2023년 과학 포럼: Net Zero를 위한 원자력 혁신

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2023년 과학 포럼: Net Zero를 위한 원자력 혁신

Joanne Liou , IAEA 공공정보커뮤니케이션국

Scientific Forum 2023: Nuclear Innovations For Net Zero

IAEA 과학 포럼: Net Zero를 위한 원자력 혁신 에 모인 전 세계 지도자들은 기후 변화의 영향은 부인할 수 없으며 원자력은 기후 위기를 완화하고 탄소 배출을 줄이기 위한 솔루션의 일부라는 데 동의했습니다. 

라파엘 마리아노 그로시(Rafael Mariano Grossi) IAEA 사무총장은 개막식에서 “혁신은 순 제로 목표를 달성하는 데 필요한 솔루션에 원자력 에너지를 통합하는 것을 지원할 것이며 이미 기존 원자로 함대의 성능, 안전 및 수명을 더욱 향상시키는 데 필수적인 역할을 하고 있다”고 말했습니다. 화요일 IAEA 제67차 총회 주변에서 포럼이 열렸습니다  .

그러나 Grossi는 새로운 원자력 프로젝트를 위한 공정하고 활성화된 투자 환경을 달성하는 것은 여전히 ​​힘든 싸움이라고 지적했습니다. 그는 “우리는 원자력 프로젝트 자금 조달에 있어서 아직 공평한 경쟁의 장에 있지 않다”고 말했다. 

이틀에 걸쳐 전문가들은 새로운 원자력 기술과 인공 지능, 로봇공학, 3D 프린팅과 같은 혁신이 어떻게 원자력을 발전시킬 수 있는지, 그리고 원자로가 원자력 담수화를 통해 산업 공정이나 담수에 열을 제공함으로써 전기 이외의 응용 분야에 사용될 수 있는 방법에 대해 논의했습니다. 세션 개요 ) .

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넷제로 세상을 위한 원자력의 역할과 혁신

가나 대통령 Nana Akufo-Addo는 국가 발전 믹스에 원자력을 포함시키려는 가나의 계획을 공유했습니다. (사진: D. Calma/IAEA)

원자력에 대한 전 세계적인 관심이 높아지고 있으며, 각국은 이러한 관심에 부응하기 위해 노력하고 있습니다. 과학 포럼의 개회식에서 가나 대통령 Nana Akufo-Addo는 국가의 전력 발전 구성에 원자력을 포함시키려는 계획을 공유했습니다. Akufo-Addo 사장은 “우리는 원자력을 포함한 모든 저탄소 자원의 잠재력을 최대한 활용하는 깨끗하고 공평한 에너지 전환에 전념하고 있습니다.”라고 말했습니다. “원자력은 이러한 변화에 중요한 역할을 할 것입니다.”  

가나는 소형 모듈형 원자로(SMR)와 깨끗하고 저렴한 에너지를 위한 신속한 배치 가능성을 분석하고 있습니다. Akufo-Addo 사장은 “우리는 업계 전문가들과 협력하여 이 신기술을 가나에 적용할 수 있는 타당성을 연구하고 있습니다.”라고 말했습니다. 

원자력이 단일 최대 청정 에너지원을 제공하는 미국에서 “2050년 순 제로 목표 달성은 원자력 에너지 용량을 최소한 300기가와트 이상으로 세 배로 늘리는 데 달려 있다”고 미국 에너지부 장관 제니퍼 그랜홈(Jennifer Granholm)이 말했습니다. 미국 정부는 "원자력의 미래에 수십억 달러를 투자하여 새로운 시설과 원자력 생산에 대한 투자에 대한 역사적인 세제 혜택을 창출"했으며 국내 연료 공급망 개발이 진행 중이라고 덧붙였습니다.  

미국 에너지부는 최근 첨단 원자로를 포함한 청정 에너지 기술의 배치를 가속화하기 위한 일련의 보고서인 상업용 이륙 경로(Pathways to Commercial Liftoff)를 발표했습니다. 첨단 원자로는 수소 생산, 담수화, 지역 난방, 석유 정제, 비료 생산 등 에너지 집약적 산업의 탈탄소화에 도움이 될 수 있기 때문에 순 제로 목표를 달성하는 데 핵심이라고 Granholm 장관은 말했습니다. 그녀는 더 많은 국가들이 원자력 에너지를 지속 가능하고 장기적인 투자로 보고 우리 시대의 잠재적으로 가장 큰 평화 프로젝트인 순 제로 세계에서 평화와 번영의 새로운 시대를 위한 원자의 힘을 활용할 것을 독려했습니다. ” 

한국은 또한 원자력 부문 성장에 투자하고 있습니다. 한국은 2000년부터 첨단원자로 개발에 중점을 두고 원자력발전시스템 개발계획을 추진해 왔으며, 그 결과 2012년 한국 최초의 SMR(SMART)이 한국 규제기관으로부터 표준설계 승인을 받았다고 이종씨는 말했다. -호, 대한민국 과학기술정보통신부 장관. “이제 우리는 SMART 기술을 기반으로 더욱 진보되고 혁신적인 SMR을 개발하고 있습니다.”라고 그는 덧붙였습니다.  

