[기획] 우라늄도 유한적…‘원자력’ 다음 세대 에너지 필요
우라늄 수요 2040년까지 2배 이상 증가…매장량은 향후 100여년 사용량뿐 풍력·태양광 에너지 대안으로 대두…에너지 저장 시스템·출력제한 보상 필요
2024-11-07 오시내 기자
매일일보 = 오시내 기자 | 우라늄을 활용한 원자력의 가치가 커지고 있지만 매장량이 유한한 만큼, 풍력·태양광 등 차세대 에너지원의 개발 필요성이 부각되고 있다.
7일 대한무역투자진흥공사에 따르면, 탄소 절감을 위한 국제적 노력 등으로 원자력 연료 시장에서 우라늄 수요가 증가세를 이어가고 있다. 또한, 인공지능(AI) 기술 확대로 인한 데이터센터 전력 공급 증가로 안정적인 에너지원 확보가 중요해지면서, 우라늄은 화석을 대체할 주요 에너지원으로 각광받고 있다. 세계원자력협회에 따르면, 우라늄 수요는 2040년까지 급격히 증가해 현재 6만 메트릭톤에서 12만5000메트릭톤까지 2배 이상 늘어날 것으로 예상된다. 더욱이 중국과 인도를 중심으로 신규 원전 건설이 활발히 진행됨에 따라, 우라늄 소비량은 더욱 확대될 전망이다. 우라늄은 방사성 금속 원소로, 핵분열을 통해 막대한 양의 에너지를 방출하는 특성이 있어 원자력발전소의 연료 등으로 사용된다. 원자력 발전은 화석연료와 달리 탄소배출이 거의 없으며, 태양광, 풍력, 수력 등 재생에너지가 날씨 등에 크게 영향받는 것과 달리, 안정적으로 전력을 생산할 수 있다는 장점이 있다. 우라늄은 경제적인 전력 공급 방법으로도 주목받는다. 우라늄은 적은 양으로도 오랜 기간 전력을 생산할 수 있으며, 원자력발전은 초기 건설 비용은 높으나 가동 후 운영 비용이 낮아 경제적인 방법으로 꼽힌다. 반면, 수요 증가와 달리 우라늄 매장량은 유한하다는 문제점이 있다. 국제원자력기구(IAEA)에 따르면, 현재 확인된 우라늄 육상 매장량은 약 600만톤으로 향후 약 100여년 정도만 사용 가능한 양이다. 다음 세대 에너지원의 필요성이 커지는 대목이다. 대안으로는 태양광, 풍력, 수력 등 재생에너지가 거론되고 있다. 지난해 세계 재생에너지 발전설비 신설 용량은 60% 이상 증가했으며, 올해도 그 상승세는 이어지고 있는 것으로 분석된다. 발전설비가 증가함에 따라 세계 재생에너지 용량도 커지고 있으며, 그 용량은 2030년까지 2.7배 증가할 것으로 예측된다. 다만, 풍력과 태양광 발전은 날씨에 따라 생산량이 변동돼 안정적인 전력 공급을 위한 대규모 에너지 저장 시스템이나 백업 전력원이 필요하다는 단점이 있다. 맑고 강한 바람으로 전력 수요보다 공급이 과잉될 경우, 이를 조절하지 않으면 전력 시스템에 문제가 생길 가능성이 높다. 전력망의 전압과 주파수는 일정하게 유지돼야 하는데, 갑작스럽게 발전량이 증가할 경우 전압과 주파수가 급격하게 변동되기 때문이다. 이러한 이유로 태양광발전소는 전력 생산을 차단하는 ‘출력제한’ 조치가 발생하고 있다. 이우남 한국전기연구원 책임연구원은 “전력망 보강과 ESS를 통한 시간대별 출력량 조정 등의 물리적인 방법 외에도 출력제한에 대한 시장의 직접적인 보상도 생각해봐야 한다”면서 “출력제한이 걸리면 그만큼 에너지를 생산하지 못해 발전 사업자가 손실을 감당해야 한다. 이에 대한 지원책이나 시장 시스템을 조성할 필요가 있다”고 말했다.