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세상논란거리/IT

[김송호의 과학단상]⑨ 원자력 발전이 기후 변화를 막아주는가?

by 체커 2022. 3. 13.
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메가경제

2011년 일본의 지진 여파로 발생한 후쿠시마 원자력 발전소의 핵 누출로 인한 재앙은 현재 진행형으로 우리를 옥죄고 있다. 일본에서 수입하는 수산물에 대한 거부감과 더불어 혹시 한국의 어류에도 영향을 주는 게 아닌가 하는 의구심이 머리를 떠나지 않고 있다. 더욱이 최근 일본 정부에서 오염수를 바다에 방류하겠다고 하여 주변 국가들로부터 반발을 사고 있다.

최고의 기술을 자랑하는 일본의 경우에도 안전에 문제가 있는 것으로 드러나면서 세계 각국은 원자력 발전에 대한 반대 여론에 직면하게 되었다. 하지만 과연 원자력 발전은 안전성만이 문제일까?

최근 한국에서도 원자력 발전을 포기하는 문제를 두고 갑론을박이 진행 중이다. 원자력 발전을 지지하는 측은 원자력발전이 온실가스를 줄일 수 있어 기후변화를 막는 데 도움이 된다는 논리를 펴고 있다. 즉 원자력 발전이 문제가 있긴 하지만, 신재생 에너지 기술이 완전히 개발될 때까지 과도기적 기술로 이용할 수 있다는 주장인 것이다. 하지만 과연 원자력 발전이 온실 가스를 저감하는 기술일까?

이번 일본의 원자력 발전소에서 문제가 발생한 것은 지진으로 인한 쓰나미에 냉각장치가 물에 잠겨 가동에 문제가 생겼기 때문이다.

냉각장치 문제로 이렇게 심각한 사태가 발생한 이유는 원자력 발전 과정에서 발생한 많은 열을 냉각시키기 위해 냉각수가 엄청나게 필요하기 때문이다. 원자력 발전소들이 대부분 해안가에 자리 잡고 있는 가장 큰 이유 중의 한 가지도 바로 바닷물을 대량의 냉각수로 가장 싸고 쉽게 이용할 수 있기 때문이다. 개방형 원자력 발전의 경우 1메가와트의 전력을 생산할 때 9만 5000리터에서 23만 리터의 물이 필요하다.

냉각수가 이렇게 많이 필요한 이유는 원자력 발전 과정에서 발생된 열의 30퍼센트 정도만 전기로 전환되고, 나머지는 냉각수에 전달되어 외부로 방출되어야 하기 때문이다. 이 냉각 과정에서 1700리터 내지 3300리터 정도의 물이 증발하여 날아가는데, 이렇게 날아간 수증기가 이산화탄소보다 더 지구 온난화의 주범이 된다.

화석 연료를 연소하지 않아서 이산화탄소를 배출하지 않지만, 발생하는 수증기 때문에 지구 온난화에는 더 큰 악영향을 주는 모순이 생기는 것이다. 지구 온난화에 관심이 있는 사람이라면 이산화탄소보다는 수증기가 몇 십 배 더 큰 영향을 미친다는 것을 알고 있을 것이다.

원자력 발전은 그 외에도 환경에 엄청난 악영향을 끼친다. 우선 원자력 발전에 냉각수로 사용됐던 바닷물은 대략 6도 정도 온도가 높아져서 외부로 방출되는데, 높아진 수온이 생태계에 악영향을 주게 된다. 높아진 수온으로 인해 조류의 성장 속도가 빨라지면서 주변 생태계를 교란하게 되고, 또 성장한 조류가 냉각수 입구를 막는 사태를 방지하기 위해 화학약품을 사용함으로써 환경에 미치는 악영향은 더욱 커지게 된다.

그 뿐만이 아니라 원자력 발전은 우라늄 채취에서부터 최종 부산물 처리까지 문제가 없는 부분이 없을 정도다. 천연 우라늄은 광석 속에 극소량 포함되어 있을 뿐이고, 우라늄의 대부분의 성분은 핵분열하지 않는 우라늄 238번이며 연소되는 우라늄 235는 극히 소량이다. 그러니 소량의 우라늄 235를 채취하기 위해 엄청난 양(대략 3000배)의 광산 폐기물이 발생되고, 광산 폐기물 중에 방사능이 방출되는 우라늄 235가 포함되어 있는 것은 당연하다.

