원자력연차대회 ‘가동원전의 새 역할’ 세션
佛프라마톰 원전 탄력운전 경험·과제 소개

100% 출력을 내도록 최적화된 원자력발전소도 실시간으로 출력을 조절하면서 전력시장을 통해 수익을 올린다. 재생에너지 비중이 높은 유럽에서 프랑스 원전이 맡은 역할이다. 한국도 뒤늦게 ‘탄력운전’ 개발에 나선 가운데, 프랑스 원전설계업체 프라마톰의 탄력운전 경험이 소개돼 이목을 끈다.

타티아나 살니코바(Tatiana Salnikova) 프라마톰 PM은 지난 4월 30일 ‘2025년 한국원자력연차대회’ 중 열린 ‘가동원전의 새 역할’ 세션에서 프랑스 원전의 탄력운전 경험과 과제를 소개했다.

살니코바 PM에 따르면 유럽 원전의 탄력운전은 일차적으로 계통 안정화를 위해 이뤄진다. 경직성 전원인 원자력과 재생에너지 발전 비중이 높은 프랑스, 독일, 스페인 등이 이에 해당한다. 첨두부하를 담당하던 화석연료 발전기가 점차 퇴출당하면서 원전의 탄력운전을 의무화하려는 국가도 유럽 내에서 하나둘 나타나고 있다.

원전 탄력운전은 100% 출력을 내며 기저부하를 맡아온 전력회사 입장에서는 매출과 직결되는 문제다. 발전량이 줄어들면 매출은 감소할 수밖에 없어서다. 살니코바 PM은 “탄력운전 기능을 갖춘 원전은 보조서비스 시장에서 수익을 내 매출 감소분을 만회할 수 있다”고 전했다. 재생에너지의 출력변동에 맞춰 원전이 출력을 조절해 준 대가를 전력시장에서 보상받는 셈이다.

프랑스는 35년 이상의 원전 탄력운전 경험을 자랑한다. 살니코바 PM은 “프랑스 원전의 출력은 1년 365일 24시간 내내 50%에서 100% 사이를 오가고 있다”며 “1970년대 이래 여러 타입의 탄력운전 설계를 통해 안전성을 확보했다”고 말했다. 아울러 “이 과정에서 계측제어, 핵연료 모니터링, 유지보수 측면에서 최적화도 이뤄냈다”고 덧붙였다. 독일의 경우 자국 계통에 접속된 발전기 가운데 원전의 탄력운전 기능이 가장 앞선 것으로 나타났다.

살니코바 PM은 “탄력운전 기능이 고도화될수록 원전 기단(fleet)의 효율적인 운영은 물론, 계통안정화 서비스 제공에 따른 수익도 극대화할 수 있다”고 밝혔다.

원전 운영방식에 큰 변화가 따르는 만큼 계측제어, 기기 경년열화, 핵연료 건전성 등을 진단하고 감시하는 게 과제로 떠올랐다. 살니코바 PM은 “선진화된 부하추종 컨트롤(ALFC), 운전원 보조 시스템(OAPS) 등을 개발했고 각종 감시·진단 프로그램을 통해 기기 부식, 마모, 진동상태를 확인하고 있다”고 전했다.

원전 탄력운전은 재생에너지 증가로 봄·가을철 경부하기에 원전의 출력 증감발이 잦아지는 한국에서도 빼놓을 수 없는 현안이다. 현재까지는 설비개선(제어봉 등)을 하지 않는 범위에서 원전의 유연성 향상을 추진 중이지만, 중장기적으로 프랑스처럼 탄력운전 기술개발과 실증, 상용화 등이 단계적으로 추진될 예정이다.

한편 이날 세션에 패널로 참석한 최재돈 한전원자력연료 기술본부장은 “한국형 신형가압경수로(APR1400)와 체코원전에 적용하는 것을 목표로 올해 6월부터 2028년까지 일일 부하추종, 주파수 추종 기능을 구현하게 될 것”이라며 “2031년까지 실증을 마치고, 2034년 전후로 상용원전에 확대 적용될 계획”이라고 말했다.