탄소 중립 원자력산업 새롭게 재조명

다양한 분야 활용 소형모듈원전 개발
SMR 핵심기기 장비개발 국산화해야
최근 가수 데뷔 ‘인생열차’ 발표 눈길
도전 열정으로 지역발전에 앞장설 것

최근 정부는 탄소중립·녹색성장 정책의 컨트롤타워인 ‘2050 탄소중립녹색성장위원회’가 출범했다. 탄소 배출량을 줄인 산업 생태계를 조성하겠다는 2050 탄소중립 추진전략 등을 담은 국가 탄소중립·녹색성장 기본계획을 2023년 3월까지 수립할 예정이다.

이에 발맞춰 탄소 중립 달성을 위해 정부가 온실가스 배출 규제를 강화하면서 전기차 보급에 박차를 가하고 있으며 메카트로닉스가 각광을 받고 있다.

메카트로닉스(Mechatronics)는 기계공학((Mechanics)과 전자공학(Electronics)을 통합한 분야로 지식정보화 사회 실현을 위해 복합기술인 기계와 전기·전자 제어에 관한 기술을 교육하며, 고도 산업사회의 수요에 잘 대처해 나갈 수 있는 전문 지식인 양성을 교육 목표로 한다.

국립창원대학교 메카트로닉스연구원 연구교수이자 공학박사, 메카트로닉스 연구센터 부센터장을 맡고 있는 설상석 교수는 탄소 중립 달성을 위해 지역에서 중추적 역할을 담당하고 있다.

여기에 더해 최근 가수 설훈남의 가명으로 곡을 발표해 눈길을 끌고 있다. 곡명 ‘인생열차’(작사 최원태 작곡 박순우)를 통해 교수이자 가수로의 활약이 기대된다.

설상석 교수는 “근면하고 진취적이며 창의적인 사람만이 역사에 남는 사람이 될 수 있으며 미래는 스스로 노력하고 갈망하는 자에게 찬연한 빛을 줄 수 있는 것이다”고 말했다.

◆21세기 지구촌은 기후변화로 몸살
시급한 문제는 온실가스 배출를 줄이면서 기후변화대응과 신 성장에 필요한 청정에너지를 이끌어 내야 하는 새로운 도전에 직면하고 있다. 그러나 국내는 환경여건이 해외와 달라 풍력이나, 태양광으로는 산업과 생활에 필요한 전력공급은 절대적으로 부족하며, 석탄발전, 원자력발전, 가스발전, 바이오매스발전 등에 대한 의존도가 심각하게 높다. 특히 석탄 및 가스발전은 탄소배출량 감축에 역행하는 발전원으로써 탈탄소화를 위해서는 지속적인 축소가 필요하다.

이에 따라 기후변화로부터 안전하고 지속 가능한 탄소중립사회를 만들기 위해 국내는 2050탄소중립 시나리오를 발표했다.

2030년까지 온실가스 배출량을 2018년 대비 40% 감축하고 2050년에는 국내 순 배출량 목표(넷제로)를 달성하겠다는 ‘2050탄소중립 시나리오’와 2030국가 온실가스감축목표(NDC)상향 등을 발표했다. 그러나 국내의 환경여건이 그리 쉽지는 않다는 분석이다. 그래서 여전히 안정적인 기저전력원으로써 대형 원전에 대한 의존도(35%)를 높이려 하는 것인데 국내 정서에는 원전의 위험성에 대한 거부감 때문에 문제를 않고 있다.

이러한 가운데 세계전력시장은 2011년 3월에 후쿠시마 원전사고로 원전산업은 많이 축소됐고, 세계각국은 원전의 대형 자연재해 대체능력향상 조치를 강력히 추진했다. 2014년 8월 국제원자력기구(IAEA)는 후쿠시마 원전사고를 반영한 세계에너지 전망이 2030년까지 평균 75%까지 증가할 것으로 전망했다.

현재 유럽국가를 중심으로 신 재생에너지의 부족한 부분을 대체하기 위한 수단으로 원자력이 다시 재조명되고 있으며, 특히 소형원자로 일수록 안전하다는 분석에 따라 시장 선점을 위해 전세계 13개국가에서 약 70여가지의 노형 개발이 되고 있으며, 국내도 소형모듈원전(SMR)의 개발을 진행하고 있다.

