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[기획] 원자력 미래를 꿈꾼다수소경제 시대의 열쇠 원자력 기술 |
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2009년 현재 세계 30여개국에서 436기가 가동되고 있는 원자력 발전소는 지난 1956년 세계 최초의 상업용 원전인 영국 콜더홀 발전소가 처음 가동된 지 50여 년 만에 세계 전력 소비량의 15%를 책임지는 인류에게 없어서는 안 될 에너지원으로 자리매김했다.
그러나 이러한 국가 에너지원의 중심인 원자력은 그동안 자동차와 같은 운송에너지원으로써의 이용이 불가능해 50여년 동안 원자력 발전소의 울타리를 넘지 못해왔다.
하지만 최근 전세계적으로 불고 있는 미래 원자력 시스템 개발 움직임을 살펴보면 원자력을 이용해 움직이는 자동차를 볼 수 있는 날도 그리 멀지 않은 것으로 보인다. 바로 차세대 청정에너지인 ‘수소에너지’가 있기 때문이다.
수소는 차세대 궁극의 에너지원으로 꼽히고 있지만 아직까지 연소 과정에서 이산화탄소 같은 온실가스를 배출하지 않지만 물을 분해해서 수소를 만드는 데 소모되는 에너지가 발생하는 에너지의 총량보다 많은 단점을 안고 있다.
하지만 물 분해를 위해 필요한 에너지양보다 많은 수소를 생산할 수 있는 해결책이 바로 초고온가스로(VHTR)다.
초고온가스로는 우라늄을 연소시켜 얻은 고온의 열로 물을 분해함으로써 수소를 대량 생산하는 신개념 원자로를 말한다.바로 원자력을 이용해 수소를 생산, 운송에너지원으로 이용이 가능하다는 이야기다.
물론 이같이 원자력을 이용해 수소를 생산하는 기술은 아직까지 실증화 된 것은 아니다.
하지만 이미 상당수의 나라들이 원천기술을 확보하고 있으며 기술 개발 장기 추진계획에 들어가 이르면 2020년 안에 이러한 이야기가 현실화 될 전망이다.
이에 본지는 국내외 원자력수소 연구와 육성방안을 비롯해 차세대 원자력 시스템의 현주소를 살펴보고 수소경제에 있어 원자력의 역할을 생각해보는 기회를 갖고자 한다.
<편집자 주>
원자력 발전의 원리
원자력발전이란 핵분열에 의해 발생한 열(heat)로 물을 끓여 증기를 만들고 만들어진 증기로 터빈을 회전시켜 전기를 얻어내는 것이다.
증기로 발전을 한다는 점은 화력발전과 동일하지만 화력발전이 석탄, 석유 등 화석연료를 태워 에너지원(열에너지)을 충당하는 반면 원자력발전은 핵분열반응을 통해 열에너지를 얻는다는 점에서 차이가 있다.
또한 원자력발전은 원자력의 열에너지로 직접 증기를 만들어낼 경우 증기에 방사능이 오염될 위험이 있기 때문에 원자로의 열을 전달받은 냉각제(중수 또는 경수)로 터빈을 돌릴 물을 끓이는 열교환 시스템을 사용한다.
마치 끓는 물속에 그릇을 넣어 음식을 익히는 중탕의 원리와도 유사하다.
이러한 원자력발전소는 1945년 구소련이 모스크바 교외의 작은 도시인 오브닌스크... |
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