[탄소중립 선도국 가다-핀란드④] “SMR, 재생에너지와 경쟁 피해 열시장으로 진출”

핀란드는 2035년까지 국가 탄소중립 달성을 목표로 삼아 전 세계에서 탄소중립에 가장 앞서 있는 나라다. 우리나라보다 15년이나 빠르다.

핀란드는 풍부한 물과 산림을 바탕으로 원자력과 풍력을 더해 일찌감치 전력 분야에서는 거의 탄소중립을 달성했다. 전력시장은 재생에너지 맞춤형으로 실시간 수요와 공급에 따라 가격이 결정되는 구조를 갖췄다. 전력시장에는 정치적인 개입을 허용하지 않는다.

핀란드는 이제 탄소중립의 난공불락으로 여겨지는 산업, 수송, 열 분야까지 탄소중립 도전 중이다.

핀란드가 인구 550여만명의 작은 나라라 탄소중립을 평탄하게 추진하고 있다고 생각하면 오산이다. 핀란드 산업 주축이었던 노키아가 휘청이면서 국가 경제가 흔들렸다. 작은 내수 규모는 국내 산업을 육성하는 데 큰 도움을 주지 못했다. 경제도 챙겨야 하는데 안보도 위태롭다. 러시아 우크라이나 전쟁으로 러시아와 연결된 전력망이 끊겨 에너지 안보는 위기를 맞았다.

핀란드는 스웨덴하고 그리드(전력망)가 연결돼 있지만, 핀란드 전문가들은 전력망이 섬에 가깝다고 표현한다. 에너지 안보가 언제든 취약한 구조라는 의미다.

글로벌 경쟁에서 살아남기 위해 지속 가능한 기술을 끊임없이 개발하고, 수출 동력으로 삼기 위해 고군분투하는 핀란드인의 삶은 한국과 크게 다르지 않았다.

에너지경제신문은 탄소중립에 앞서 가고 있는 스웨덴과 핀란드의 정책 추진 과정과 고민을 살펴보며, 우리나라의 탄소중립 달성의 해법을 찾고자 '탄소중립 선도국 가다' 기획 기사를 연재한다. [편집자주]

<글 싣는 순서>

① 전력시장

② 산업

③ 수송·배터리

④ 열에너지

▲스테디에너지에서 개발 중인 소형모듈원전(SMR) 조감도. 스테디에너지

“소형모듈원전(SMR)으로 열에너지를 공급하려 합니다. 핀란드의 전력도매시장에는 마이너스 가격이 나타나기에 전력을 생산하는 것은 투자 리스크가 큽니다. 전력시장에서 재생에너지와 경쟁하기보다는 열에너지 시장으로 가는 것이 더 안정적입니다."

라우리 무라넨 스테디에너지 대외협력 책임자는 핀란드의 SMR 개발사업에 대해 지난달 9일 이같이 소개했다. 스테디에너지는 오는 2028~2029년 SMR 첫 건설이 시작되는 것을 목표로 기술 개발 중에 있다.

그가 이처럼 말한 배경에는 전력시장에서 재생에너지와 원전이 서로 충돌하는 경쟁상대가 될 수 있어서다

원전과 재생에너지 모두 경직성 발전원이다. 원전의 경우 시스템상 한 번 돌리기 시작하면 가동을 중단하기 어렵다. 태양광과 풍력 발전의 경우 각각 햇빛과 바람에 따라 발전량이 결정되는 구조다.

즉 태양광과 풍력 발전량이 부족하거나 많아지는 상황에서 원전이 이에 맞춰 발전량을 조절하기 어렵다. 우리나라에서 원전과 재생에너지가 정치적으로 충돌하는 배경 중 하나다.

핀란드도 예외는 아니다. 특히, 핀란드의 경우 우리나라와 달리 전력도매시장에서 마이너스 가격이 나타난다. 마이너스 가격은 바람이 강해 풍력발전량이 수요를 뛰어넘을 때 발생한다. 마이너스 가격이 나타나면 원전도 돈을 주고 전력을 팔아야 하는 상황에 놓이게 된다. 반면, 핀란드의 열 시장은 비교적 안정적으로 열 가격이 보통 일년에 한번 바뀐다고 한다.

이에 스테디에너지는 SMR로 전력 대신 열에너지를 생산하는 방향으로 전략을 세웠다. 당초 원전이 우라늄으로 열을 만들고 물을 끓여 발전하는 방식인데, 여기서 발전하지 않고 생산한 열을 바로 시장에 파는 셈이다.

무라넨 책임자는 “열생산에만 집중하면 효율을 높일 수 있다. SMR을 통해 메가와트시(MWh)당 40유로로 저렴하게 열을 생산할 수 있을 것"이라고 예견했다. 이는 기존 원전의 전력 생산 비용의 약 3분의 1 수준이라 한다.

우리나라도 SMR이 전력시장에서 재생에너지와 경쟁하고 정치적 공격 대상이 되기보다는 차라리 열에너지 시장으로 진출하는 것을 검토할 수 있어 보인다.

