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2014. 07. 15. 화요일 

행방불패 에너지전환






편집부 주



이 글은 행방불패에서 납치되었습니다.







일란성 쌍둥이의 탄생


울 정부도 화석연료에 기반하고 있는 현재의 에너지 체제가 바뀔 수밖에 없다는 건 잘 알고 있어. 그래서 차세대 에너지 체제의 주역을 찾고 있지. 아니 찾았어. 그게 뭘까?


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두~둥~~


그러췌~ 바로 원자력!


정부의 에너지기본계획에 따르면 현재 전력설비 중 용량 기준으로 20.7%인 원자력발전을 2035년까지 29%로 늘릴 계획이야. 이걸 전력수요 예측으로 따져보면 현재 가동 중인 23기의 원자로에다 새로 지어야 하는 원전이 최소 16기가 돼. 그런데 신규 원전 부지로 예정한 삼척, 울진 중에서 삼척은 이번 지방선거를 계기로 떨어져 나갔으니 그 많은 걸 어디다 지으려나. 암튼 반대를 하건 말건 빚을 지건 말건 4대강도 밀어붙인 아해들이니 그 까이 거 또 밀어붙이겠지 뭐.

 

암튼 원전은 자립적이지도 경제적이지도 안전하지도 청정하지도 않은 에너지라는 건 익히 알고들 있을 테니, 오늘은 원전 산업계의 뒷담화나 해볼까 해. 원전 마피아니 원전족이니 하는 말 들어봤을 거야.

 

원전은 원자폭탄과 일란성 쌍둥이야. 원자폭탄이 우라늄이나 플루토늄의 핵분열을 일시에 폭주하게 하여 빵! 터뜨리는 거라면 원전은 천천히 터뜨리면서 열을 이용하는 거잖아. 다른 게 있다면 핵폭탄은 가진 넘이 지가 쏘고 싶은 데로 쏘지만, 원전은 본체 내장형 폭탄이라는 거지.


출생의 비밀도 그래. 같은 부모한테서 태어나 민간전력업자(대부)에게 입양된 거 뿐이야.


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미국의 전술핵. 가진 넘이 터지라는 데 가서 터진다.


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원자력발전소(본체 내장형 원폭). 가진 넘이 갖고 있는 자리에서 터진다. 빵~!!!


자 그럼 이 대부들이 어떻게 생겨났고 어떻게 뒷골목을 평정했고(원전 마피아의 탄생) 또 어떻게 합종연횡(나와바리 접수, 짝짓기 등)했는지를 보자구.

 

1930년대 핵분열에 대한 연구는 독일과 프랑스가 선두였어. 하지만 2차 세계대전은 세계의 주도권이 유럽에서 어메리카로 넘어가는 역사적 전환기였지. 핵 연구도 그래. 전쟁터가 되어버린 프랑스와 독일, 이탈리아에서 유태계 물리학자들이 대거 미국으로 망명하고, 일부는 영국을 거쳐 캐나다로 가서 연구를 계속해.

 

1941년 미국은 독일보다 먼저 핵 폭탄을 갖기 위해 맨해튼 계획을 시작해. 그리고 1945년 7월 마침내 뉴멕시코 주 사막에 위치한 앨러머고도 폭격 연습장에서 핵폭탄 실험에 성공하고, 교전 중이던 일본의 히로시마와 나가사키에 각각 한 발씩 원자폭탄을 안겨주었지. 수만 명의 사상자와 수천 호의 가옥을 일시에 파괴해버린 핵 폭탄의 위력에 일본은 마침내 백기 투항하고..

 

이렇게 전쟁은 끝나고 미소 양 진영과 유엔이라는 새로운 국제질서가 자리를 잡았지만, 강대국들은 어마 무시한 핵폭탄을 향해 치열한 경쟁을 하게 돼. 미국은 핵무기 개발에 협조한 영국을 제외한 모든 나라에 정보 유출을 통제해. 특히 소련에 우호적인 프랑스는 찬밥이었지.