국제원자력 기구(IAEA)는 대형 원전은 전기만 생산하지만 소형모듈원전(SMR)은 전기생산은 물론이고, 수소생산과 공정열을 생산할 수 있는 분산전원으로 활용되기에 극지 및 오지에서 전력 공급망 사슬이 될 수 있어 소형모듈원전 관련기업들도 앞다퉈 개발을 추진하고 있어 시기를 늦출 수 없음을 시사하고 있다.

◆경남 창원지역 탄소저감 지속가능한 사업은 무엇이 있을까
소형 모듈원자력(Small Modular Reactor, SMR)은 세계가 지향하는 산업이다. 경남 창원은 오랫동안 대형 가압 경수로 원자력 생산의 전진기지로써 대기업과 중소기업의 생태계가 잘 조성되어 있어 인프라가 어느 도시보다 네트워크이 우수한 도시기도 하다.

대형 원자력 발전소는 위험도는 높지만, 그린 에너지원 중에서도 안정적인 기저전력 생산목적으로 산업 전반에 크게 기여하고 있지만 후쿠시마 원전사고 이후 불안감은 여전하다.

그래서 최근에는 안정적이고 다양한 분야에 활용이 가능한 소형모듈원전 개발에 속도를 내고 있다.

문제는 실증에 필요한 생산장비 개발에는 별로 관심이 없고 연구에 필요한 원전 기자재 특성분석과 연구에만 집중되어 있다는 것이 문제이다.

물론 연구기자재 분석과 연구도 중요하지만 세계시장에서 경쟁력을 가지기 위해서는 생산 기자재 개발도 동시에 이루어져야 한다고 본다. 2030년대부터 글로벌 공급망이 탄소 국경세가 본격 시행될 것으로 전문가들은 보고 있어 그린에너지로써 소형모듈원자로 시장이 2027년부터 본격적으로 시작될 것으로 세계는 말하고 있다.

이에 세계 선진 기업들은 연구와 생산제조기술 등 소형원전 필요한 생산 설비개발에 많은 투자와 시장점유율 선점에 발빠르게 움직이고 있는 반면에 우리나라는 여전히 늑장을 부리고 있어 시급히 관련 원자력 기술 연구진과 실증 기업들간의 상생협력이 절실하다.

◆청정에너지의 핵심 소형모듈원자력(SMR) 개발 필요
소재부품장비 경남 창원이 주도적 개발로 신시장개척과 2050 탄소중립정책에 앞장서고 있다. 원전제조 관련기업과 원전전문가 21명이 창원대학교 산학협력단 강당에서 모여 발대식을 가졌는데 이날 주관은 창원대학교 메카트로닉스 연구센터 부센터장 설상석 연구교수가 맡아 진행했다.

향후 방향은 소형모듈원자력(SMR) 개발 실증에 필요한 핵심요소장비 수요조사와 2027년 새로운 시장이 열리는 SMR사업 우리나라가 선수 물량확보를 위하여 미리 전주기 준비를 2022년 12월부터 기획전문가 7인을 구성으로 연구기획을 준비하여 2023년부터 연구개발 사업착수에 들어갈 계획으로 중지를 모았다.

경남 창원은 우리나라 원자력 사업의 본고장으로써 세계시장에 대응하기에 아주 적합한 입지와 기술력, 인프라 등 모든 것을 갖추고 있는 최적지이기도 하다.

그렇지만 한동안 원자력산업의 침체와 함께 생산 기반의 붕괴 및 인력 이탈 등의 문제가 있었으며, 탄소 중립이라는 화두와 함께 다시 원자력산업(SMR)이 새롭게 재조명되고 있다. 이에 대응하기 위해서 지방정부의 지속가능한 신사업을 추진하여 붕괴된 인프라의 재구성을 통해 지역경제를 살려야 한다고 본다.

또한 인프라의 재구성을 위해 추진되는 SMR관련 장비개발은 원자력은 물론 방위산업, 조선해양, 항공산업, 석유화학, 풍력발전, 수송산업 등 산업 전반에 순수 국산화 장비로 대응할 수 있어 지역경제발전에 선봉 주자가 될 수 있을 것으로 본다.