스테디에너지에서 개발 중인 원자로의 설비용량은 50메가와트(MW)로 원자로 여러 개를 모아 하나의 설비를 구축하는 식이다. 원자로 3기면 150MW의 SMR 설비를 갖추게 된다.

무라넨 책임자는 “50MW급 한개 원자로로 약 2만~3만명의 열 수요를 감당할 수 있다. 기존 원자로와 가장 큰 차이는 지하에 위치한다는 점과 열 제거 시스템이 다르다는 점"이라며 “개발 중인 SMR은 수조 안에 원자로가 놓여있고 열이 수조로 이동하면서 수개월 동안 외부개입 없이 안전하게 유지된다"고 설명했다.

그는 “원전으로 열을 공급하다는 개념은 새로운 것은 아니다"며 “이미 스위스, 중국, 체코, 헝가리 등 여러 나라에서 열만 생산하는 원자로가 존재한다"고 밝혔다.

이어 “유럽에서는 열 생산에 화석연료 또는 바이오매스를 많이 사용하고 있다. 유럽 전역에서 청정 열에 대한 수요가 크다"며 “물론 한국 시장도 염두하고 있으며 한국에 진출할 가능성도 열어두고 있다"고 덧붙였다.

스테디에너지는 올해 말에는 시범설비(파일럿 플랜트) 건설을 시작할 예정이고 오는 2028년 또는 2029년에 고객사가 상용화된 SMR 건설을 하는 것을 목표로 하고 있다.

주민들이 SMR을 수용할 준비가 됐느냐는 질문에 무라넨 책임자는 “약 한달 전 쿠오피오 지역 주민을 대상으로 설문조사를 실시했다. 결과적으로 핀란드는 매우 친원전 분위기다. 해당 도시에 원자력을 지역난방시설로 설치하는 데 75% 이상의 주민이 긍정적으로 평가했다"고 밝혔다.

그는 “핀란드는 세계 최초로 사용후 핵연료의 영구저장소를 운영할 국가"라며 “사람들은 이제 재생에너지만으로 기후변화를 해결할 수 없다는 것을 알고 원전이 필요하다는 인식을 갖게 됐다"고 강조했다.

스테디에너지는 지난 2023년 핀란드 기술연구센터(VTT)에서 분사된 기업으로 현재 약 200명의 전문가들이 SMR 설계에 참여하고 있다.

▲핀란드 기업 오일론의 히트펌프 제조 현장. 오일론

핀란드 기업은 열 생산의 전기화를 위해 히트펌프 기술개발에도 적극 나서고 있다. 1961년 설립된 버너 개발 기업인 오일론은 현재 히트펌프 개발을 위해 연매출의 6%를 연구개발(R&D)에 투자하고 있다. 이들은 한국 부산에 선박에서 쓰는 버너를 납품했는데 본래 가스 및 석탄으로 열을 내는 설비를 공급했다.

오일론 관계자는 “현재 100킬로와트(kW)부터 수천kW급의 냉방과 난방을 동시에 제공 가능한 산업용 히트펌프를 제조하고 있다"며 “산업 및 주거용 열 생산의 탈탄소화를 위해 전기화가 핵심이라고 보고 있다"고 밝혔다.

현재 핀란드는 전력생산의 95% 이상이 풍력, 수력, 원전, 바이오매스 등 재생에너지와 무탄소에너지로 구성돼 있다. 즉 히트펌프 등을 통해 열 생산의 전기화를 이루면 열 분야도 탄소중립을 달성할 수 있는 것이다.

아직 핀란드는 열 생산에서 화석연료나 유럽연합(EU)에서 논란이 있는 목재자원 즉 바이오에너지를 많이 쓰고 있다.

핀란드의 또 다른 에너지 기업인 반탄 에네르기아의 유하 루오말라 커뮤니케이션 담당은 바이오에너지 관련 논란을 묻는 질문에 “EU 규정에 따르면 바이오매스는 반드시 지속 가능한 공급원에서 나와야 하고 목재의 다른 용도를 우선 고려한 뒤 나온 부산물이어야 한다"며 “원목 전체를 태우는 건 금지돼 있다. 다른 더 나은 용도가 없는 경우에만 목재칩을 에너지원으로 사용할 수 있다"고 설명했다.

비즈니스핀란드에 따르면 2023년 기준 전체 열 생산량 35.5테라와트시(TWh) 중 산림목재연료 30%, 산업목재 잔여물 12%, 기타 바이오연료 6%, 폐기물 10%, 회수열 16%, 전기보일러 4%, 천연가스 7%, 토탄 6%, 석탄 6%, 석유 3%로 구성됐다. 다만, 지난 5월 1일부터 핀란드는 석탄을 이용한 에너지 생산을 중단했다.

본 기사는 한국언론진흥재단의 2025년 KPF 디플로마 -기후테크(전기화) 프로그램 지원을 받았습니다.

이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr