개요
대한민국의 원자력 발전은 1978년 고리 1호기의 상업운전을 시작으로 현재까지 약 50년의 역사를 가진 주요 전력 생산 방식이다. 2024년 기준으로 대한민국은 6곳의 원자력 발전소에서 26기의 원자로를 가동 중이며, 전체 전기 생산의 약 30%를 원자력이 담당하고 있다. 발전량 기준으로 세계 6위, 회사 단위로는 한국수력원자력이 세계 2위의 원자력발전회사로 평가된다.
역사
대한민국의 원자력 도입은 1956년 이승만 대통령이 미국 대통령의 과학고문이었던 워커 리 시슬러(W. L. Cisler) 박사를 만나 원자력의 필요성을 인식하면서 시작되었다. 같은 해 정부 조직으로 원자력과가 신설되고 한미원자력협정이 체결되었다. 1958년 원자력법이 제정되었고, 원자력원과 원자력연구소가 설립되었다. 1962년에는 미국에서 도입한 최초의 연구용 원자로(트리가 마크-Ⅱ)가 운영을 시작하였다.
1969년 원자력위원회는 '원자력 연구개발 및 이용의 장기계획(1972-1989)'을 수립하였고, 1978년 고리 1호기가 최초로 상업운전을 시작하였다. 1980년대에는 고리, 영광(현 한빛), 울진(현 한울)에 가압경수로가 건설되었고, 월성에는 캐나다의 중수로(CANDU)가 도입되었다.
1990년대에는 한국표준형원전(OPR-1000, 후에 APR-1000으로 개량)이 개발되어 한울 3·4호기에 처음 적용되었다. 2000년대에는 원전설계코드, 원자로냉각재펌프, 원전제어계측장치 등 미자립 핵심 기술의 개발을 완료하여 2012년 모든 원자력 산업기술의 완전한 자립을 달성하였다.
이를 바탕으로 1,400MW급 APR-1400(Advanced Power Reactor-1400MW)이 개발되었으며, 신고리 3·4호기와 아랍에미리트(UAE)에 수출된 4기의 원전이 이 모델이다.
원자력 발전소 현황
대한민국의 원자력 발전소는 한국수력원자력(주)이 독점 운영하고 있으며, 국무총리 직속의 원자력안전위원회가 한국원자력안전기술원 및 한국원자력통제기술원을 통해 감시·감독하고 있다.
가동 중인 발전소
고리원자력발전소 (부산 기장군)
- 고리 1호기: 587MW, 1978년 상업운전 개시 (2017년 영구 정지)
- 고리 2호기: 650MW, 1983년 상업운전
- 고리 3호기: 950MW, 1985년 상업운전
- 고리 4호기: 950MW, 1986년 상업운전
- 신고리 1호기(OPR-1000): 1,000MW, 2011년 상업운전
- 신고리 2호기(OPR-1000): 1,000MW, 2012년 상업운전
새울원자력발전소 (울산 울주군, 구 신고리 3~6호기)
- 새울 1호기(APR-1400): 1,400MW, 2016년 상업운전
- 새울 2호기(APR-1400): 1,400MW, 2019년 상업운전
- 새울 3호기(APR-1400): 1,400MW, 2026년 상업운전 예정
- 새울 4호기(APR-1400): 1,400MW, 2026년 말 상업운전 예정
월성원자력발전소 (경북 경주)
- 월성 1호기(CANDU): 679MW, 1983년 상업운전 (2019년 영구 정지)
- 월성 2호기(CANDU): 700MW, 1997년 상업운전
- 월성 3호기(CANDU): 700MW, 1998년 상업운전
- 월성 4호기(CANDU): 700MW, 1999년 상업운전
- 신월성 1호기(OPR-1000): 1,000MW, 2012년 상업운전
- 신월성 2호기(OPR-1000): 1,000MW, 2015년 상업운전
한빛원자력발전소 (전남 영광, 구 영광원자력발전소)
- 한빛 1~6호기: 총 5,900MW (1986~2002년 순차 상업운전)
한울원자력발전소 (경북 울진, 구 울진원자력발전소)
- 한울 1~6호기: 총 5,900MW (1988~2005년 순차 상업운전)
- 신한울 1호기(APR-1400): 1,400MW, 2022년 상업운전
- 신한울 2호기(APR-1400): 1,400MW, 2024년 상업운전
- 신한울 3·4호기(APR-1400): 각 1,400MW, 2032~2033년 상업운전 예정
발전량 비중
2024년 기준 대한민국의 총 발전량은 약 607TWh이며, 이 중 원자력이 약 189TWh(30%)를 차지하여 18년 만에 최대 비중을 기록하였다. 석탄(33%), LNG(25%)가 그 뒤를 잇고 있다.