 

하지만 핵 폭탄의 미국 독점은 곧 끝나. 소련이 1949년 8월 29일 원폭 실험에 성공하고 영국도 1952년 10월 3일 호주 북서쪽 몬테벨로 군도에서 원폭 실험에 성공해. 프랑스와 중국도 열라 핵 개발에 총력을 기울이지. 얘들은 1960년(프랑스), 1962년(중국)에 각각 원폭 보유국이 돼.

 

핵무기에 대한 독점이 무너지자 미국의 관심은 핵무기 확산 방지에 초점이 모아져. 1953년 가을 어느 날 아이젠하워 미 대통령은 핵무기 관계자들과 백악관에서 조찬(이래야 뭐 샌드위치에 시리얼이나 우유에 말아먹었겠지. 전복죽이 아닌 건 학실해.)을 하면서 '평화를 위한 원자력'이라는 환상적인 구호를 창안하게 돼. 미국의 기술 지원과 통제를 받는 원자력의 상업적 이용을 허용하되 핵무기는 제조는 금지하는 미국의 원자력 정책이 세워진 거야.

 

이듬해 제네바에서 첫 원자력 국제회의가 열리고 1957년 국제원자력기구(IAEA)가 만들어져. 세계 각국의 반응은 핵분열만큼이나 뜨거웠지. 소문으로 들었던 그리고 사진으로 보았던 참혹한 히로시마와 나가사키의 그 어마 무시한 에너지로 전기를 만들면... 생각만 해도 따땃해지고 힘이 솟는 상상이었거든.


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크크~ 저 에너지로 전기를 만들면~ 

(은 페이크고 플루토늄 쟁이고 여차하면 우리도 핵무기 만들어야쥐~)


모두들 원자력에 접근할 수 있는 이 기회를 놓칠 수 없었어. 리승만 정부는 1956년 미국과 원자력협정을 체결하고 1958년 원자력 법을 제정해. 일본은 뒤에 총리까지 했던 나카소네 야스히로 의원의 발의로 원자력 연구개발 예산 2억 5천만 엔이 확보되고 이듬해 원자력 기본법이 통과되지.

 

원자력발전에 최초로 성공한 건 1954년 6월 소련이었어. 이어서 영국이 1956년 10월, 미국이 1957년 12월에 원전 가동에 들어가. 소련은 흑연감속 비등 경수 압력관형 원자로, 영국은 흑연감속 가스냉각형, 미국은 경수형 원자로.


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세계 최초의 상업용 원자로 발전소인 콜더 홀 발전소


여기서 잠깐 위에 등장한 원자로 이름을 살펴보고 가자구. 원자로에서 중요한 두 가지가 냉각과 감속이야. 핵분열 과정에서 어마 무시한 열이 발생하는데 이걸 식혀주지 못하면 후쿠시마 원전에서처럼 빵~! 좋게 되는 수가 있지. 이 열을 식혀주는 냉각재로는 흑연이나 물(중수, 경수)이 쓰여.


그리고 우라늄-235가 핵분열할 때 3개의 중성자가 튀어나와. 얘네들이 연쇄적으로 다른 우라235를 핵분열시키면 기하급수적으로 분열이 일어나 폭탄이 되지. 그런데 이 때 나오는 중성자가 좀 빠른 놈들이라 우라늄-238하고 반응을 해. 그러면 핵분열은 안 되거든. 그래서 우라늄-235하고 반응하게 하려면 속도를 좀 낮춰줘야 해. 이 감속재로도 역시 흑연이나 물이 사용돼.


감속재로서 성능이 좋은 넘은 흑연과 중수(산은 산이요 물은 물인데, 보통 수소 원자로 이루어져 있으면 경수, 좀 무거운 수소 원자로 된 물은 중수랴)이고 경수는 중성자의 감속 능력이 쫌 떨어지는 넘이야.  원자로의 형태나 종류는 이 냉각재와 감속재를 어떤 넘을 어떤 방식으로 쓰느냐에 따라 이름이 정해지지.