우리 정부는 민간부문이 기술혁신을 주도해야 한다고 믿습니다. 종호 장관은 “해수담수화, 우주탐사 등 산업에서 화석연료를 대체하는 것을 목표로 하는 SMR 분야에서는 특히 그렇다”고 말했다. 한국 정부는 신형 원자로 실증 및 상용화를 지원하기 위해 SMART 및 기타 첨단 원자력 기술을 민간 부문에 이전하기 위해 한국 SMR 이니셔티브를 시작하고 있습니다. 그는 "이러한 노력을 시작하기 위해 내년부터 정부는 관련 기업과 협력하여 수소 생산 및 기타 용도와 같은 산업 공정 열용으로 설계된 고온 가스 원자로 개발에 투자할 것"이라고 말했습니다. 

모로코 정부는 안정적인 에너지 공급을 보장하기 위해 에너지 믹스에 원자력을 추가하는 것을 고려하고 있습니다. "모로코는 통합 유연성을 포함한 수많은 장점으로 인해 소형 모듈형 원자로에 뚜렷한 초점을 맞추고 있습니다"라고 모로코 에너지 전환 및 지속 가능한 개발부 장관인 Leila Benali는 포럼에 보낸 비디오 성명에서 말했습니다. "그들은 열병합 발전, 해수 담수화와 같은 다양한 응용 분야에 대한 상당한 가능성을 가지고 있습니다." 

베날리 장관은 또한 모로코 국립원자력과학기술센터가 IAEA 연구용 원자로 기반 국제 센터(ICERR) 로 지정되어 글로벌 학습 플랫폼으로 기능할 수 있다고 발표했습니다. “이번 인정으로 강화된 모로코의 국가 인프라는 역량 강화에 초점을 맞춰 아프리카 대륙의 이익을 위해 개방되었습니다.”라고 그녀는 말했습니다.  

지난 40년 동안 스웨덴은 풍력이 전기의 상당 부분을 차지하고 지역 난방 및 산업 공정에서 석유와 석탄을 대체하는 바이오매스 등 다양한 형태의 재생 에너지를 확대해 왔습니다. “하지만 잊혀진 것은 전력 시스템이 매우 민감하고 기술적으로 작동해야 한다는 것이었습니다. 단지 테라와트 시간을 추가하는 것만이 아닙니다.”라고 스웨덴의 기후 및 환경부 차관 Daniel Westlén이 말했습니다. 필요할 때, 필요한 곳에서 수요를 충족하기 위한 급전 가능 에너지 요구 사항과 탄소 배출 없이 수요를 충족해야 한다는 점을 고려할 때 선택 사항은 제한되어 있습니다. 그는 “원자력은 가능한 유일한 선택”이라고 덧붙였다.  

기후 변화와 순 제로 목표를 달성하기 위해 연구에서는 2050년까지 원자력 에너지 용량이 두 배 또는 세 배로 늘어날 것으로 추정했습니다. “세계는 연간 20~40기가와트의 원자력 에너지를 건설할 수 있습니까? 나는 그것이 가능하다고 주장할 것이다. 우리는 전에도 해본 적이 있습니다.”라고 Westlén 차관이 말했습니다. 1980년대에는 전 세계적으로 180개 이상의 원자로가 건설 중이었고 1년에 30기가와트 이상이 추가되었다고 그는 설명했습니다. 스웨덴은 1972년부터 1985년 사이에 12개의 대형 원자로를 배치했습니다. “기후 변화는 인류가 직면한 가장 큰 도전이지만… 우리는 이 문제를 해결하는 데 필요한 도구를 보유하고 있습니다.”라고 그는 결론지었습니다. 

지난해 에마뉘엘 마크롱 프랑스 대통령은 6기의 원자로 건설 프로그램과 소형 및 첨단 모듈식 원자로를 통한 원자력 및 혁신 전용 프로그램을 발표했습니다. “우리는 저렴하고 저렴하며 지속 가능한 에너지가 필요합니다. 그리고 이 문제는 해결하기가 그리 쉽지 않습니다.”라고 프랑스 원자력 위원회 사무총장인 François Jacq는 말했습니다. “그래서 우리에게는 혁신이 필요합니다.” 혁신은 응용, 접근법, 기술 등 다양한 형태로 나타날 것이며 미래 세대를 원자력 분야로 끌어들일 것입니다. 

