신규원전으로 알고 싶어진 에너지 시설에 대한 오해 BEST 5!

2015년 11월 20일 15:51

오늘날 전 세계인이 살아가는 데 에너지는 필수 불가결한 요소다. 기름을 넣은 자동차를 타고, 전기로 배터리를 충전한 스마트폰을 사용하며 건물 내 전등, PC, 냉·난방기구 등은 모두 전기로 작동된다. 이런 에너지를 대규모로 생산하기 위해서는 발전소라는 에너지 시설이 필요하다. 현재 전 세계 곳곳에는 화력발전소, 수력발전소, 태양광발전소, 원자력발전소 등 다양한 발전소가 건설되어 전기를 생산하고 있다.

 

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하지만 기존 화력발전소에서 배출되는 이산화탄소 등의 온실가스로 인해 지구온난화 현상이 가속화되고 기후변화로 인한 각종 자연재해가 야기되면서 일반인들의 이미지가 좋지 않다. 비단 화력발전의 경우뿐만 아니라 발전소 자체에 대한 인식이 좋지 않아 인근 지역에 발전소가 세워지는 것에 무작정 거부감을 느끼는 사람들도 있다. 하지만 우리가 일반적으로 알고 있는 에너지 시설에 관한 내용 중에는 잘못된 내용이 사실인 양 통용되는 사례가 알게 모르게 많다. 흔한 에너지 시설에 대한 오해 BEST 5를 알아본다.

 

발전소에서 나오는 온배수 때문에 해양생태계가 파괴된다?
화력발전소 또는 원자력발전소에서는 고온의 수증기로 터빈을 돌려 전기를 만든다. 이렇게 터빈을 돌리고 난 수증기는 복수기에서 다시 냉각되어 물로 바뀌는데, 이 때 수증기를 식히기 위해 많은 양의 물을 끌어들여야 한다.

 

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문제는 수증기를 식히고 따뜻해진 물이 발전소 주변의 수온을 올린다는 것이다. 물론 나라마다 기준을 두어서 주변의 온도와 일정 정도 이상 온도차이가 나지 않게 관리하기는 하지만, 수온 변화가 주변의 생태계나 양식 환경에 영향을 줄 수 있다는 지적이 꾸준히 이어져왔다. 100만 kW급 원전 1기를 가동할 때 사용되는 냉각수가 초당 50~60톤 정도고 주변의 바다에 비해 약 7도 가량 온도가 높아지니 이러한 지적이 나올 법도 하다.

 

그러나 전문가들은 온배수가 다량의 바닷물과 섞이도록 방류된다는 점에 유의해야 한다고 말한다. 자연해수보다 수온이 높지만 바다로 방출되면 주위해수와 혼합되어 급격하게 수온이 떨어진다. 대부분의 경우 배수구에서 200∼300m 떨어지면 수온차이가 2∼3°C에 불과하며 과학적으로 온배수 영향을 정량화할 수 있는 범위는 배수구 주변의 극히 제한된 해역에 불과하다. 또한 바다의 상태는 자연적, 인공적인 여러 조건으로 항상 변하고 있으므로 온배수만의 영향을 명확하게 규명하는 데는 현대 과학기술로는 상당한 어려움이 있다.

 

지금까지 밝혀진 바로는 온배수는 해양생태계에 양면성을 갖고 있다고 한다. 온수성 어류는 배수구에 모여들고 냉수성 어류는 이동한다. 우리 나라 연안에 서식하는 어류는 대부분 온수성 어종들로서 온배수 확산구역에 계절별로 다양한 어종이 모여든다. 온배수 확산구역 안에 서식하는 생물 중 운동성이 적은 저서생물(미역, 김)은 직접적으로 온배수 영향을 받고 있어 이에 대한 피해 조사를 하여 보상을 하고 있으며 아울러 온배수의 영향을 줄이기 위해 다양한 방법을 도입하고 있다. 대표적인 사례가 해저 취수와 배수 시스템이다. 파이프를 먼 바다까지 부설하여 온배수가 식을 시간을 충분히 두는 한편, 다량의 바닷물 속에 온배수를 배출하여 수온 변화를 최소화하는 방법이다.

