늘렸다 줄였다 원전 천국 프랑스의 비밀
📺 원본 영상: 늘렸다 줄였다 원전 천국 프랑스의 비밀 | 박문규 세종대 원자력공학과 교수 [K-에너지믹스 3부]
🎙️ 채널: 언더스탠딩 : 세상의 모든 지식
📅 정리 일자: 2026-02-14
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개요
전력 수요의 변동성이 커지고 재생에너지 비중이 증가하면서, 원자력발전소의 탄력운전(출력 조절)이 새로운 화두로 떠올랐다. 세종대학교 박문규 교수는 이번 강연에서 원전이 단순히 “기저발전”만 담당하는 경직된 전원이 아니라, 기술적으로 충분히 탄력적 운전이 가능한 전원임을 강조한다. 특히 프랑스가 수십 년간 원전 탄력운전을 성공적으로 수행해온 사례를 통해, 한국 원전 역시 같은 기술 표준을 따르고 있어 충분히 가능하다는 점을 설명한다. 이 강연은 에너지 믹스의 현실적 선택지와 원전의 역할, 그리고 재생에너지와의 상생 전략을 기술적 팩트 중심으로 풀어낸다.
왜 탄력운전이 필요해졌는가
전력계통 환경의 변화: 오리커브(Duck Curve)
과거 원자력발전소는 발전단가가 가장 저렴하기 때문에 기저부하(Base Load)를 담당하며 100% 출력으로 연속 가동되는 것이 일반적이었다. 그러나 재생에너지, 특히 태양광 발전이 전력계통에 대거 유입되면서 상황이 달라졌다. 낮 시간대에 태양광 발전량이 급증하면, 다른 전원들은 출력을 낮춰 전체 전력수급 균형을 맞춰야 한다. 문제는 해가 지는 오후 늦은 시간대다. 태양광 발전이 급격히 줄어들면, 그 빈자리를 메우기 위해 다른 전원이 빠른 속도로 출력을 증가시켜야 한다. 이런 현상을 시각화하면 마치 오리의 등 곡선처럼 보인다 하여 오리커브(Duck Curve)라 부른다.
강연자에 따르면, 오리커브 문제를 해결하기 위해서는 전력계통에 참여하는 전원들이 탄력적으로 출력을 조절할 수 있어야 한다. 과거에는 가스터빈이나 석탄발전소가 이 역할을 담당했지만, 온실가스 감축 목표가 강화되면서 석탄발전소는 단계적으로 폐쇄되고 있고, 가스발전 역시 CO₂보다 온실효과가 큰 메탄(CH₄) 배출 문제가 있다. 결국 온실가스를 최소화하면서도 출력 조절이 가능한 전원이 필요한데, 원자력발전소가 그 역할을 할 수 있다는 것이 강연의 핵심이다.
온실가스 배출과 발전량 변동: 국가별 비교
강연자는 폴란드, 독일, 프랑스의 발전 데이터를 비교하며 온실가스 배출량과 발전량 변동 간의 관계를 설명했다. 폴란드는 석탄 발전 비중이 55.9%로 매우 높아, 발전량 대비 온실가스 배출이 극도로 많다. 독일은 재생에너지 비중이 높지만, 재생에너지의 변동성을 보완하기 위해 석탄발전을 병행 가동하면서 온실가스 배출량이 크게 요동친다. 특히 독일은 태양광과 풍력이 부족할 때 석탄을 때우고, 원자력발전소를 폐쇄했기 때문에 평균적으로도 온실가스 배출이 많다.
반면 프랑스는 원자력 발전 비중이 67%에 달하며, 발전량이 변동하더라도 온실가스 배출량이 거의 일정하게 낮은 수준으로 유지된다. 이는 원전이 출력을 조절하면서도 온실가스를 거의 배출하지 않기 때문이다. 강연자는 프랑스의 데이터가 “정답”이라고 표현하며, 탄소 제로(Carbon Free)에 가까운 에너지 믹스는 원전을 활용한 탄력운전이 핵심이라고 강조했다.