 

그럼 다시 최초의 원전들을 봐봐. 영국과 소련은 흑연감속형을 썼는데, 미국은 경수형을 썼잖아. 이 차이는 이후 세계 원전 시장의 주도권을 잡는 데 굉장히 중요한 출발점이 돼.


본래 천연 우라늄에는 핵분열을 하는 우라늄-235는 0.7%정도 밖에 없어. 대부분은 우라늄-238이지. 그래서 시방은 캐나다의 중수로를 빼고는 대부분 농축우라늄(우라늄-235가 3~5%)을 쓰지만 당시 영국과 소련은 천연우라늄을 써야 했거든. 그니까 감속재도 성능이 좋은 흑연을 썼던 거야. 그런데 미국은 원폭을 만드느라 농축우라늄이 쌓여 있었지. 미국은 원전 연구에 이 농축우라늄을 쓰게 했고 그래서 경수로 개발이 가능했던 거야.



GE vs. 웨스팅하우스


미국은 어떤 분야에서 지들이 세계의 주도권을 잡아야겠다 싶으면 국가적으루다가 총력을 기울이지만 일단 앞서고 나면 민간에게 넘겨줘. 뭐, 태생부터 개인 간의 계약 관계에 기반을 둔 나라니까 그런 거 같기도 하고. 특히나 많은 연구개발 예산이 군사 분야에 투자되고 이게 성과가 있으면 민간에게 넘겨 돈벌이를 하게 하지. 그래서 찰스 라이트 밀스 같은 이는 미국 사회를 지배하는 군산복합체에 주목하잖아.

 

암튼 핵무기 개발은 정부 주도로 세금을 쏟아부어 진행되었지만 핵무기 제조에 성공하여 전쟁을 마무리하고 나자 1946년에 발효된 원자력 법에 의해 민간위원으로 구성된 원자력위원회에서 핵무기 개발과 원자력발전 연구를 담당하게 해. 당시 전력산업은 이미 민간에게 넘어간 상태였어. 각 주별로 여러 개의 민영 유틸리티(utility)가 전기를 공급해.

 

미국 정부가 원자력 연구 개발에 민간 회사를 참여시키자, 당근 빠따 제너럴 일렉트릭이 1차로 참가하지. GE는 당시 중전기 분야에서 부동의 1위였거든. 가전에서도 그렇고. 그러자 GE와 경쟁하던 웨스팅하우스도 뒤질세라 숟가락을 얹어.


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이들에게 첫 번째로 주어진 임무는 아직 원자력 발전은 아니었어. 원자력 잠수함을 갖고 싶었던 미 해군이 1947년 잠수함과 대형 함정용 원자로 개발에 착수해. 아무도 몰래 물속에서 장시간 돌아댕기려면 기름을 싣고 다니는 거보다 짱 좋은 연료가 원자력이잖아.

 

잠수함용 원자로의 개발은 두 방향으로 진행돼. 하나는 증식로, 또 하나는 경수로였지. 증식로는 걍 천연 우라늄을 원료로 쓰는데 그 과정에서 우라늄-238이 플루토늄으로 변환되어 새로운 연료가 계속 공급되는 꿈의 원자로지. 경수로는 농축우라늄을 원료로 쓰고 감속재와 냉각재로 걍 보통의 물을 사용하는 실속형이라고나 할까.