“우리는 협력 분야에서도 파트너십을 통해 혁신해야 합니다. 우리는 새로운 형태의 협력을 고안해야 합니다. 우리는 새로운 형태의 연구 및 기술 조직을 창안해야 합니다.”라고 Jacq 총무는 말했습니다.  

원자력 에너지 영향력자인 Isabelle Boemeke는 2023년 9월 26일 오스트리아 비엔나에서 열린 IAEA 제67차 총회에서 과학 포럼 'Net Zero를 위한 원자력 혁신' 개회 세션에서 기조 연설을 했습니다. (사진: D. Calma/IAEA)

오프닝 세션을 마무리하면서 브라질 태생의 원자력 에너지 영향력자인 Isabelle Boemeke는 젊은 청중에게 정보를 제공하는 소셜 미디어의 힘에 대해 성찰했습니다. Isodope 라고도 알려진 Boemeke는 "소셜 미디어는 피상적으로 들릴 수 있지만 현실은 젊은이들이 세상에 대해 배우는 방식입니다."라고 말했습니다 . “그들은 제품, 건강 정보 및 아이디어에 대한 영향력 있는 사람들의 의견을 신뢰합니다. 소셜 미디어가 나쁜 쪽으로 사용되는 것을 보아왔지만 이러한 도구를 활용하여 실제로 좋은 쪽으로 사용할 수 있다고 믿습니다.” 

그녀는 젊은 세대의 말을 듣고 참여하는 리더의 가치에 주목했습니다. “젊은이들은 이에 대해 매우 개방적이며 여러분과 같은 사람들로부터 이 기술을 지원해도 괜찮다는 소식을 기다리고 있습니다. 대중에게 모든 혜택에 대한 정보를 제공하는 것은 우리 지도자들에게 현실적인 탈탄소화 경로, 즉 매우 대담하게 원자력을 핵심으로 포함하는 경로를 추구할 수 있는 권한을 부여하는 것입니다.”라고 Boemke는 말했습니다. 그녀는 의사결정자들이 용기를 갖도록 격려하면서 “당신은 리더입니까 아니면 추종자입니까?”라고 질문하며 결론을 내렸습니다. 

Net Zero를 위한 핵 혁신에 관한 최신 IAEA 게시판에서 Boemeke와 IAEA의 인터뷰를 읽어보세요 . 

과학 포럼에는 원자력 분야의 젊은 전문가들로 구성된 패널이 참여했습니다. 그들은 원자력 분야에서 경력을 쌓게 된 동기와 다양성과 포용의 중요성에 대해 논의했습니다. (사진: H. Shaffer/IAEA)

포럼에는 원자력 분야의 젊은 전문가들로 구성된 패널인 IAEA의 주니어 해체 전문가인 Benjamin Bertaux; IAEA 교통 안전 담당관 Loretta Boahemaa Manu; IAEA 원자력 공학 인턴 Yvonne Lin; 그리고 원자력 에너지 옹호자이자 현재 미스 아메리카인 Grace Stanke. 그들은 원자력 분야가 새로운 세대에게 얼마나 "멋지고" 매력적인지, 그리고 학생들이 다양한 진로를 접할 수 있도록 대학과 공동 연구 프로젝트를 만드는 것이 얼마나 중요한지 설명했습니다. 패널은 원자력 산업에서 다양성과 포용성을 촉진하는 것의 중요성을 강조하면서 새로운 인재를 유치하려면 원자력에 대한 스토리텔링과 혁신적인 소통 방법만큼이나 과학에 관한 것이라고 공유했습니다.  

보아헤마 마누(Boahemaa Manu)와 린(Lin)은 모두 9월 30일까지 신청 가능한  IAEA Marie Skłodowska-Curie 펠로우십 프로그램 의 펠로우입니다.

앞으로 나아갈 길

중국부터 영국, 그리고 그 외 지역까지 전 세계 국가들은 핵 전력을 확장하려는 야심찬 계획을 가지고 있습니다. 중국은 2035년까지 150기의 신규 원자로를 건설할 것으로 예상하고 있다. 중국 원자력 공사 회장 Yu Jianfeng은 수요일 포럼 폐막 세션에서 “우리는 원자력으로 대체해야 할 석탄 화력 발전소가 너무 많습니다.”라고 말했습니다.  

영국에서는 “2050년까지 영국 전력망에 24기가와트의 원자력 발전을 공급한다는 야심찬 목표를 가지고 있습니다”라고 국회 국무부 차관이자 원자력 및 네트워크 장관인 Andrew Bowie가 말했습니다. "에너지 기본 부하를 탈탄소화하는 것이 중요한 만큼 중요한 것은 가격, 즉 생활비, 저렴한 에너지, 에너지 안전 및 독립성입니다."  

핀란드의 기후 환경부 장관 Kai Mykkänen은 포럼에서 1.6기가와트의 유럽 최대 원자로인 핀란드의 Olkiluoto 3호기가 핀란드에서 몇 년 만에 가장 낮은 전기 가격을 기록했다고 말했습니다. 지난 4월 정규 생산을 시작한 올킬루오토 3호기는 핀란드가 직접 전기와 천연가스 수입을 중단하는 동시에 전기 가격을 낮추는 핵심 이유라고 그는 말했다. 

원자력발전을 둘러싼 대중적 수용은 물론 재원조달도 고려되어야 한다. 벨기에 원자력 연구 센터 SCK CEN의 피터 배튼(Peter Baeten) 사무총장은 “우리가 제안하는 기술 솔루션이 결국 받아들여질 수 있도록 사회와 상호 작용해야 합니다.”라고 말했습니다. 또한, 기술 혁신이 필수적이기는 하지만 혁신에는 다른 측면도 있다고 세계원자력협회(World Nuclear Association) 사무총장인 사마 빌바오(Sama Bilbao)는 말했습니다. “우리는 새로운 원자력에 자금을 조달하는 방식에 혁신이 필요합니다. 우리는 이러한 원자력 프로젝트에 대한 투자를 유치하기 위해 고정관념에서 벗어나 생각해야 합니다.”라고 그녀는 덧붙였습니다. 

원자력 분야 내 혁신의 속도와 규모를 고려할 때 Grossi 사무총장은 낙관적입니다. “도전이 있지만 분명한 것은 우리가 결단력 있게 움직이고 있다는 것입니다. 우리는 아마도 다른 속도와 다른 방식으로 움직이고 있을 것입니다.”라고 그는 말했습니다. “모든 경우에 적용할 수 있는 일률적인 솔루션이 없기 때문에 최종 결과는 균일하지 않을 것입니다. 그러나 우리는 현재 진행되고 있는 이러한 글로벌 노력에서 원자력이 얼마나 확고한 위치에 있는지 알 수 있습니다.”  

2023년 9월 27일 오스트리아 비엔나 IAEA 본부에서 열린 제67차 IAEA 총회 과학포럼 폐막 세션. (사진: D. Calma/IAEA)

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세션 개요

세션 1: 에너지 생산을 위한 새로운 원자로  ( 녹화 보기 )

현재의 첨단 원자로 설계는 새로운 사용 옵션을 제공하고 광범위한 내장 안전 기능을 포함합니다. 소형 모듈형 원자로는 통합 에너지 시스템 덕분에 용량 유연성이 향상됩니다. 고속 원자로, 토륨 원자로 및 기타 신기술은 새로운 연료주기 솔루션을 제공할 수 있습니다. 첫 번째 세션에서는 이미 구현된 새로운 원자로 개념에 초점을 맞추고 미래 개발에 대한 비전 있는 전망을 제시했습니다. 이는 소형 ​​및 대형 원자로에 대한 혁신적인 아이디어가 우리의 에너지 미래를 어떻게 형성할 것인지를 보여주었습니다. 

세션 2: 원자력 개발을 지원하는 혁신적인 솔루션  ( 녹화 보기 )

원자력 발전의 전망은 원자로 기술의 혁신뿐만 아니라 제조 공정, 연료 공급의 보안, 사용후 연료 솔루션 및 기타 요인에 따라 달라집니다. 인공 지능, 적층 제조 등의 혁신이 어떻게 비용 절감을 지원하고 원자력 발전소 운영의 경제성을 향상시킬 수 있는 안전하고 지속 가능한 솔루션의 길을 닦고 있는지 보여주는 사례가 이미 있습니다. 두 번째 세션에서는 프런트엔드에서 백엔드까지 혁신적인 솔루션이 어떻게 원자력 발전의 전망을 확장할 수 있는지 살펴보았습니다. 이는 이미 구현된 혁신을 강조하고 NPP 설계 및 운영, 연료 주기 및 수명 종료 활동을 지원할 미래 솔루션에 대한 전망을 제시합니다. 

세션 3: 전력 생산을 넘어서는 원자력  ( 녹화 시청 )

오늘날 고배출 화석 연료는 대부분의 산업 공정, 운송 및 건물 난방 시스템에 전력을 공급합니다. 지역난방, 담수화, 원격지의 산업 공정 등 산업 목적을 위한 원자력의 사용 확대와 해상 원자력 발전소와 같은 배치 모델은 배출을 줄이고 글로벌 에너지 시스템의 공급 안정성을 높일 수 있는 옵션을 제공합니다. 세 번째 세션에서는 새로운 응용 분야에서 온실가스를 방지하기 위해 원자력 기술을 어떻게 사용할 수 있는지 보여주었습니다.