💡 [영상 참조] 강연자는 이 시점에서 각국의 발전량 대비 온실가스 배출량을 보여주는 그래프를 참조하며 설명합니다. 상세 내용은 원본 영상을 확인하세요.
에너지 믹스의 현실: 수력의 숨겨진 역할
유럽의 재생에너지 비중, 그 속사정
강연자는 유럽 전체의 에너지 믹스(2023년 기준)를 분석하며, 많은 사람들이 간과하는 중요한 사실을 지적했다. 유럽의 재생에너지 비중은 약 44.8%로 매우 높아 보이지만, 그 중 수력발전이 17.1%를 차지한다. 유럽은 알프스 산맥의 풍부한 수자원을 활용한 수력발전 덕분에 재생에너지 비중을 높일 수 있었다. 수력발전은 태양광이나 풍력과 달리 출력 조절이 용이하고, 변동성이 적으며, 저렴하다. 즉, 유럽이 재생에너지를 성공적으로 운영할 수 있었던 배경에는 “조절 가능한 재생에너지”인 수력발전이 숨어 있었던 것이다.
반면 한국은 수력발전 비중이 1%에 불과하다. 국토 면적이 좁고 산악 지형이 대부분이지만, 알프스처럼 대규모 수력발전을 할 만한 고도차와 수량을 확보하기 어렵다. 따라서 한국이 유럽처럼 재생에너지 비중을 높이려면, 변동성이 큰 태양광과 풍력을 안정적으로 뒷받침할 수 있는 다른 전원이 필요하다. 강연자는 이 역할을 원자력발전소가 담당할 수 있다고 주장한다.
독일의 딜레마: 재생에너지와 석탄의 공존
독일의 2024년 에너지 믹스를 보면 풍력과 태양광을 합쳐 약 40%를 넘는다. 그러나 독일은 원자력발전소를 모두 폐쇄했고, 수력발전도 거의 없다. 결국 재생에너지가 부족한 시간대에는 석탄과 천연가스에 의존할 수밖에 없다. 이 때문에 독일은 재생에너지 비중이 높음에도 불구하고 온실가스 배출량이 높고, 발전량 변동폭도 크다. 강연자는 독일이 “기후 악당”에 가깝다고 지적하며, 재생에너지 확대가 반드시 온실가스 감축으로 이어지지 않는다는 점을 강조했다.
또한 독일은 부족한 전력을 프랑스로부터 수입하는 유럽 최대의 전력 수입국이다. 프랑스는 원전으로 안정적인 전력을 생산하고, 독일은 그 전력을 사오는 구조다. 강연자는 이런 상황을 두고 “아들이 사고를 쳤는데 며느리 부모한테 와서 화를 내는 꼴”이라고 비유하며, 원전을 폐쇄한 독일의 정책을 비판했다.
원전 탄력운전의 원리
원자로는 어떻게 제어되는가
원자력발전소의 출력을 조절한다는 것은 결국 원자로 내부의 온도를 조절한다는 뜻이다. 원자로는 우라늄-235(U-235)가 포함된 핵연료를 연쇄 핵분열시켜 열을 발생시키고, 그 열로 물을 끓여 증기를 만들어 터빈을 돌린다. 핵분열은 중성자(neutron)라는 입자가 우라늄 원자핵을 충돌시켜 일어나는데, 중성자의 양을 조절하면 핵분열 속도를 조절할 수 있고, 그에 따라 발전소의 출력도 조절된다.
강연자는 핵연료의 구조를 설명하며, 우라늄 산화물(UO₂) 펠렛이 지르코늄 합금 튜브 안에 손톱만 한 크기로 여러 개 적층되어 있고, 이런 튜브들을 다발로 묶어 핵연료 집합체를 만든다고 설명했다. 이 집합체들을 원자로 내부에 배치하면, 자연 발생적으로 중성자가 나오기 시작하고 핵분열 연쇄반응이 일어난다. 중요한 점은 원자로 안에서 핵폭발이 일어나지 않는다는 것이다. 핵폭탄이 되려면 우라늄 농축도가 95% 이상이어야 하는데, 발전용 원자로는 5% 미만으로 제한되어 있어 폭발은 물리적으로 불가능하다.
