 - 계속운전추가비용 vs. 대체발전비용 - 전력시장분석모형 M-core, P-pool ㅇ OECD/NEA, 2012, The Economics of Long-term Operation of Nuclear Power Plants., No.7054, Report. - 국가별계속운전경제성비교적용방법론 : LCOE 20

다른나라들은?( 계속운전현황 12.12) 구분 운영 ( 기수 ) 계 승인 계속 운전전 계속 운전중 심 사 중 비고 미국 104 73 62 11 13 설계수명 : 40년 (20년연장 ) 프랑스 58 2 2 0 설계수명 : 30년, 40년 일본 50 16 0 16 설계수명 : 30년 러시아 33 18 1 17 설계수명 : 30년 (15, 25년연장 ) 한국 23 1 0 1 1 설계수명 : 30, 40, 60년 인도 20 6 2 4 캐나다 20 8 2 6 설계수명 : 30년라자스탄1호기는정지상태설계수명 : 30년계속운전승인 (B-1,2, PL, G-2) 영국 16 5 0 5 설계수명 : 30, 35 년 우크라이나 15 2 0 2 설계수명 : 30 년 스페인 8 4 3 1 설계수명 : 40 년 산타마리아드가로나 4 년계속운전승인 스위스 5 5 2 3 무제한인가제 (Unlimited License) 핀란드 4 4 2 2 설계수명 : BWR 40 년, PWR 30 년 헝가리 4 - - - 1 설계수명 : 30 년 PAKS-1 계속운전신청 ('11.12.5) 파키스탄 3 1 0 1 설계수명 : 30년 아르헨티나 2 - - - 설계수명 : 30, 40년 네델란드 1 - - - 설계수명 : 40년 (20년연장 ) 아르메니아 1 1 0 1 6.5년장기가동정지기간포함 기타 70 - - - - 중국, 대만, 독일, 스웨덴등 계 437 146 76 70 15 21

I 5. 폐로와사용후핵연료처리

해체방식 ㅇ즉시해체 (Immediate Dismantling) - 원전의운전정지후즉각적인해체작업을수행하여빠른시일내에완료하는방식, 유지비와안전관리비가적게소요 ㅇ지연해체 (Safe Enclosure) - 핵종의반감기를고려하여 30-60 년간관련시설을폐쇄하고안전하게보관하는방식, 작업자의피폭위험성과방사성유출위험을상대적으로줄일수있음 ㅇ매몰 (Entombment) - 콘크리트와같은구조물로운전정지된소형원전을완전히밀봉하는방식, 지연해체의안전보관기간이 60 인대반해매몰은 300 여년까지보관할수있음. 현재채택하는국가는없음 대부분국가가비용소요가적고신규원전부지로활용가능한즉시해체선호 23

해체현황 (13.4) 과규모 ㅇ가동정지된 142 기원전중해체완료 16 기, 즉시해체진행중 52 기, 지연해체진행중 59, 매몰 3 기, 해체방식미결정 12 기임. ㅇ가동정지유형은경제적수명도래, 사고및중대한이상, 정치적결정의 3 유형으로구분되며사고및중대한이상에의한사례는 9 기임 해체완료 16 기 ( 상업로 8 기 ) 즉시해체진행중지연해체진행중매몰중해체방식미결정가동중지원전 52기 59기 3기 12기 142기 ㅇ세계원전해체시장규모는약 300 조원추정 모든원자력시설 ( 세계 ) 원자력발전소 ( 세계 ) 원자력발전소 ( 국내 ) 약 1000 조원 약 300 조원 약 14 조원 24

사용후핵연료관리정책 ㅇ직접처분국가 : 스웨덴, 핀란드, 캐나다등ㅇ재처리후처분국가 : 프랑스, 영국, 러시아, 인도, 일본등ㅇ미결정 (wait&see): 미국, 스위스, 벨기에, 한국등 구분임시저장중간저장최종처분 개념 사용후핵연료를원자력발 전소내에임시저장 사용후핵연료를인수하여재처리또는영구처분하기전까지저장 방사성폐기물을인간의생활권으로부터영구히격리시키는것 방식 습식저장 : 원전내 저장수조에저장 * 월성은건식저장시설이 임시저장시설로분류 습식저장 : 수조에저장, 원전임시저장과유사 건식저장 : 밀폐콘크리트또는금속구조물형태 심지층 ( 지하 500m이상 ) 처분 사진 < 습식저장 > < 건식저장 > < 심지층처분 > 25

우리나라는? ㅇ해체 : 방식, 체계, 담당기관, 관련규정없음 ㅇ해체관련기술 : 선진국의 70% 수준 ( 미래부 ) - 원전해체기술개발로드맵 수립시행중, 17 년까지표준해체모델개발및 22 년까지해체기술자립목표 ㅇ사용후핵연료 - 조밀랙설치, 호기간이송, 중수로건식저장시설추가등으로포화시기연장추진 연장시포화년도 : 고리 ( 28), 한빛 ( 24), 한울 ( 26), 월성 ( 26) - 사용후핵연료공론화위원회운영 (13.10) 26

감사합니다.