이렇게 채취된 우라늄 235는 농축과정을 거치는데, 이 과정에서도 폐기물이 발생할 뿐만 아니라, 에너지도 엄청나게 소모(1만 배의 석유 소요)하게 된다. 그러니 단순히 원자력 발전이 우라늄만 넣으면 저절로 전기가 생산된다고 생각하는 것은 큰 잘못이다. 더구나 원자력 발전소 건설에는 막대한 자금이 필요하다. 그런데도 불구하고 원자력 발전이 싼 것처럼 보이는 이유는 국가가 거액의 보조금을 다양한 명목으로 투입하기 때문이다.

더욱 큰 문제는 원자력 발전을 하고 남은 핵폐기물의 처리 문제다. 현재 사용되고 있는 원자로는 투입된 우라늄에 내재된 에너지의 1퍼센트만을 사용한 후 폐기된다. 사용 후 핵연료에는 플루토늄이 1.4퍼센트, 타지 않은 우라늄과 고방사성핵종이 95.6퍼센트 섞여 있다.

아직까지도 핵폐기물을 완벽하게 처리하는 기술은 없다. 고작 방사능이 외부로 방출되지 않도록 밀봉해서 보관해 놓는 기술 수준에 머물러 있다.

그러면 핵폐기물을 재처리해서 사용하면 되지 않겠느냐고 반문할 수도 있다. 하지만 핵폐기물 재처리는 경제성 문제와 더불어 핵무기 개발 염려 때문에 그리 쉬운 해결책이 아니다. 한국은 아직도 고준위 핵폐기물 처리장(보관소)이 확보되지 않아서 골머리를 앓고 있다.

그럼 왜 원자력 발전을 저탄소 녹색 성장의 해결책인 것처럼 홍보하고 있을까? 아마 가장 큰 이유는 원자력 발전 기술이 선진국들의 전유물이고, 개발도상국들의 추격을 뿌리칠 수 있는 가장 확실한 기술이기 때문이다. 더구나 핵무기와도 연관이 되어 있기 때문에 원자력 관련 기술은 선진국들이 통제하기 쉬운 명분도 주어지기 때문이기도 하다.

[김송호 과학칼럼니스트]


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원자력 발전이 과연 친환경인가.. 에 대한 글 입니다..

 

솔직히 따지고 보면.. 친환경 발전은 없을 것 같습니다..

 

화력발전은 화석연료나 가스를 태워서 이산화탄소를 생성하고.. 이산화탄소는 온난화를 유발하는 기체죠..

 

수력발전은 강을 막아 물을 담아야 하기에 댐 근처 기후를 변화시키고 주변 식생을 바꿔버리죠.. 

 

풍력이 그나마 친환경 축에 들텐데.. 풍력발전시 발생하는 고주파는 주변 생물에게 영향을 주고 풍력발전기가 더이상 제역활을 못하면 결국 폐기물이 남게 되죠..

 

태양광도 친환경 축에 들텐데.. 패널을 만드는 재료와.. 부식등으로 인해 중금속 물질이 패널에 있었다면 용출되서 주변이 오염될 가능성을 높이죠..

 

솔직히... 친환경이라고 자부할 수 있는건... 기껏해야 오폐수처리장에서 오폐수를 처리하면서 소화조에서 발생하는 메탄가스를 연소.. 발전하는게 가장 친환경적이지 않을까 싶네요.. 물론 이산화탄소를 배출하지만.. 애초 오폐수.. 오염물질을 정화하면서 나오는 부산물로 전력생산을 하는 것이니 이것만큼 친환경이라 할 수 있는게 얼마나 될까요?

 

어찌되었든.. 원전도 친환경은 아닙니다.. 일단 우라늄을 핵분열시켜 열을 발생시키죠.. 이때 방사능 물질이 나옵니다.. 이게 치명적이죠..

 

열을 발생시키고 난 뒤에 남은 물질은 안전하냐.. 아니죠.. 그렇기에 깊은 곳에 공간을 만들어 보관해야 합니다.. 몇달.. 몇년도.. 몇십년도 아닌... 세대가 여러번 바뀔 수 있는 기간까지..

 

거기다.. 발전시 배출되는 수증기도 지구 온난화를 부릅니다.. 화력발전소도 포함되는 열폐수도 원전에서 배출되서 해양으로 방류되죠.. 열폐수는 주변 해양 생태계를 교란합니다..

 

결국.. 원전도 친환경 발전이 아닙니다.. 사실.. 태양광 패널도 분해가 가능한 소재로 개발중이고.. 풍력도 분해가 가능한 소재로 개발중이거나 되기도 하였죠.. 그런데 원전은 그런 개량될 소지가 있느냐 묻는다면..

 

할 수 있다고 원자력 관련 학회나 업체.. 관계자.. 교수들이 답할 수 있을까요?

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