제어봉과 붕소: 두 가지 출력 조절 수단
원자로의 출력을 조절하는 방법은 크게 두 가지다. 첫째는 제어봉(Control Rod)이다. 제어봉은 중성자를 흡수하는 물질(주로 붕소 화합물)을 담은 긴 막대 형태의 장치로, 원자로 위에서 수직으로 삽입하거나 인출한다. 제어봉을 원자로 안으로 깊이 넣으면 중성자가 흡수되어 핵분열이 줄어들고 출력이 낮아진다. 반대로 제어봉을 빼내면 중성자가 많아져 핵분열이 증가하고 출력이 올라간다.
둘째는 붕소 농도 조절이다. 원자로 냉각수(물) 속에 붕소를 녹여 넣으면, 물속을 떠다니는 붕소가 중성자를 흡수하여 출력을 낮출 수 있다. 붕소 농도를 높이면 출력이 내려가고, 낮추면 출력이 올라간다. 이 두 가지 방법을 조합하여 원자로의 출력을 정밀하게 제어하는 것이 탄력운전의 핵심이다.
💡 [영상 참조] 강연자는 이 시점에서 핵연료 집합체와 제어봉의 구조를 보여주는 슬라이드를 참조합니다. 상세 내용은 원본 영상을 확인하세요.
탄력운전 시 고려해야 할 기계적 요소
출력을 변동시킨다는 것은 원자로의 온도를 변동시킨다는 의미이고, 온도가 변하면 핵연료와 각종 금속 재료들이 팽창하거나 수축한다. 문제는 재료마다 열팽창률이 다르다는 점이다. 우라늄 펠렛이 들어 있는 지르코늄 튜브, 그리고 핵연료 집합체를 구성하는 각종 부품들이 서로 다른 속도로 팽창·수축하면서 마찰이나 응력이 발생할 수 있다. 따라서 탄력운전을 안전하게 수행하려면, 이런 기계적 응력이 재료의 허용치 안에 있는지 확인해야 한다.
강연자는 이를 자동차 비유로 설명했다. 벤츠와 제네시스 모두 시속 260km까지 낼 수 있는 성능을 갖추고 있지만, 독일 아우토반에서는 200km 이상으로 달리고 한국에서는 120km만 달린다. 이것이 차량 성능의 문제가 아니라 도로 환경과 규제의 차이인 것처럼, 한국 원전도 기술적으로는 탄력운전이 가능하지만 지금까지 그럴 필요가 없었기 때문에 규제와 운전 절차가 보수적으로 설정되어 있었던 것이다.
프랑스와 독일의 탄력운전 사례
프랑스: 하루 두 차례 출력 조절
프랑스는 수십 년 전부터 원전 탄력운전을 실시해왔다. 과거에는 하루에 한 번, 전력 수요가 낮은 야간 시간대에 출력을 낮췄다가 낮 시간에 다시 올리는 방식이었다. 그러나 최근에는 재생에너지가 증가하면서 낮 시간대에도 태양광 발전이 많아지는 시간에는 출력을 낮추고, 해가 지면 다시 출력을 올리는 방식으로 하루에 두 번 출력을 변동시키고 있다. 프랑스 원전은 100% 출력에서 50% 수준까지 출력을 낮췄다가 다시 100%로 올리는 것을 일상적으로 수행한다.