원자력 정책의 변천
대한민국의 원자력 정책은 정권에 따라 변화를 겪었다. 2017년 문재인 정부는 탈원전 정책을 도입하여 신규 원전 건설 계획을 백지화하고 기존 원전의 설계수명 연장을 불허하는 방침을 세웠다. 그러나 2022년 윤석열 정부는 탈원전 정책을 폐기하고 원자력 발전을 확대하는 방향으로 전환하였다. 2025년 2월 확정된 제11차 전력수급기본계획(2024~2038)에 따르면, 원자력 발전 비중은 2030년 31.8%, 2038년 35.6%까지 확대될 전망이다. 2025년 6월 대통령에 당선된 이후, 2026년 1월 이재명 정부는 여론조사에서 원자력에 대한 강한 지지가 확인됨에 따라 제11차 계획에 포함된 신규 원전 2기의 건설을 추진하기로 확정하였다.
원전 수출
2009년 12월, 대한민국은 아랍에미리트(UAE)에 APR-1400 원전 4기를 건설하는 계약(약 200억 달러)을 체결하여 세계 6번째 상용원전 수출국이 되었다. 바라카(Barakah) 원전의 4개 호기는 모두 상업운전에 들어갔으며(마지막 호기는 2024년 9월), 이는 한국형 원전의 우수성을 세계적으로 입증한 사례로 평가된다.
2025년 6월에는 체코 두코바니(Dukovany)에 APR-1000 2기 건설 계약(약 186억 달러)을 체결하여 2009년 UAE 이후 두 번째 해외 원전 수출을 성사시켰다.
기술 개발
대한민국은 OPR-1000(1,000MW급), APR-1400(1,400MW급), APR+(1,500MW급) 등 자체 원자로 모델을 개발하였다. APR-1400은 2019년 5월 미국 원자력규제위원회(NRC)의 설계인증을 획득하였고, 2017년 10월에는 EU-APR이 유럽사용자요건(EUR) 인증을 받았다.
소형모듈원자로(SMR) 분야에서는 SMART(100MWe급)가 2012년 표준설계인가를 받았고, 2024년 9월 SMART100이 개량 인가를 획득하였다. 170MWe급 i-SMR은 2026년 2월 표준설계인가를 신청하여 2028년 규제 승인, 2035년 상용화를 목표로 하고 있다.
핵연료 주기
대한민국은 한미원자력협정(2015년 6월 20년 연장)에 따라 우라늄 농축과 사용후핵연료 재처리가 제한되어 있으며, 개방형 핵연료 주기(Open Fuel Cycle)를 유지하고 있다. 우라늄은 카자흐스탄, 캐나다, 호주, 니제르 등에서 연간 약 4,700tU를 수입한다. 핵연료는 한전원자력연료(주)에서 국산화하여 전량 공급하고 있으며, PWR용 연료(연간 700톤)와 CANDU용 연료(연간 400톤)를 생산하고 있다.
방사성폐기물 관리
사용후핵연료는 각 발전소 부지 내에서 임시 저장 중이며, 중앙 집중식 중간저장시설을 2035년까지 운영하는 것을 목표로 하고 있다. 2025년 2월 국회는 고준위방사성폐기물 관리 특별법을 통과시켜 중간저장시설을 2050년까지, 영구처분시설을 2060년까지 운영하도록 법제화하였다.
중·저준위 방사성폐기물은 경주 월성 중·저준위 방사성폐기물 처분시설(1단계: 10만 드럼, 2014년 완공)에서 처분하고 있으며, 2단계 건설이 진행 중이다.
안전 규제
원자력안전위원회(NSSC)는 2011년 10월 출범한 독립 규제기관으로, 대통령 직속이며 원자력 발전소의 허가, 검사, 규제 업무를 총괄한다. 한국원자력안전기술원(KINS)이 기술적 지원을 담당한다.
2011년 후쿠시마 원전 사고 이후 대한민국은 해안방어벽 보강, 이동형 비상발전기 도입, 피동수소제거장치 설치, 격납건물배기필터계통 설치 등 다양한 안전 보강 조치를 시행하였다. 내진설계 기준도 기존 0.2g에서 0.3g(신형 원전은 0.3g)로 상향되었으며, 일부 설비는 0.5g 수준으로 강화되었다.
원자력 발전의 특징
대한민국은 에너지 자원이 절대적으로 부족하여 원자력은 에너지 안보 측면에서 중요한 역할을 담당하고 있다. 원자력 발전은 발전 비용 중 연료비 비중이 5~7%에 불과하여 경제성이 높으며, 발전 과정에서 온실가스를 배출하지 않는 무탄소 전원이다. 다만, 원전 건설에 약 10년의 장기간이 소요되고, 사용후핵연료 처분 문제, 원전 안전성에 대한 국민 우려 등이 지속적인 과제로 남아 있다.
