Is America Walking Away From Nuclear Power? 미국은 원자력을 버리는가?

미국 전기 생산량 20% 차지하는 원전

값싼 천연가스와 신재생 에너지원 시장 잠식

Virgil C. Summer Nuclear Generating Station in Jenkinsville, South Carolina—one of a dwindling 

number of American nuclear plants. Photo by DJSlawSlaw/Wikimedia Common

남캘리포니아 젠킨스빌의 버질 써멀 원전 야경

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수십 년 동안 미국에 전기를 공급해 왔던 대규모로 공급할 수 있고 신뢰성 있으며 저렴한 에너지원이 어려운 시기에 직면하고 있다. 바로 원자력을 둘러싼 경제가 변경하고 있고 한때 번성하게 만들었던 시대정신도 변화하고 있다. 그 대신 값싼 천연가스와 신재생 에너지원이 시장을 잠식하고 있다.  과거 몇 년 동안 여러 대형 원자력발전소가 폐쇄되었다. 이번 주 초에도 매사추세츠에 위치한 685MWe급 원자로가 가동을 중단한다는 발표가 있었다. 이 폐쇄된 발전용량을 교체할 수 있을 정도로 충분한 신규 원자로가 공급망에 존재하지도 않는다. 미국 원자력이 힘든 시기를 맞고 있다. 여기에서 무엇을 볼 수 있는가? 미국 내 석탄 화력의 감소는 매주 헤드라인을 장식하고 있다. 석탄과 마찬가지로 이제 미국 전기 생산량의 20%를 차지하고 있는 원자력 산업이 조용하게 어려움을 겪고 있다.  이론적으로 원자력은 환경에 대한 관심이 고조되는 시점에 부흥해야 한다. 배출가스가 없는 에너지를 생산하는 원자력을 확대하는 것은 배출 제한 목표를 달성하는 좋은 방안이 될 수 있다. 하지만 여러 이유로 이런 일은 발생하지 않고 있다. 원자력은 상대적으로 신기술이다. 하지만 1979년 일부 노심이 용융된 쓰리마일아일랜드(TMI) 사고가 발생한 이후 미국 내 신규 원자력 프로젝트는 중단되었다. 몇 년 전까지만 해도 원자력은 거의 정지된 상태였다. 1996년 테네시주 와츠바(Watts Bar) 1호기가 계통에 병입된 이후 신규 원자력발전소는 건설되지 않았다. 2001년 코네티컷(Connecticut)의 밀스톤(Millstone) 발전소가 폐쇄된 이후 중단된 발전소도 없었다. 미국 에너지정보국(Energy Information Administration, EIA)에 따르면, 2011년 미국에는 104기의 원자로가 존재하는 것으로 알려졌다.  하지만 상황은 변하기 시작했다. 2012년 서든 캘리포니아 에디슨(Southern California Edison)이 대형 샌오노프레(San Onofre) 원자력발전소의 원자로 2기의 가동을 중단했다. 2013년 중반에는 영구 폐쇄할 것이라고 발표했다. 퇴역 발전소의 2GW를 넘어서는 총 발전량은 미국 원자력 발전용량의 2%에 달하는 것이다. 2013년 2월 듀크파워(Duke Power)는 플로리다 탬파(Tampa)에 위치한 용량 860MW급의 크리스털 리버(Crystal River) 원자력발전소를 폐쇄하기로 결정했다.  2013년 5월 도미니언(Dominion)은 미시간호 연안 위스콘신(Wisconsin)에 위치한 556MW급 키와니(Kewaunee) 발전소의 가동을 중단했다. 2014년 12월 엔터지는 버몬트 양키(Vermont Yankee) 원자력발전소의 가동을 중단했다. 가동을 중단한 발전소의 총발전량은 전체 원자력 용량의 4%에 해당하는 것이다. 