강연자는 프랑스 원전이 탄력운전을 잘할 수 있는 이유로 두 가지를 꼽았다. 첫째, 프랑스는 원자력 기술이 한 회사(주로 Framatome 등 국영·공영 기업)에 집중되어 있어 의사결정과 기술 구현이 빠르다. 둘째, 프랑스 국민들은 2차 세계대전 이후 원자력 기술이 국력 증진에 기여했다는 역사적 경험이 있어, 원전에 대한 수용성이 높다. 과학자와 엔지니어에 대한 신뢰가 사회적으로 뿌리내려 있기 때문에, 정치적 논란 없이 기술적 판단에 따라 원전을 운영할 수 있다는 것이다.
독일: 원전 폐쇄 전까지의 탄력운전 역사
독일도 원전을 가동하던 시절에는 탄력운전을 적극적으로 수행했다. 강연자에 따르면 독일 원전은 100%에서 40%까지 출력을 낮추는 것을 매일 반복해도 문제가 없도록 설계되어 있었고, 실제로도 그렇게 운전했다. 독일은 유럽 전력망과 긴밀하게 연결되어 있어, 인접국의 전력 수요 변동에도 대응해야 했기 때문에 탄력운전이 필수적이었다.
그러나 독일은 후쿠시마 사고 이후 원전을 모두 폐쇄하는 정책을 선택했고, 그 빈자리를 재생에너지와 석탄·가스 발전으로 채우고 있다. 강연자는 독일이 탄력운전 기술을 갖추고 있었음에도 불구하고 원전을 포기한 것은 기술적 판단이 아니라 정치적·사회적 선택이었다고 지적했다. 그 결과 독일은 재생에너지 비중이 높아졌지만 온실가스 배출량은 여전히 많고, 프랑스로부터 원전 전기를 수입하는 아이러니한 상황에 처해 있다.
한국 원전의 탄력운전 가능성
기술적으로는 이미 준비되어 있다
강연자는 한국 원전이 탄력운전을 할 수 없는 것이 아니라, 지금까지 할 필요가 없었기 때문에 하지 않았을 뿐이라고 강조했다. 한국 원전은 국제 표준 규격에 따라 설계되었고, 프랑스나 독일 원전과 기계적 성능 면에서 큰 차이가 없다. 특히 한국이 UAE에 수출한 APR1400 원전은 설계 단계(1990년대 말~2000년대 초)부터 탄력운전 성능을 반영하여 설계되었으며, 강연자 본인이 그 설계 책임자였다고 밝혔다.
한국 원전이 탄력운전을 본격적으로 시행하지 않은 이유는 간단하다. 과거 한국은 전력 수요가 꾸준히 증가했고, 원전은 기저발전으로 100% 가동하는 것이 가장 경제적이었다. 예비율(발전설비 대비 여유 전력)도 20% 안팎으로 유지되어, 원전을 굳이 출력 조절할 필요가 없었다. 그러나 재생에너지가 증가하면서 상황이 바뀌었고, 이제는 탄력운전이 필요한 시점이 되었다는 것이 강연자의 진단이다.
규제와 운전 절차의 변경이 핵심
한국 원전이 탄력운전을 본격화하려면 몇 가지 절차적·제도적 변화가 필요하다. 첫째, 원자력안전법에서는 원자로의 출력 제어를 반드시 면허를 가진 운전원이 직접 수행하도록 규정하고 있다. 프랑스나 독일은 이를 자동 제어 시스템으로 전환했지만, 한국은 아직 수동 제어를 유지하고 있다. 탄력운전을 빈번하게 수행하려면 운전원의 부담이 크기 때문에, 자동 제어 시스템 도입이 필요하다는 것이 강연자의 의견이다.
둘째, 탄력운전 시 안전 여유도(Safety Margin)를 어떻게 배분할 것인지에 대한 기준 재설정이 필요하다. 강연자는 이를 고속도로 차선 비유로 설명했다. 현재 한국 원전은 “1차선만 사용”하도록 규제되어 있지만, 실제 원자로는 “3차선까지 사용 가능”하도록 설계되어 있다. 탄력운전을 위해서는 “2차선, 3차선”까지 사용할 수 있도록 규제를 완화하되, 여전히 안전 여유도(갓길)는 충분히 확보해야 한다. 이를 위해서는 실증 데이터를 축적하고, 규제 기관의 승인을 받는 과정이 필요하다.
실증 경험도 이미 있다
놀랍게도 한국은 이미 1980년대에 탄력운전 실증 시험을 수행한 경험이 있다. 강연자는 1987년, 당시 고리 원전에서 출력을 50%까지 낮추는 시험을 직접 수행했다고 밝혔다. 당시는 전력 공급 과잉 상황이었고, 원전도 탄력운전이 필요할 것으로 예상되었기 때문이다. 시험 결과 기계적으로 큰 문제가 없었고, 터빈 진동 등도 허용 범위 내에 있었다. 그러나 1988년 올림픽을 기점으로 전력 수요가 급증하면서, 탄력운전 연구는 중단되었다.
현재 한국 원전은 주말이나 명절처럼 전력 수요가 적은 시기에 출력을 80% 수준까지 낮추는 운전을 시행하고 있다. 이는 이미 탄력운전을 부분적으로 수행하고 있다는 뜻이다. 강연자는 이제 남은 과제는 출력 변동 속도를 높이고, 변동 범위를 넓히며, 이를 자동화하는 것이라고 정리했다.
탄력운전의 기술적 세부사항
출력 변동 속도와 제어 방법
탄력운전에서 중요한 요소 중 하나는 “얼마나 빨리 출력을 변동시킬 수 있는가”다. 강연자에 따르면, 프랑스 원전은 100%에서 50%까지 출력을 낮추는 데 약 3시간이 걸린다. 이는 제어봉을 삽입하는 속도와 붕소 농도를 조절하는 화학 공정의 시간이 필요하기 때문이다. 출력을 빠르게 변동시키려면 제어봉과 붕소 농도를 동시에 조절해야 하는데, 이 과정에서 원자로 내부의 중성자 분포와 출력 분포가 복잡하게 변한다.
특히 제논(Xenon)이라는 물질이 문제가 된다. 제논은 핵분열 생성물 중 하나로, 중성자를 강하게 흡수하는 성질이 있다. 출력을 낮추면 제논이 일시적으로 증가했다가 몇 시간에 걸쳐 붕괴하여 사라진다. 이 제논의 변화를 예측하고 제어하는 것이 탄력운전의 핵심 기술이다. 프랑스와 독일은 이를 자동 제어 시스템으로 관리하지만, 한국은 아직 운전원이 수동으로 제어하고 있어 운전원의 부담이 크다는 것이 강연자의 설명이다.
안전 여유도 실시간 모니터링
독일 원전은 출력 변동 속도를 미리 정해두지 않고, 원자로의 현재 안전 여유도를 실시간으로 모니터링하며 출력을 조절한다. 즉, 안전 여유도가 충분하면 빠르게 출력을 변동시키고, 여유도가 줄어들면 천천히 조절하는 방식이다. 이를 위해서는 원자로의 상태를 실시간으로 계산하는 계측 시스템과 제어 알고리즘이 필요하다.
한국도 현재 원자로 상태를 실시간으로 감시하는 시스템을 갖추고 있지만, 출력 변동 속도까지 연동된 시스템은 아직 구현되지 않았다. 강연자는 이런 시스템을 구현하기 위한 연구가 이미 시작되었고, 몇 년 내에 실증이 가능할 것으로 전망했다. 중요한 점은 이런 시스템이 “새로운 발명”이 아니라, 이미 독일과 프랑스에서 검증된 기술을 한국 원전에 맞게 적용하는 과정이라는 것이다.