 

제너럴 일렉트릭은 장래 원자력 발전의 우승자가 되리라고 기대되는 증식로를 택하고, 웨스팅하우스는 오크리지 연구소와 맺은 인연으로 경수로 쪽으로 방향을 잡아. 업계 1위의 자본력과 자신감으로 과감히 증식로를 선택한 GE는 곧 자신들의 선택이 가시밭길임을 깨닫게 돼. 사실 이 증식로라는 게 이론은 그럴듯하지만 기술적 어려움이 졸라 많아. 대표적인 게 냉각재로 소듐(나트륨)을 쓰는데, 이게 과학실험시간에 물만 닿아도 폭발적인 반응을 보이는 걸로 등장하는 바로 그넘이거든. 그래서 수십 년이 지난 지금도 고속증식로는 아직 개발 중이야. (더 알고 싶은 사람은 구글에서 몬주를 쳐봐.)

 

암튼 웨스팅하우스가 개발한 가압형 경수로를 장착한 잠수함 노스틸러스호가 1954년 1월에 진수되어 이듬해인 1955년 1월 시험 항해에 성공해. GE는 고속증식로에서 한 단계 낮춰 농축우라늄을 연료로 하는 중속 증식로를 장착한 씨울프호를 1년 뒤인 1956년에야 취항시켜. 하지만 냉각재로 쓴 액체 나트륨의 폭발성을 끝내 해결하지 못하고 씨울프호의 엔진이 가압 경수로로 교체되는 수모를 겪게 되지.


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씨울프 건조시설이래.


미국 원자력위원회는 1952년 발전용 원자로 개발이 포함된 제2기 원자력 개발계획을 발표해. 이 계획에서 5년간 연구하기로 한 원자로는 가압수형 원자로, 비등수형 원자로, 고속증식로, 나트륨 냉각 흑연감속로, 균질로 5가지야. 처음 원자력위원회에서는 고속증식로와 균질로, 흑연감속로의 경제성이 경수로보다 우수하다고 판단했어.

 

하지만 웨스팅하우스는 잠수함용 원자로로 가압 경수로를 개발하는 과정에서 실제적인 기술을 축적했지. 그래서 얘들은 발전용 원자로도 가압수형을 채택해. 게다가 '재수 없는 넘은 자빠져도 코가 깨지고, 재수 좋은 년은 넘어져도 가지 밭으로 엎어진다'고 연구비가 굴러들어오는 행운이 생겨. 당시 미 해군은 항공모함용 대형 원자로 개발계획도 추진하고 있었는데 한국전쟁으로 재정 부담이 늘어나자 아이젠하워 대통령이 이 계획을 승인하지 않았어. 그러자 해군은 작전을 바꿔 항공모함용으로 전용할 수 있는 대형 가압 경수로를 육상 발전용으로 의회에서 승인을 받지. 이제 웨스팅하우스는 정부의 자금으로 발전용도 개발하는 그야말로 저 놀부 두 손에 떡 들고, 응, 막...

 

한편, 잠수함용 중속증식로에서 죽을 쑤고 있던 GE는 전복죽을 포기하고 걍 김치죽을 끓이기로 하지. 아르곤연구소가 시험로 개발에 성공한 비등수형 경수로로 관심을 돌린 거야. GE는 비등수형 특허권을 가진 안타마이야를 아르곤연구소에 헤드헌팅해갖구 사업화에 고고씽~

 

1953년 '평화를 위한 원자력'을 선언한 아이젠하워 정부는 1954년 원전을 민간이 소유할 수 있도록 원자력 법을 개정하고 원전에 대해 세제 및 자금 면에서 우대조치를 주기로 해. 그러자 미국 최대의 전력회사인 코먼웰스 에디슨사가 움직이는데, 1등은 1등끼리 논다구 코먼웰스 에디슨사는 GE와 손을 잡아.

 

하지만 미국 최초의 원자력발전은 1957년 가압 경수로를 장착한 웨스팅하우스의 쉬핑포트 원전에 돌아가. 코먼웰스 에디슨사가 GE에 발주한 비등수형 드레스덴 원전은 1959년에 가동을 시작해서 최초의 민간 상업용 원전으로 기록돼.