여기에 더 많은 원자로의 가동이 중단될 것으로 보인다. 몇 년 전 엑셀론(Exelon)은 뉴저지(New Jersey)주 오이스터 크릭(Oyster Creek) 발전소를 2019년까지 폐쇄할 것이라고 발표했으며, 앞서 언급한 매사추세츠 필그림(Pilgrim) 원자력발전소도 문을 닫을 예정이다.  그 이유로는 첫째, 싸고 풍부한 천연가스 공급이 석탄을 연소시키는 것을 덜 경제적으로 만들었고 원자를 분열시키는 것도 그다지 경제적으로 매력이 없는 것으로 만들었기 때문이다. 2005년 천연가스와 원자력은 각각 18.8%, 19.2%로 거의 동일한 수준으로 전기를 생산하고 있었다. 하지만 2014년에는 천연가스의 발전량이 27.3%로 증가한 반면, 원자력은 19.4%에 머물렀다. 물론 원자력에 대한 전반적인 인식도 선호한다기보다는 견딜만 하다는 수준에 머무른 것이었다. 모든 발전 방식 중에서 원자력의 가장 큰 부정적인 문제는 파국적인 무기와 관련 있다는 것은 말할 것도 없고 잠재적인 환경 문제가 될 수 있는 폐기물 처리였다. 일단, 다른 에너지원에 비해 경제성을 잃고 난 후 더 이상 원자력을 지지할 동력이 존재하지 않는 것이다.  둘째, 원자력 발전소의 연령이다. EIA에 따르면 미국 원자력발전소의 평균 가동연수는 34년이다. 일반적으로 원자력발전소의 수명은 인허가 기준 40년이고 20년 연장 가능성이 있다. 다시 말하면, 대부분의 원자력발전소가 바로 이 자연수명에 도달하고 있다는 것이다. 발전소가 정상적인 사용이나 사고, 장비 오류 등으로 약간의 손상을 보이기 시작하면, 전력회사는 장기적인 관점에서 수리를 하는 대시 발전소의 가동을 중단하기로 결정하는 것이 더 합리적일 수도 있다. 천연가스보다 저렴하게 전기를 생산할 수 없다면, 15년 더 원자로를 가동하기 위해 많은 돈을 써야 할 이유가 있는가?  셋째, 미국은 보다 매력적인 탄소를 배출하지 않는 에너지원을 보유하고 있다. 가장 오랫동안 배출이 없는 발전원으로 자리를 잡아온 것은 원자력과 수력이었다. 하지만 풍력과 태양력이 등장했는데 아직 적은 양이지만 빠르게 성장하고 있는 신재생 에너지원으로 자리잡고 있다. 신재생 에너지원에 지원되는 보조금으로 인해 가격도 경쟁력을 가지고 있다. 인허가도 상대적으로 쉬운데, 상업적 규모의 풍력발전단지를 허가받는데는 몇 달이면 충분하다. 반대로 신규 원자력발전소를 건설하는데는 막대한 자금과 10년이 넘는 시간이 걸릴 수도 있다.  현재로서는 원자력발전소의 미래가 석탄화력처럼 완전히 황폐하지는 않다. 현재까지 용량 감소는 상대적으로 크지 않다. 그리고 처음으로 일부 원자력발전소의 확장이 거론되고 있다. 테네시유역개발공사(TVA)는 현재 미국에서 건설 중인 원자력발전소 5개 중 하나를 내년에 가동하고자 한다. 조지아(Georgia)주 보그틀 발전소(Vogtle Electric Generating Plant)의 원자로 2기도 4~5년 내에 완공될 것이다. 또한 사우스 캐롤라이나의 버질 C 서머 원자력발전소(Virgil C. Summer Nuclear Station)에도 신규 원자로 2기가 건설 중인데 지연과 예산초과를 겪고 있다. 이 추가 발전용량은 퇴역한 용량을 거의 대체할 수 있다. 미국 원자력 산업계가 바랄 수 있는 최선의 시나리오는 시장 점유율이 점점 감소하는 가운데, 현재 수준의 규모를 유지하는 것이다. 석탄과의 전면전이 있었다면, 원자력과는 약한 수준의 반란이 존재한다고 볼 수 있다.  출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』