반복 횟수 제한과 핵연료 건전성
탄력운전을 반복하면 핵연료에 피로(Fatigue)가 쌓일 수 있다. 온도 변화에 따른 팽창·수축을 반복하면서 재료에 미세한 응력이 누적되기 때문이다. 따라서 탄력운전을 몇 번까지 반복할 수 있는가도 중요한 기술적 이슈다. 강연자에 따르면, 독일 원전은 100%에서 40%까지 변동하는 탄력운전을 하루에 한 번씩 수행해도 40년간 문제없다는 실증 데이터를 확보했다. 즉, 매일 탄력운전을 해도 핵연료 교체 주기(18개월) 내에서는 안전성에 문제가 없다는 뜻이다.
한국 원전도 비슷한 설계 기준을 따르기 때문에, 독일과 유사한 수준의 반복 성능을 발휘할 수 있을 것으로 예상된다. 다만 이를 확인하려면 실제로 탄력운전을 수행한 뒤, 핵연료를 인출하여 검사하고 데이터를 축적하는 과정이 필요하다. 강연자는 이런 실증 과정이 시간이 걸리더라도 반드시 거쳐야 한다고 강조했다. 원자력은 안전성이 최우선이기 때문에, “돌다리도 두들겨 보고 건너는” 신중한 접근이 필요하다는 것이다.
한국 에너지 믹스의 현실과 과제
한국은 수력이 없다
한국의 에너지 믹스에서 가장 큰 제약은 수력발전이 거의 없다는 점이다. 유럽은 재생에너지 중 수력이 17%를 차지하지만, 한국은 1% 남짓이다. 수력은 출력 조절이 쉽고, 변동성이 적으며, 저렴하다. 그러나 한국은 국토 면적이 좁고, 대규모 수력발전을 할 만한 고도차와 수량을 확보하기 어렵다. 따라서 한국이 재생에너지 비중을 높이려면, 변동성이 큰 태양광과 풍력을 안정적으로 뒷받침할 수 있는 다른 전원이 필요하다.
강연자는 한국의 현실을 고려할 때, 재생에너지 비중을 30% 이상으로 높이기는 어렵다고 전망했다. 재생에너지를 30% 사용한다는 것은, 재생에너지가 발전하지 않을 때를 대비해 다른 전원을 30% 이상 확보해야 한다는 뜻이다. 게다가 태양광의 이용률(Capacity Factor)은 약 15%에 불과하므로, 태양광 30%를 확보하려면 설비용량은 그 6배가 필요하다. 이는 부지 확보, 송전망 건설, 경제성 등 여러 측면에서 현실적으로 한계가 있다는 것이다.
석탄 폐쇄 후 무엇으로 채울 것인가
한국은 온실가스 감축을 위해 석탄발전소를 단계적으로 폐쇄하고 있다. 석탄발전이 차지하던 비중을 무엇으로 채울 것인가가 핵심 과제다. 가스발전은 석탄보다 온실가스 배출이 적지만, 여전히 상당량의 CO₂와 메탄을 배출한다. 재생에너지는 변동성이 크고, 수력은 부족하다. 결국 남는 선택지는 원자력이다.
강연자는 한국의 에너지 믹스를 유럽 평균과 비교하며, 한국은 선택의 폭이 좁다고 지적했다. 유럽은 국가마다 사정이 다르지만, 전체적으로는 다양한 전원을 골고루 사용할 수 있다. 그러나 한국은 수력이 없고, 풍력도 부족하며, 석탄은 줄여야 한다. 따라서 원자력을 적극 활용하지 않으면 온실가스 감축 목표를 달성하기 어렵다는 것이 강연자의 결론이다.
원자력 업계의 속사정
”우리 문제가 아닌데 왜 우리한테 화를 내나”
강연자는 원자력 업계의 입장을 솔직하게 밝혔다. 재생에너지가 변동성이 크고 탄력운전이 안 되는 구조적 문제를 가지고 있는데, 그 문제를 해결하라고 원자력 업계에 압박을 가하는 상황이 불합리하다는 것이다. 강연자는 이를 “아들이 사고를 쳤는데 며느리 부모한테 와서 화를 낸다”는 비유로 표현했다. 원전은 기술적으로 이미 탄력운전이 가능한 상태인데, 재생에너지 때문에 원전이 변해야 한다는 식의 프레임이 형성되는 것이 기분이 나쁘다는 것이다.
그러나 강연자는 동시에 “어쩔 수 없이 우리가 도와줘야 한다”는 현실적 인식도 드러냈다. 재생에너지 확대는 이미 국가 정책으로 확정되었고, 전력계통 안정을 위해서는 원전이 탄력운전에 참여하는 것이 불가피하다. 따라서 원자력 업계는 기술적으로 완벽하게 준비하여, 안전성에 대한 의구심 없이 탄력운전을 시행하겠다는 의지를 밝혔다. 강연자는 “우리는 엔지니어니까 거짓말을 할 수 없다. 기술적 팩트만 말할 것이다”라고 강조했다.
한국의 조직 구조 문제
한국은 원자력 발전소의 설계, 제작, 운영이 여러 기관으로 분산되어 있다. 한국수력원자력이 발전소를 운영하고, 두산에너빌리티가 주요 기기를 제작하며, 한국원자력연구원과 한국전력기술이 연구개발과 설계를 담당한다. 이런 구조는 전문성과 분업 측면에서는 장점이 있지만, 빠른 의사결정과 기술 구현에는 불리하다. 특히 탄력운전처럼 제어 시스템과 운영 절차를 통합적으로 변경해야 하는 과제에서는 기관 간 조율이 복잡해진다.
반면 프랑스는 원자력 기술의 대부분이 국영 기업이나 공공기관 한 곳에 집중되어 있어, 의사결정과 기술 구현이 빠르다. 강연자는 한국도 조직 구조를 개선하거나, 적어도 기관 간 협력을 강화해야 탄력운전 기술을 빠르게 구현할 수 있을 것이라고 제언했다.
수소 생산과 원전의 미래
남는 전기를 수소로 저장하자
강연자는 탄력운전의 대안으로 원전을 이용한 수소 생산을 제시했다. 전력 수요가 적은 시간대에 원전 출력을 낮추는 대신, 남는 전기로 물을 전기분해하여 수소를 생산하는 것이다. 수소는 저장이 가능하고, 향후 수소차, 수소연료전지 등 수요가 증가할 것으로 예상되는 에너지 매체다. 특히 원전에서 생산한 수소는 “청정수소(Green Hydrogen)“로 분류될 수 있어, 탄소중립 목표 달성에도 기여할 수 있다.
원전을 이용한 수소 생산은 두 가지 장점이 있다. 첫째, 원전의 고온 증기를 활용하면 전기분해 효율을 크게 높일 수 있다. 물의 온도가 높을수록 전기분해에 필요한 에너지가 줄어들기 때문이다. 둘째, 전력계통의 변동성에 유연하게 대응할 수 있다. 전력이 남으면 수소를 생산하고, 부족하면 생산을 중단하면 된다. 이렇게 하면 원전이 굳이 출력을 낮출 필요가 없어진다.
강연자는 이 기술이 전 세계적으로 연구되고 있으며, 한국도 이미 연구를 시작했다고 밝혔다. 다만 상용화까지는 시간이 필요하고, 수소 저장·운송 인프라 구축도 병행되어야 한다. 하지만 장기적으로는 원전과 수소 생산을 결합하는 것이 에너지 믹스의 유연성을 높이는 핵심 전략이 될 것이라고 전망했다.
국제 수출과 경쟁력
체코 수출에 탄력운전 조건 포함
한국은 최근 체코에 원전 수출 계약을 체결했다. 흥미로운 점은 체코가 요구한 조건 중 하나가 탄력운전 성능이었다는 점이다. 첫 번째 부지(두코바니)에는 수동 탄력운전으로 설계가 들어갔지만, 후속 부지(테물린)에는 완전 자동 탄력운전 시스템을 요구하고 있다. 즉, 국제 시장에서 탄력운전은 이제 “있으면 좋은” 옵션이 아니라 “반드시 갖춰야 할” 필수 성능이 되었다.