 

 

(쉬핑포트 원전 준공식)

 

자, 이제 개발에는 성공했지만 이걸 팔려면 경제성이 있어야 하잖아? 근데 히로시마와 나가사키의 참상이 아직 사람들 눈앞에 어른거리는 와중이라 이걸 어찌해야 하나 싶었을 거야. 그래서 1957년 미국 정부는 또 하나의 빗장을 풀어줘. 원전 사고가 발생했을 때 원전회사가 책임져야 할 배상액에 일정한 상한을 설정했어. 사고가 나도 회사는 살아남는 거야.

 

원전에 대한 분위기가 무르익는 가운데 1963년 뉴저지 주의 전력회사가 오이스터 크리크에 대용량 발전소를 건설하려고 해. 처음엔 석탄화력발전소를 지을 생각이었지. 그런데 웨스팅하우스와 GE가 원전을 가지구 입찰에 참여해. 게다가 GE의 비등수형 경수로의 입찰가격이 글쎄 웨스팅하우스의 가압 경수로는 말할 거도 없고 석탄화력발전보다 싼 가격으로 들어온 거야. 확 그냥 막 그냥 GE가 돈지랄 한 거지. GE의 생각은 첫 빠따야 손해보더라도 열 개 정도 순차적으로 건설하면 이익을 낼 수 있으리라는 거였어. 미국 제일의 전기전자 업체의 자금력이 있었기에 가능했던 돈질이었지.

 

1965년에는 700MW급 원전이 GE와 웨스팅하우스에 각각 3기가 발주돼. 1966년에는 국영기업인 테네시강 유역 개발공사가 원전 2기를 발주하면서 원전이 화력발전보다 경제적이라는 보고서를 내고. 1960년대 말이 되이서는 원전 기술이 실증되어 전 세계적으로 발주가 늘어나기 시작해. GE와 웨스팅하우스는 '그때 참여하길 잘했어' 함시롱 수확에 나서지. 1차 석유파동이 발생한 1973년 이전에 미국에서는 이미 100기의 원전이 발주돼.

 

GE가 돈질하면서 공격적으로 나섰지만 시장을 주도한 건 웨스팅하우스였어. 왜냐구? 그건 원자로의 안정성 때문이야.


GE의 비등수형은 원자로에서 발생한 증기가 그대로 발전기의 터빈을 돌리고 이 증기를 식혀 물이 되면 다시 원자로로 돌아가는 구조야. 웨스팅하우스의 가압수형은 압력을 가한 물이 원자로를 돌기 때문에 열을 받아도 걍 온도만 높아진 물이 1차 계통을 돌아. 이 뜨거워진 물은 2차 계통의 보통 압력의 물을 데워 증기를 만들고 이 증기가 발전기 터빈을 돌려. 이 증기는 3차계통의 물이 식혀주고. 뭐, 이런 식이다 보니 가압경수로가 비등수형 경수로보다 안전하고 방사능의 유출 위험이 적어지는 거지.


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암튼 이래서 미국 시장을 웨스팅하우스하구 GE가 2:1로 나눠가져. 세계시장에서는 3:1로 웨스팅하우스의 우위가 더 높아지지.

 

원전 산업이 본 궤도에 오르면서 컴버스천 엔지니어링사와 밥콕 앤드 윌콕스사도 이름을 올리게 돼. 야들은 해군 잠수함 건조 사업에서 비원자로 계통 담당으로 오랫동안 참여해서 가압경수로 시설 계통에 빠삭했거든. 야들도 웨스팅하우스와 같은 가압경수로 사업자가 되는데 컴버스천 엔지니어링은 뒤에 우리나라와 깊쑤칸 관계를 맺게 돼. 헌데 치마까지는 벗었지만 팬티만은 끝꺼정 붙들고 늘어져. 이 얘기는 다음 기회에 해줄 테니 기대하시라.


To be continued








행방불패 에너지전환


편집 : 퍼그맨 

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악은 이토록 거침 없이 자신의 길을 가는데

어째서 선은 끊임 없이 자신을 증명해야 하는가?