 

결국 온배수는 생태계에 분명 영향을 주기는 한다. 다만 냉수성 생물들이 타격을 받을 뿐, 온수성 생물들에게는 오히려 온배수가 도움이 된다. 환경을 파괴하는 것이 아니라 약간 바꾸어 놓는 셈이다.

 

국내에서는 풍력발전이 불리하다?
풍력발전은 대표적인 신재생에너지 중 하나로, 바람의 에너지를 이용해 전기를 생산한다. 탄소를 배출하지 않는 친환경 에너지로 전 세계적인 각광을 받고 있다. 우리나라 역시 내륙 산악지대나 제주도 해안가에 설치된 풍차 모양의 풍력발전기를 찾아볼 수 있다. 하지만 우리나라는 국토가 좁고 산이 많아서 풍력발전에 불리하다는 의견이 있다.

 

풍력발전을 위해서는 초속 3~20m 이내의 바람, 특히 일정한 방향으로 부는 초속 12m(연평균)의 바람이 가장 효과적이다. 그런데 우리나라는 산지가 많아서 돌풍이 잦고 연평균 초속도 5~6m에 불과하기 때문에 풍력발전에 불리하다는 것이다. 하지만 전문가들은 앞으로 풍력발전의 주를 이룰 해양 발전 부문으로 봤을 때, 우리나라는 삼면이 바다여서 지리적인 이점이 있다고 말한다. 기존 육지에 설치하던 풍차형 풍력발전은 설치 장소의 한계와 소음, 설치 및 운반 등의 문제점이 제기되면서 이에 대한 대안으로 해상풍력발전이 고안됐다. 국내 해상풍력은 제주도의 ‘복합형 해상풍력 발전 단지’ 계획 수립을 시작으로 서남해안, 전라남도 해상에 풍력발전단지를 조성해 미래전략산업으로 키우기 위한 방안을 모색 중이다.

 

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게다가 최근에는 풍차를 설치하기 어려운 섬마을이나 오지, 배 위에서도 풍력발전을 할 수 있도록 날개가 없는 수직형, 연 모양의 풍력발전기 등 새로운 형태의 풍력발전기가 개발되고 있어 풍력발전 시장의 가능성이 넓어지고 있다.

 

발전소는 외딴 곳에만 짓는다?
발전소는 흔히 규모도 크고 부지도 많이 필요하기 때문에 도심이 아닌 외딴 곳에 짓는다고 생각하기 쉽다. 하지만 도심 속에 발전소를 건설하는 경우도 있다. 우리나라에서도 찾아볼 수 있는데, 2009년 서울 노원구 설치된 수소연료전지발전소가 그것이다.

 

서울시와 포스코파워㈜가 공동으로 건설한 2.4㎿급 수소연료전지발전소는 3200가구의 전력과 1000가구의 난방에너지를 생산할 수 있는 규모다. 수소연료전지발전은 석유나 가스에서 추출한 수소에 화학반응을 일으켜 전기를 생산하는 방식으로, 발전 효율이 높으면서도 질산화물이나 황산화물 등의 대기오염물질을 배출하지 않아 도심에 건설하기 적합하다.

 

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현재는 서울 상암동 월드컵공원 내에 20㎿ 규모의 노을 연료전지발전소 설치를 계획하고 있기도 하다. 노을 연료전지발전소는 일반적인 발전소보다 작으면서 소음이 없고 연기나 뜨거운 열도 나지 않는다. 게다가 자연환경에 크게 영향을 받는 태양광이나 풍력과 달리 1년 내내 발전할 수 있다. 이 때문에 연료전지발전소는 전기가 필요한 곳에 설치해 가까운 곳에서 바로 전기를 공급하는 분산전원으로 활용된다. 최근 연료전지발전소는 서울 뿐만 아니라 경기 화성, 대구, 부산 등 전국으로 확산되며 설치되고 있다.

 

원자력발전소는 지진이 일어나면 위험하다?

 

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원자력발전소는 일반 건축물보다 안전에 더욱 신경을 써서 건설된다. 지진이 발생하면 건물은 대개 수평방향으로 진동하는 P파(종파)의 영향을 받는다. 원자로는 격납건물 내에 위치하는데, 격납건물 자체는 내진 설계된 1.2m 두께의 철근콘크리트로 지어져 P파에 의해 뒤틀리거나 무너지지 않는다.