강연자는 한국이 국제 경쟁력을 유지하려면 탄력운전 기술을 빠르게 확보해야 한다고 강조했다. 다행히 한국은 이미 20년 전에 탄력운전 제어 알고리즘을 개발해두었고, 지금은 이를 실증하고 자동화하는 단계에 있다. 강연자는 “우리도 곧 해결될 수밖에 없다”며 자신감을 표명했다.
마무리 / 핵심 정리
원전 탄력운전은 기술적으로 가능하다
이번 강연에서 박문규 교수가 강조한 핵심은 명확하다. 원자력발전소의 탄력운전은 기술적으로 이미 가능하며, 프랑스와 독일이 수십 년간 실증해왔다. 한국 원전도 같은 국제 표준에 따라 설계되었기 때문에, 탄력운전 성능을 확보하는 것은 기술적 문제가 아니라 규제와 절차, 그리고 실증 데이터 축적의 문제다.
원전이 탄력운전을 할 수 있다면, 재생에너지와의 상생이 가능해진다. 태양광과 풍력의 변동성을 원전이 흡수하면서도, 온실가스를 최소화할 수 있다. 프랑스의 사례가 이를 증명한다. 프랑스는 원전 비중이 67%에 달하면서도 출력을 유연하게 조절하여, 발전량 변동에도 불구하고 온실가스 배출을 최저 수준으로 유지하고 있다.
한국의 과제는 실증과 규제 개선
한국이 해야 할 일은 명확하다. 첫째, 탄력운전 실증 데이터를 축적해야 한다. 이미 부분적으로 출력 조절을 하고 있지만, 변동 속도와 범위를 확대하고 반복 횟수를 늘려가며 핵연료 건전성을 확인해야 한다. 둘째, 자동 제어 시스템을 구현하고 규제 승인을 받아야 한다. 원자력안전법 개정도 필요하다. 셋째, 안전 여유도를 실시간으로 모니터링하는 시스템을 도입하여, 독일처럼 유연한 출력 조절이 가능하도록 해야 한다.
강연자는 이런 과제들이 시간이 걸리더라도 반드시 해내야 한다고 강조했다. 원자력은 안전성이 최우선이기 때문에, 서두르기보다는 확실하게 실증하고 검증하는 과정이 필요하다. 그러나 기술적으로는 이미 준비되어 있고, 의지만 있다면 몇 년 내에 충분히 달성 가능하다는 것이 강연자의 전망이다.
원전과 재생에너지는 경쟁자가 아니라 동반자
강연자는 원전과 재생에너지를 대립 구도로 보는 시각을 경계했다. 재생에너지는 반드시 확대되어야 하고, 원전은 그 확대를 안정적으로 뒷받침할 수 있는 유일한 무탄소 전원이다. 원전이 탄력운전을 통해 재생에너지의 변동성을 흡수하면, 온실가스를 최소화하면서도 전력계통 안정성을 유지할 수 있다. 이것이 프랑스가 보여준 “정답”이고, 한국도 그 길을 갈 수 있다.
마지막으로 강연자는 과학자와 엔지니어에 대한 신뢰를 당부했다. 기술적 판단과 정치적 판단을 분리하고, 전문가의 의견을 존중하는 사회적 분위기가 필요하다. 프랑스가 원전을 성공적으로 운영할 수 있었던 배경에는 과학자에 대한 신뢰가 있었다. 한국도 그런 신뢰를 바탕으로 에너지 전환을 추진해야 한다는 것이 강연의 메시지였다.
📚 출처 및 참고
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 원본 영상 | 늘렸다 줄였다 원전 천국 프랑스의 비밀 | 박문규 세종대 원자력공학과 교수 [K-에너지믹스 3부] |
| 채널 | 언더스탠딩 : 세상의 모든 지식 |
| 리포트 작성 | 2026-02-14 |
| 작성 방식 | YouTube 영상 STT 변환 후 에디팅 |
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