전 세계적인 가동 핵발전소 감소와 그에 따른 설비용량과 전력 비중의 하락, 건설기간의 연장과 운영비 증가, 풍력과 태양광을 비롯한 재생가능에너지의 급격한 성장… 7월말에 발표된 2014년판 핵산업 동향 보고서는 여러 통계와 자료를 통해 쇠퇴기에 접어든 핵발전 산업의 현주소를 보여주고 있다.
매년 발간되는 이 보고서는 학계, 산업계는 물론 반핵과 찬핵 진영의 광범위한 자료를 토대로 장기간의 객관적인 통계를 구축했다는 평가를 받고 있다.
아래는 7가지 그래프로 보고서에 담긴 주요 내용을 정리했다(클릭하면 확대).
1) 핵발전 생산량은 2005년 이후 감소
1990년대 증가세를 보였던 핵발전량은 2005년 2,660 TWh를 기록하며 정점을 찍었다. 하지만 이후 지속적으로 감소해 2013년 2,357 TWh로 나타났다.
핵발전이 에너지 공급에서 담당하는 몫도 크게 줄어, 전력 비중의 17.6%로 최대치를 기록했던 1996년 이후 하향세를 보여 2013년 현재 10.8%로 낮아졌다.
2) 현재 가동 핵발전소는 388개, 438개를 기록했던 10년 전보다 하락
2011년 사고로 영구 폐쇄된 후쿠시마 제1핵발전소의 6기를 제외하고, 일본의 핵발전소는 48기에 이른다. 다만 2013년에 실제로 전력을 생산한 핵발전소는 2기에 불과했고, 7월 이후를 기준으로 하면 하나도 없게 된다. 그럼에도 국제원자력기구(IAEA)는 이들 48기의 핵발전소를 ‘운영 중’으로 구분한다.
올해부터 핵산업 동향 보고서는 핵발전소의 현황을 보다 현실에 가깝게 구성하기 위해서 '장기 가동중단' 상태라는 개념을 도입하기로 했다. '장기 가동중단(Long Term Outage)' 상태란 전년과 당해 상반기 동안(18개월) 발전량이 0을 기록한 원자로에 적용하며, 전력공급을 하지 않은 날짜까지 소급한다. 일본의 43기를 비롯해 인도 1기(Rajasthan-1, 2004년 중단), 한국 1기(월성1호기, 2012년 중단)가 여기에 해당한다.
독일은 후쿠시마 사고의 영향으로 2011년 8기의 핵발전소를 폐쇄했고, 2015년부터 2022년까지 추가로 9기를 폐쇄할 계획이다. 미국에서는 2012년 이후 5기의 핵발전소(플로리다, 위스콘신, 버몬트, 캘리포니아 2기)가 조기 폐쇄에 들어갔다. 이들 핵발전소를 계속 운영하는 비용이 너무 비쌀 뿐 아니라 천연가스와 풍력에 비해 가격 경쟁력도 뒤떨어지기 때문이다.
3) 핵발전소 가동 국가는 31개국에 불과
미국은 세계 최대의 핵발전 국가로, 핵발전량 규모로 두 번째인 프랑스에 비해 두 배나 높다.
위 그래프는 절대값인데, 핵발전이 전력에서 차지하는 비중을 기준으로 한다면 프랑스가 1위로 바뀌게 된다. 프랑스의 핵발전 비중은 75%에 이른다. 얼마 전 올랑드 프랑스 대통령은 핵발전 비중을 2025년까지 50%까지 낮추는 정책을 추진하기로 했다. 미국의 경우, 핵발전 비중은 19%에 불과하다.
4) 2014년 '건설 중'인 핵발전소는 67개, 하지만 건설 지연으로 골치 앓아
현재 14개국에서 건설 중인 핵발전소는 총 67기로, 여기서 64%에 해당하는 43기가 중국, 인도, 러시아 등 3개국에 집중됐다. 건설 중인 핵발전소는 2005년보다 증가했지만, 가장 높았던 1970대와 1980년대에 비해서 크게 밑도는 수준이다.
