106개 韓 기업 줄섰다…500조원 '뜨거운' 원전 해체 시장[디깅에너지]

[스페셜리스트리포트]
고리 1호기 해체가 연 신산업
2050년까지 588개 원전 정지
설계·인허가·제염·철거·폐기물 등
국내 해체 관련 기업 106곳 집계
현대건설·대우건설 등 눈독
두산에너빌리티·한전KPS 등도 주목

2025년 5월 기준 전 세계 영구 정지 중인 원자력발전소는 22개 국가에서 214개에 달한다. 현재까지 해체된 원자력발전소는 25개에 불과하다. 앞으로 가동 정지되는 원전의 수는 계속 늘어난다. 국제원자력기구(IAEA)는 2050년까지 총 588기의 원전이 영구 정지될 것으로 예측하고 있다. 원전 1기 해체 비용은 1조원 안팎. 원전 업계에서는 2045년까지 약 500조원까지 해체 시장이 확대될 것으로 전망하고 있다.

지난달 26일 원자력안전위원회가 한국수력원자력의 고리 1호기 원전 해체를 승인함에 따라 국내에서도 원격 해체 시장이 본격적으로 열렸다. 관련 기업들의 움직임도 바빠졌다. 국내에서 원전 해체 기술과 경험을 쌓는다면 500조원에 이르는 전 세계 원전 해체 시장에서 유리한 자리에 오를 수 있기 때문이다.

한수원, 해체 사업 첫 발주

한수원은 원안위 승인 이후 고리 1호기 해체 작업에 착수했다. 한수원은 지난 17일 '고리 1호기 비관리구역 내부·야드 설비 해체 공사 입찰'을 공고했다. 이번 입찰을 시작으로 한수원은 해체 작업에 본격 돌입하게 된다. 한수원 관계자는 "향후 작업 순서에 따라 순차적으로 입찰을 공고할 계획"이라고 밝혔다. 한수원은 1조713억원을 들여 2037년까지 해체를 완료할 계획이다.

이번에 처음 발주한 비관리구역이란 원전 시설 중 방사성 물질이 없는 지역을 말한다. 고리 1호기와 같은 경수로형 원전은 비방사선 구역을 우선 해체한 후 사용 후 핵연료를 반출하고 방사선 관리구역 및 주기기를 해체하는 순서로 진행한다. 이후 제염·철거 작업을 완료한 후 부지 복원 작업을 수행한다.

제염이란 원전 해체 과정에서 방사성 물질로 오염된 설비나 부지에서 물리적, 화학적으로 방사능을 제거하는 작업이다. 고리 1호기 다음으로 해체가 예정된 월성1호기와 같은 중수로형 원전은 사용 후 핵연료를 반출한 후 제염 및 철거의 순서로 해체 작업을 진행한다.

고리 1호기에는 총 17만t의 방사성 폐기물이 나올 것으로 예상된다. 해체 과정에서 나온 고체 방사성 폐기물은 해체 현장 내 임시 작업장 혹은 원전 해체 지원시설(해체 승인 후 6년 이내 건설)에서 처분 기준을 만족하도록 제염 처리한다.

처분이 불가능한 경우에는 임시저장시설에 보관한다. 액체 및 기체 폐기물은 배출 관리 기준을 만족하도록 처리한 뒤 배출한다. 현재 고리 1호기의 사용 후 핵연료는 습식저장시설에 보관 중이며 부지 내 건식저장시설을 건설해 우선 보관할 계획이다.

해체 단계에서 가장 큰 비중을 차지하는 것이 절단과 철거 작업으로 전체 비용의 31%가 소요된다. 안전을 고려해 로봇 등 첨단 장비를 사용하며 기술과 경험이 풍부한 고급 인력이 동원된다. 고급 인력이 필요한 해체 준비에도 약 28%의 비용이 든다. 이밖에 제염 비용이 5%, 폐기물처리 27%, 환경복원 비용이 10%를 차지한다.

국내 원전 해체 기업 106곳

원전 해체 시장이 열리며 관련 기업들은 촉각을 곤두세우고 있다. 한국원자력산업협회에 따르면 2024년 말 기준 국내 원전 해체 관련 기업은 모두 106개로 전년보다 10개가 늘었다.

원전 해체 관련 기업은 기술 분야별로 ▲설계 인허가(사업관리·엔지니어링·특성 평가·환경관리·방사선관리) ▲제염(계통제염·기기 제염·콘크리트 제염) ▲해체(기계적 절단, 열적·전기적 절단, 원격제어) ▲폐기물 관리(고체·액체·기체 폐기물, 특수폐기물, 재활용) ▲부지복원(잔류 방사능 측정·부지복원·규제 해제) 등으로 구분된다.

원전 건설과 마찬가지로 해체에서도 건설 기업이 중요한 역할을 하게 된다. 건설사가 수십 개의 중소 전문기업들과 함께 해체 작업을 하는 경우가 많다. 국내에서는 현대건설, 대우건설이 원전 해체 시장을 노리고 있다.

현대건설은 2022년부터 국내 기업 최초로 미국 홀텍의 인디언포인트(IPEC) 원전 해체 프로젝트에 참여하고 있다. 화학제염, 원자로 압력 용기와 내장품 절단 등 원전 해체 과정을 맡고 있다. 한수원이 발주한 '해체 원전 부지 오염 및 규제 해제 안전성 평가' 과제를 통해 부지 복원 기술도 확보했다.

대우건설은 고리 1호기 다음 해체 대상인 월성 1호기 해체 공사 및 공정 설계 용역을 수행하며 기술력을 확보하고 있다. 대우건설은 월성 3·4호기 주설비 공사를 시작으로 현재까지 총 30여개 원자력 관련 프로젝트를 수행한 경험이 있다. 대우건설은 방사성 폐기물 처리 분야에도 강점이 있다. 경주의 중·저준위 방사성폐기물 처분 시설을 시공한 바 있다.

원전 정비 기업인 한전KPS는 지난해 5월부터 고리 1호기 계통 제염 용역을 수행하고 있다. 계통 제염이란 원자로 냉각재 배관 등의 내부에 쌓인 방사성 물질을 화학 약품을 이용해 제거하는 일이다. 한전KPS 측은 "한수원의 해체 공사 발주 계획에 따라 해체 사업 수주를 지속적으로 추진하고 있다"고 설명했다.

원전 주기기 업체인 두산에너빌리티도 원전 해체 사업 참여를 준비하고 있다. 두산에너빌리티는 한수원이 국책사업으로 추진한 원자로 등 내부 구조물 절단 기술 개발에 참여해 관련 기술을 축적해 왔다.

이 외에 그린방사선(삼중수소처리기술 등), 뉴클리어엔지니어링(해체 안정성 평가 등), 동원엔텍(폐기물처리 등), 선광티앤에스(제염 기술 등), 세안에너텍(방사선 측정 및 핵종 분석 등), 수산인더스트리(제염 및 해체), 엔이티(방사선 측정 및 폐기물 처리 등), 오르비텍(방사선 측정 및 폐기물 처리 등), 오리온이엔씨(해체 및 폐기물 처리 등) 등의 중소기업들도 원전 해체 참여를 준비하고 있다.

한수원은 자체적으로 해체 업무와 관련해 총 108명으로 구성된 3개 조직을 신설해 운영 중이다. 2014년부터 2033년까지 599명의 해체 인력을 양성했다.

강희종 에너지 스페셜리스트 mindle@asiae.co.kr