[원자력] 원전 시장 참가자 & 원자력 발전소 비용 구조

1. 원전 시장 참가자

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1) 구분

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- 정부 (Government) : 경제성과 안정성을 만족시키는 발전믹스를 선택한다. 발전믹스 조절하며 원전 비중을 조정한다

- 규제기관 (Regulator) : IAEA는 규제기관과 산업 진흥 기관을 분리해서 운영하도록 권고

- 원전 운영기관 (Owner/operator) : 원전 프로젝트 발주 및 운영의 주체

- 종합설계(Architect Engineering) : 생산설비 없이 순수한 종합설계 회사는 대규모 자본투자가 필요 없다

- 공급업체(Vendor) : 원자로, 증기발생기, 가압기 등 원전 주기기를 생산.

- EPC (EPC contractor) : 리스크 분담을 위해서 3~4개의 EPC업체가 컨소시엄을 이뤄서 프로젝트에 참여

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2) 한국

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- 산업부 : 에너지기본계획, 전력수급기본계획을 통해서 국가 에너지정책을 수립한다 (4차 에기본 24년 예정, 10차 전기본 22년 12월 예정)

- 원자력안전위원회 : 원전 안정성 확인 주체. 원자로 가동 정지 및 가동여부 의사결정

- 원자력진흥위원회 : 6차 원자력진흥종합계획안 발표(2022~2026년). 국무총리 소속 위원회.

- 한국수력원자력 : 국내원전 프로젝트 발주 및 운영 주체. 한국전력 100% 자회사.

- 한전기술 / 두산에너빌리티 / 건설사 : 각각 원전 종합설계, 주기기 생산, 원전 시공

 

 

3) 미국

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- NRC(Nuclear Regulatory Commission) : 미국에서 원전을 건설하기 위해서는 원자로 설계인증(Design Certification) 취득 필요

- DOE(Department of Energy) : 에너지 정책 수립 및 원자력 산업 진흥정책 지원

- 미국은 1990년 이후로 가동원전 수는 지속적으로 감소 → 그 결과 원전 공급 망 붕괴

- 미국 원자로 현황(22년 4월) : 운영 중 93기/ 건설 중 2기 / 폐쇄 40기

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2. 원자력 발전소 비용 구조

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1) 개요

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① 발전소 단계 비용(Plant-level costs) : 발전소 운영에 필요한 모든 금융, 건설, 운영, 해체 비용을 포함한다

② 송배전망 단계 비용(Grid-level costs) : 송배전 거리가 길어질수록, 출력 변동성이 높아질수록 인프라 확보에 따르는 비용은 상승한다

③ 외부비용(External costs) : 계량화하기 힘든 주민 수용성, 환경비용 등이 포함된다

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2) 순 공사비(Overnight Construction Costs)

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- OCC는 발전소를 하룻밤 만에 건설한다고 가정하고 발전소 건설에 필요한 비용을 산정함

- 이자비용을 제외했기 때문에 실제 발전소 건설에 필요한 순수한 비용이 집계됨

- OCC는 예비비(contingency costs), Owner's cost, EPC 3가지로 나눠짐

- EPC 비용 중에서 약 61%가 인건비, 나머지 39%는 부품 비용을 차지한다

- 인건비에서는 토목 구조 작업이 대부분 차지하며 부품 비용에서는 원전 주기기와 터빈 비용이 차지한다

 

 

 

3) 대형원전 vs. 가스터빈(Combined-Cycle Gas Turbines, CCGT)

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- 원전은 기저발전으로 활용(높은 고정비, 낮은 변동비) vs. 가스터빈은 첨두발전 활용(높은 변동비, 낮은 고정비)

- 전력 도매가격이 하락하면, 변동비 비중이 높은 가스터빈 발전은 추가손실을 피하기 위해 가동률은 낮출 수 있음

- 하지만 원전은 높은 고정비를 감당하기 위해서 항시 가동률을 높게 유지해야 경제적인 발전이 가능하다

- 현금흐름 구조상 원자력 발전소 프로젝트는 리스크가 높음(〓Duration)

 

 

4) SMR : 경제성

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- 자본조달 비용 : 다양한 자료에서 SMR은 대형원전대비 금융조달 비용이 낮을 것이라 의견 일치 (짧은 건설기간, 낮은 초기 투자비용 등)

- 고정비 : 발전용량 차이 때문에 발전 단위당 고정비(Fixed cost/MW)는 SMR이 대형원전 대비해서 높을 수 밖에 없음

SMR 설계업체는 단일 제어실 운영 등 다양한 솔루션을 제시하고 있음(고정비 성격인 인건비를 낮추기 위함)

- 연료비 : 연료비에 대해서는 의견이 갈린다 (작은 노심 크기 때문에 핵연료 보관주기가 짧아서 교체비용 높음 vs. 고농축 우라늄 사용 극복)

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5) SMR : 타 발전소 대비 비교

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- SMR이 부하추종(load following)이 가능하고 유연성이 높지만, 가스터빈 발전보다 우위에 있진 않음

- 이미 가스터빈 발전은 높은 기술성숙도, 글로벌 공급망을 갖춘 상황

- 가스터빈 발전과 경합하기 위해서는 연료비(우라늄 vs. 천연가스)가 중요한 변수가 될 것으로 보임.

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두산에너빌리티

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- 중장기(23~26년) 10.1조원을 목표하고 있음. 세부적으로 기존사업은 축소(3.9조→2.4조), 성장사업은 확대

(3.2조→5.3조). 성장사업 Breakdown : 가스터빈 1.8조, 수소 0.6조, 신재생 2.1조, SMR 0.8조

- SMR은 NuScale社초도기 및 후속 호기 제작을 목표로 하고 있음. 생산설비가 없는 순수한 발전소 설계업체

Foundary 역할을 할 것으로 기대됨. NuScale 뿐 아니라 X-energy 설게 및 주기기 제작사업까지 협력 중

- 22년 5월 한미정상회담에서 양국간 원자력 협력을 약속함. 발전소 설계에 강점이 있는 미국, 원전 주기기

생산에 강점이 있는 한국간 협력으로 해석이 가능

- 국내 유일의 주기기 생산업체인 두산에너빌리티에 긍정적인 분위기