대만에서는 과거 15년 동안 건설 중이던 룽먼 핵발전소 2기가 얼마 전 강력한 저항에 부딪혀 공사 중단이 선포되기도 했다. 이외에도 20년 이상 ‘건설 중’이라고 확인된 핵발전소만 8기에 이른다. 특히 동시다발적인 핵발전소 건설이 진행 중인 것으로 알려진 중국의 경우, 총 28기 중 21기에서 공사기간이 연장됐다고 확인됐다.
5) 이대로 가다가는… 핵발전소 50년 뒤면 사라져
위 그래프는 현재 핵발전소가 향후 수십 년 동안 얼마나 가동될지를 보여준다. 2059년까지 대다수의 핵발전소가 수명만료될 것으로 보인다.
세계 가동 중인 핵발전소의 평균 가동연수는 28.5년에 이른다. 다수의 핵발전소가 40년까지 가동할 것으로 내다봤는데, 수명연장을 할 경우 그 비용은 약 10억 달러를 넘어설 것으로 추정됐다.
6) '교토 의정서' 체결 이후 풍력과 태양광 비약적으로 확대, 핵발전 넘어서
위 그래프는 국제적인 온실가스 감축 방안을 담은 '교토 의정서'가 체결된 1997년 이후 풍력, 핵발전, 태양광의 발전량의 변화를 나타냈다. 1997년부터 2013년까지 16년 동안 풍력 발전량은 616 TWh 증가해 가장 높았다. 점진적으로 증가한 태양광 발전량은 2013년 124 TWh를 기록해 114 TWh를 나타낸 핵발전량을 초과했다.
7) 재생에너지 늘면서 핵발전이 차지하던 '기저부하' 개념도 '흔들'
위에 있는 두 개의 그래프는 2013년 12월 16일부터 22일까지 일주일간의 실제 독일 전력 부하와 생산량을 보여준다. 가로축은 요일과 24시간을 나타내는 시간을, 세로축은 각 시간별 생산 전력과 소비 전력을 나타낸다.
다양한 색상은 각각의 발전원에 해당한다. 가령, 노란색으로 표시된 태양광의 경우, 겨울철 날씨에도 월요일과 화요일에 최대 9 GW의 전력을 생산했다. 페일 그린으로 표시된 풍력은 매우 유동적인 발전량을 나타낸다는 사실을 알 수 있다. 발전량이 아주 저조할 때도 있지만, 12월 22일 오전 시간대를 보면, 풍력은 최대 25 GW 전력을 생산해, 독일 전력 수요의 70% 그리고 전력 생산량의 55%를 차지했다.
첫 그래프에서 두 가지 파란선은 하루 전과 당일의 전력 현물시장 가격을 나타낸다. 아래 그래프를 보면, 낮은 전력수요를 기록해 전력가격이 저조한(또는 심지어 마이너스로 떨어졌던) 일요일에 핵발전이 어떻게 반응했는지 확인 가능하다. 전력 가격이 낮은 시간대에 발전소를 가동한다는 것은 그만큼 경제적으로 손실로 이어지기 때문에 되도록 운전을 최소화하기 마련이지만, 핵발전은 경제적이고 기술적 한계로 인해 출력 조정에서 가장 경직적인 특성을 나타냈다.
이는 재생가능에너지가 전력 공급에서 차지하는 비중이 늘어나면서, 핵발전으로 대표되던 기존의 기저부하 개념이 흔들리고 있다는 사실을 말해준다. 시간의 변화와 관계없이 항상 유지되는 일정 수준의 전력수요를 의미하는 기저부하는 주로 24시간 일정한 출력을 내는 핵발전의 몫으로 간주됐다.
이지언
관련글
2014/08/28 - 운영비 급증, 재생에너지 맹추격… 설 곳 잃는 핵산업
