원자력은 신재생 에너지와 비교하여 얼마나 안정성을 갖고 있을까요?

전력 안전성

우리나라의 전자, 자동차를 비롯한 핵심 산업 생산품은 안정적인 전력 공급을 요구합니다. 환경의 변화에 크게 좌우되지 않는 안정적인 전기공급의 측면에서 원자력은 신재생 에너지와 비교하여 얼마나 안정성을 갖고 있을까요?

화력발전소나 원자력 발전소는 에너지원이 다를 뿐이고 전기를 생산하는 에너지 시스템은 물과 증기를 이용할 경우 Rankine cycle을 대표적으로 사용하여 유사하며, 이 전기 발생 시스템은 연료가 공급되는 한설계된 대로 에너지를 생산해주는 기계입니다. 이 기계에서 생산되는 전력은 매우 안정적으로, 그 전류와 전압 그리고 교류의 변화 빈도 등 에 있어 매우 안정적입니다. 이러한 전류의 안정성은 이를 이용해 제품을 생산하는 기계들의 작동을 안정화시켜 정밀 생산을 가능하게 합니다.

반면 태양광, 풍력 등 대체에너지의 경우, 에너지 생산량이 시시각각으로 달라집니다. 태양광의 경우 아침부터 저녁까지 하루에도 햇빛의 각도가 다르며 사계절에 따라 다릅니다. 구름이 끼면 에너지를 생산할 수 없으며 우리나라의 경우 장마철에는 매우 긴 기간 에너지를 생산할 수 없습니다. 풍력의 경우는 일부 지역을 제외하면 풍향의 변화가 심하고돌풍성 바람으로 전기 생산이 고르지 않습니다.

이러한 불안정한 전기에너지를 안정화 하기 위해, 생산된 불안정한 전기를 에너지 저장 시스템 (ESS)에 저장한 다음 이를 사회와 산업이 요구하는 정도의 전류와 전압, 교류의 변화 빈도를 만드는 기구를 통과시켜 전력망에 연결해야 합니다. 그러나 만일 이것이 충분치 않거나 여러개의 대체에너지원에서 잠시 잠시 공급을 하는 과정에 공급과 휴지의 흔들림이 발생하게 되는데, 이것은 고스란히 전력망의 안정화를 해치는 결과를 줍니다. 따라서 안정적인 전력망을 구축하기 위해서는 기존의 대용량 발전소에서 보여주는 규모의 전력을 안정적으로 계절이나, 날씨에 상관없이 공급하는 것이 중요합니다.

물 속에 장전된 핵연료의 핵분열은 날씨나 바람에 영향을 받지 않고 일어나는 물리적 현상이므로, 가장 안정적인 전력의 구성 요소가 될 것입니다. 원자력 발전소도 핵연료 교체와 정비 등을 위해 1년에 1회씩 멈추는 기간이 있습니다만 이것은 계획에 의해 이루어지므로 전력망 입장에서는 충분히 대비가 가능합니다.

원자력, 묻고 답하기 중

작성자: 한국원자력학회 소통위원회