◆우선은 SMR 시장이 시작 되기전에 생산제조에 필요한 설비개발 필요
현재 국내는 원전 생산 설비의 국산화율이 굉장히 낮아 해외 장비에 의존해야 하고, 해외 장비에 대한 의존은 원자력 가격 경쟁력을 떨어뜨리게 된다. 또한 해외 장비는 고가이며, 보전관리비용이 만만치 않아 생산원가에도 엄청난 영향을 미친다.

대응기술은 기술성과 효율성이다. 가공능률 및 운영 신뢰성을 위해 실시간 가공상태 진단 기술과 능동제어 기반 운영·진단 S/W의 핵심기술을 개발 적용하여 소형 모듈 원자로(SMR) 개발에 핵심 기기인 원자로, 증기 발생기, 냉각제 펌프, 가압기 등 생산제조를 위한 장비개발이 시급한 실정이다. SMR 원자로 압력용기는 모듈 단위 규격인 둘레의 크기가 크며, 길이가 길다. 국내에는 보유 장비가 없고, 현장에 투입되어야 할 장비 CNC 대형 수직 선반에 대한 국산화 개발의 선 추진이 시급하다.

또한 소형모듈 원자의 노형길이가 길어 일체형으로 제작이 불가능해서 분할 제작 및 조립으로 설계 제작되기 때문에 특수용접장비와 대형기계 가공 장비가 필수로 투입돼야 한다.

이를 해결하기 위해서 투자비용을 줄이고 우리나라 자체적으로 수리 보수 및 보전관리 할 수 있도록 설계에서부터 설치, 시운전, 신뢰성 성능 시험까지 할 수 있는 자원순환 재제조기술을 활용한다면 글로벌시장에 경쟁력을 갖출 수 있다고 본다.

재제조기술에 활용될 장비는 고정밀 고성능 수입장비이면서 고가의 대형 노후된 장비를 신품의 성능과 동등하게 재 제조되며, 상태분석기술, 성능진단평가기술, 분해조립기술, 복원, 재생기술, 스팩업 기술, 안전기능기술, 역설계기술, 성능평가시험 기술을 활용하여 공정표준화 매뉴얼 확보를 통해 우리나라만이 갖출 수 있어 신산업화할 수 있다. 이는 고 수익, 고인력 창출에 크게 기여할 수 있으며, 2050탄소중립 정책에도 크게 기여할 수 있는 신사업으로 볼 수 있다.

◆최근 트로트 가수로 신곡 발표
설상석 교수는 설훈남이라는 가명을 통해 신곡 ‘인생열차’를 발표했다. 평소에도 노래를 즐겨부르고 좋아한 설 교수는 트로트를 통해 열정적으로 새로운 도전을 시도했다.

가사를 살펴보면 ‘누구나 한번 왔다가는 인생길/ 불어오는 모진세파 견디며 살았다/ 한번뿐인 내인생 두번없다 내인생/ 둥글둥글 멋지게 살아보자/ 비바람에 넘어져도 내인생 끝나지않았다/ 종점없는 인생열차 기적을 울리며간다/ 미련일랑 바람에 날리고/ 꽃길같은 내인생/ 후회없이 폼나게 살아보자’이다.

부드럽고 구성진 목소리에 인생을 종점없이 달려가는 열차라는 표현을 통해 한번뿐인 멋진 인생을 살아보자고 말한다. 신곡 ‘인생열차’는 유튜브에서 찾아볼 수 있다.

항상 주어진 여건에서 최선을 다하는 자세로 일하며 매사를 부정적인 시각보다는 긍정적인 자세로 적극적이고 창의성으로 일한다는 신념하나로 정열과 투지는 대한민국 경제성장과 산업발전에 큰 밑거름이 됐으며 한다고 열정을 가지고 있다.

국립창원대학교 설상석 교수는 적극적이고 활달한 성격에 매사 남보다 앞장서 일하고 항상 솔직하고 조금은 손해 되고 조금은 뒤지더라도 양보하고 겸손하는 자세를 지켜 주위인들과 폭넓게 대인관계를 쌓아온 인사로, 스스로 진실된 삶, 가치로운 삶을 창조해 나가야 한다는 신념으로 맡은 봐 엄무에 힘쓰며 남는 시간에는 지역사회 발전을 위한 봉사에도 선봉적 역할을 해 오고 있다. 최원태기자