 

격납건물의 강도 역시 전투기가 정면충돌해도 문제없을 정도다. 실제로 1988년 미국 샌디아국립연구소(SNL)가 중량 27톤의 팬텀 전투기를 시속 800㎞의 속도로 격납건물에 충돌시키는 실험을 실시한 결과, 전투기는 산산조각 난 반면 격납건물은 깊이 5㎝ 정도가 파손되는 데 그쳤다.

 

우리나라의 경우, 원전을 건설할 때 단층이 없는 단단한 암반 지대를 선정한다. 또한 원전 바로 아래에서 리히터 규모 6.5~7.0의 지진이 발생해도 안전하게 운전이 정지되도록 설계돼 있다. 추가적으로 국내 원전은 후쿠시마 사고의 원인이 됐던 해일에 의한 침수 및 그에 따른 전원상실사고 방지를 위해 3중 안전장치가 구비돼 있다. 해수면 위 7.5~12m 높이로 발전소가 건설돼 있으며 10m 높이의 방벽이 다시 한 번 해일을 막아준다.

 

또한 정상운전 시 사용하는 발전기 외에도 3곳의 비상발전기를 보유하고 있어 정전 상황에 즉각 대처할 수 있다. 비상발전기마저 정전될 상황에 대비해 발전소보다 높은 곳에 이동식 발전기도 배치해 놓았다.

 

원자력발전소의 전원이 끊기면 사고가 난다?

 

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후쿠시마 원전 사고의 여파로 원전의 전원이 끊기면 사고가 날 것이라는 우려가 있다. 하지만 우리나라의 원자력 발전소는 후쿠시마의 비등형 경수로(BWR)와 달리 가압형 경수로(PWR)다. 가압형 원자로는 원자로의 열을 식혀주는 1차 냉각수와 고온증기가 되서 터빈을 돌려 전력을 발생시키는 2차 냉각수 두 가지를 이용한다. 원자로의 열을 빼앗아 뜨거워진 1차 냉각수가 자신의 열에너지를 2차 냉각수에 전달해 증기로 변환시키는 것이다.

 

2차 냉각수에 열을 전달한 1차 냉각수는 다시 차가워져서 원자로 안으로 들어온다. 이때 자연 대류 현상에 의해 찬물은 아래로, 뜨거운 물은 위로 올라간다. 즉 PWR은 정전으로 원전의 전력공급이 중단되더라도 이 같은 자연 대류 현상으로 인해 약 9일간 원자로의 냉각이 이뤄진다. BWR에 비해 고도의 안전성 확보가 가능한 것이다.

 

특히 국내 원전에서는 절전 상황에 대비해 소방차로 냉각수를 지속 공급할 수 있는 설비를 추가 설치하는 등 원전 안전성 강화 방안을 마련해 놓았다.

 

설계수명이 지난 원전의 계속운전은 위험하다?
발전소는 저마다 운전 기간이 정해져 있다. 기계적인 마모도보다는 경제성에 의해 정해지는 편이다. 원자력발전소 역시 원전 설계 시 운전기간이 정해진다. 이는 발전소의 안전을 보증하는 최소한의 운영기간이라고 할 수 있다. 이 시기가 지난 이후에도 원전을 가동하는 것은 위험할 것이라는 의견이 있다. 하지만 이 기간이 지났더라도 철저하고 꾸준한 유지보수 및 점검을 통해 안전에 문제가 없는 것으로 판단되면 계속운전이 허용된다. 이는 전 세계 원전 운용국가들에도 통용되는 상황이다.

 

계속운전은 항공기나 철도 분야에도 적용되고 있다. 항공기의 경우 최초 운영허가기간 만료 후 특별점검을 통과하면 부품 공급이 계속되는 한 계속운전을 할 수 있다. 심지어 1940년대 구소련의 폴리카르포프가 제작한 I-16 항공기는 아직도 벨기에에서 운행되고 있다. 철도는 기관차·객차·화물차 모두 최초 운영허가기간이 25년이지만 특별점검 후 5년씩 3회에 걸쳐 총 40년의 계속운전을 허용하고 있다.

 

* 본 기사는 한국원자력문화재단의 아톰스토리(http://atomstory.or.kr)에서 발췌한 내용입니다.


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