It’s cheap, reliable, emissions-free—and struggling to keep up.

By Daniel Gross

There’s a big, reliable, cheap source of electricity that has powered America for decades—and is now facing tough times. The economics surrounding it have changed, and so has the zeitgeist that once let it flourish. Cheap natural gas and renewables are eating into its market share. In the past few years, giant plants have been shuttered. Earlier this week, another big power company announced it would be shutting down a 685-megawatt plant in Massachusetts. And there aren’t many new projects in the pipeline to replace this closed capacity.

Yes, these are tough times for nuclear power.

See what I did there? The decline of coal power in the United States makes the headlines every week. But now the nuclear power industry, which accounts for about 20 percent of U.S. electricity production, is quietly suffering, too. In theory, nuclear should be thriving in the emerging environment: It produces emissions-free energy. Pumping up nuclear-power production would be a good way to meet emissions-reductions targets. But that’s not what’s happening, for several reasons.

Nuclear is a comparatively young technology. But after the 1979 accident on Three Mile Island, when a reactor partially melted down, the development of new nuclear projects in the U.S. essentially ground to a halt. And so, until a few years ago, the industry was pretty static. No new plant has opened since Tennessee’s Watts Bar 1 came online in 1996. And none had been closed since the Millstone plant in Connecticut retired one of its units in 2001. In 2011, according to the U.S. Energy Information Administration, there were 104 nuclear power plants in the U.S. 

But things began to change. In 2012, Southern California Edison shut down two units at its massive San Onofre Nuclear Generating Station; in mid-2013, it announced it would retire both of them permanently. With a combined capacity of more than 2 gigawatts, they represented about 2 percent of total U.S. nuclear generating capacity. In February 2013, Duke Power decided to close its Crystal River Nuclear Plant (Capacity: 860 MW) north of Tampa, Florida. In May 2013, Dominion shut down the 556-MW Kewaunee Power Station on the Wisconsin coast of Lake Michigan. In December 2014, Entergy shut down the Vermont Yankee Nuclear Power Station. Together, those closed plants represent about 4 percent of the nation’s nuclear fleet. There are more closings to come. Several years ago, Exelon announced it would close its Oyster Creek plant in New Jersey by 2019. And as noted above, Pilgrim Nuclear Power Station in Massachusetts is closing.

What gives? Just as cheap, stranded supplies of natural gas (thanks, frackers!) are making burning coal less economically appealing, they are helping to make splitting atoms less economically appealing, too. In 2005, natural gas and nuclear were responsible for roughly the same amount of electricity: 18.8 percent and 19.2 percent, respectively. But by 2014, natural gas had surged to 27.3 percent and nuclear stood at 19.4 percent. Of course, nuclear power plants have generally been tolerated more than loved. Among all the methods of power production, nuclear has the greatest negative externalities (the challenge of waste disposal, the potential for environmental issues), not to mention an association with weapons of annihilation. And so when nuclear power plants lose their financial edge over other forms of generation, there’s not a big movement to keep them going.

Second, there’s the issue of age. According to the EIA, the average nuclear power plant in the U.S. is 34 years old. The typical plant gets a license for 40 years, with potential for a 20-year renewal. In other words, much of the fleet is approaching the end of its natural lifespan. When things start to fall apart a little bit, due to normal wear and tear, or an accident, or a piece of equipment failure, power companies are taking the long view and deciding that it makes more sense to just shut the plants down rather than repair them. Why pour lots of money into a plant to extend the life of a creaky nuclear plant for 15 more years if it won’t be able to produce more cheaply than natural gas?

Third, the U.S. now has more appealing emissions-free sources of electricity. For the longest time, when it came to producing electricity without emissions, nuclear and hydroelectric power had the field to themselves. But that’s changed. Wind and solar, while still small, have emerged as significant, rapidly growing, renewable, emissions-free power sources. Thanks to subsidies, they are increasingly competitive on price. And since permitting is relatively easy, utility-scale wind and solar plants can be approved and built in a matter of months. By contrast, it can take decades—and tons of money—to build a new nuclear power plant.

Now, the prospect for nuclear plants isn’t as uniformly bleak as it is for coal. So far, the capacity reductions are comparatively small. And for the first time in modern memory, there is some expansion of nuclear plants on the table. The Tennessee Valley Authority is working on a plant that could enter service next year. It is one of five under construction in the United States. Two units at the Vogtle Electric Generating Plant in Georgia should be completed in four or five years, and there are two more in the works at the Virgil C. Summer Nuclear Station in South Carolina, which are running late and over budget. Their combined capacity would almost replace that of the retired plants.

The best the U.S. nuclear power industry can hope for, in other words, is to maintain its current size and see its market share slowly erode. If there’s an all-out war on coal, there’s a low-grade insurgency against nuclear power.

http://www.slate.com/articles/business/the_juice/2015/10/nuclear_power_is_losing_its_appeal_thanks_fossil_fuels.html

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