오직 원전만이 지구를 살릴 수 있다 - WSJ Only Nuclear Energy Can Save the Planet

Only Nuclear Energy Can Save the Planet

Do the math on replacing fossil fuels: To move fast enough, the world needs to build lots of reactors

By Joshua S. Goldstein and Staffan A. Qvist

Jan. 11, 2019 11:57 a.m. ET

Vox

오직 원전만이 지구를 살릴 수 있다 - WSJ 전 세계에 필요한 것은 탄소 없는 전기 공급원 원자력은 모든 요구사항 충족 1979년 스리마일 섬 사고 아무 안죽어 원전 반대 이유는 지나치게 과장된 두려움 때문 화석연료의 대체에 대한 계산을 해라: 충분히 빠르게 움직이기 위해서는, 세계는 많은 원전을 건설할 필요가 있다. 기후 과학자들은 우리에게, 지구가 잠재적으로 재앙에 가까운 정점을 막기 위해 향후 30년 동안 화석 연료 사용을 급격히 줄여야 한다고 말한다. 이 도전에 맞서는 것은 도덕적인 문제지만, 수학 문제이기도 하다. 그리고 해결책의 큰 부분은 핵에너지여야 한다. 오늘날, 세계 에너지의 80% 이상이 전기를 발생시키고, 건물을 가열하고, 자동차와 비행기 엔진에 동력을 공급하기 위해 사용되는 화석 연료에서 온다. 더 나쁜 것은, 더 가난한 나라들이 가난에서 벗어나 에너지 사용을 증가시킴에 따라 화석 연료의 소비가 빠르게 증가하고 있다는 것이다. 에너지 효율을 개선하면 부담이 다소 줄어들 수 있지만 증가하는 수요를 상쇄하기에는 역부족이다. 세계 경제를 탈탄시키기 위한 진지한 노력을 하려면 현재의 연간 전체 화석 연료 사용과 거의 같은 계산을 통해 연간 100조 킬로와트시의 훨씬 더 깨끗한 에너지를 필요로 할 것이다. 핵심 변수는 속도다. 30년 이내에 목표를 달성하려면, 세계는 매년 약 3조 3천억 킬로와트시의 깨끗한 에너지를 더해야 할 것이다. 태양력과 풍력만으로는 21세기 중반까지 필요한 엄청난 양의 전기를 생산할 수 있을 만큼 충분히 빠르게 확장할 수 없다. 특히 우리가 자동차 엔진과 화석 연료 같은 것을 탄소 없는 에너지원으로 전환시킬 때 그렇다. 심지어 지금까지 가장 야심찬 국가적 노력인 재생 에너지를 추가하려는 독일의 최근 노력도 충분히 빠르다 할 수 없다. 독일의 최대 성공률과 일치하는 속도로 재생 에너지의 전세계적인 증가는 매년 약 0.7조 킬로와트시의 청정 전기를 더하게 될 것이다. 그것은 연간 3조 3천억 목표의 5분의 1을 약간 넘는 것이다. 대부분의 국가의 정책은 확실한 사실이 아니라 방사선에 대한 오랫동안 널리 공유된 공포감에 의해 형성된다. 다시 말해, 세계가 재생 에너지 축적의 절정기에 독일과 같이 열성적이고 기술적으로 능력이 있다고 해도, 그리고 이 두 가지 중 어느 것도 심지어 대다수의 국가들에서는 거의 사실일 수 없다 하더라도, 이 속도로 세계를 탈피시키는 데는 거의 150년이 걸릴 것이다. 우리가 재생 에너지를 훨씬 더 빨리 개발할 수 있다 하더라도, 큰 문제는 남아있을 것이다. 태양과 풍력에너지에 대한 비용이 급격히 떨어졌지만, 석탄과 가스의 직접적이고 신뢰할 수 있는 대체물은 아니다. 태양이 빛나지 않거나 바람이 불지 않을 때, 거의 혹은 전혀 에너지가 발생되지 않는다. 에너지는 때때로 낭비된다. 왜냐하면 그것은 저렴하게 저장될 수 없기 때문이다. 재생 에너지에 10억 달러를 투자해 온 빌 게이츠는 "재생 에너지에서 우리의 에너지를 모두 빼낼 수 있는 배터리 기술은 없다"고 말한다. 만약 실질적으로 확장된다면, 바람, 태양열 그리고 수력 발전 또한 넓은 농지와 숲을 파괴할 것이다. 전 세계에 필요한 것은 탄소 없는 전기 공급원이며, 이 전기 공급원은 기후 조건에 관계없이 매우 빠르게 대규모로 증가하여 24시간 내내 안정적으로 전력을 공급할 수 있다. 원자력은 모든 요구사항을 충족한다. 1970, 80년대 스웨덴과 프랑스가 화석연료를 대체하기 위해 원자로를 건설했을 때, 그들은 독일의 재생에너지 속도의 5배 속도로 GDP 대비 새로운 전기를 생산할 수 있었다. 스웨덴의 탄소 배출량은 전기 생산량이 두 배로 증가했음에도 불구하고 절반으로 줄었다. 오늘날 프랑스의 원자력 전기 가격은 독일의 55%이다. 그러면 왜 기후 변화에 대해 걱정하는 모든 사람들이 원자력보다 뒤처지지 않는 걸까? 왜 미국과 세계의 원자력 산업은 증가하는 깨끗한 전력 수요를 충족시키기 위해 확장되지 않는가? 중요한 이유는 대부분의 국가의 정책이 확실한 사실이 아니라 방사선에 대한 오랫동안 널리 공유된 공포감에 의해 형성되기 때문이다. 원자력은 지금까지의 에너지 중 가장 안전한 형태인데, 특히 석탄과 비교했을 때, 기후 변화에 기여하는 것 외에도 대기 오염으로 인해 매년 수십만 명의 조기 사망자가 발생하고 있다. 인류가 기후변화로 인해 직면하고  있는 진정한 위험에  결코 맞설 수 없는 핵 에너지에 반대할 이유는 없다. 60년 이상, 원자력은 1986년 체르노빌이라는 단 하나의 치명적인 사고를 경험해왔는데, 이것은 60명의 직접적인 사망자를 발생시켰고, 저준위 방사능으로 인해 오랜 시간에 걸쳐 수천 명의 사망자를 발생시켰다. 그것은 심각한 사고지만, 다른 비핵 산업 사고는 더 심했다. 1975년 중국의 수력발전 댐 붕괴로 수만 명이 사망했고 1984년 인도의 유니온 카바이드 공장에서 보팔가스 유출로 처음에는 4,000명이 사망하고 시간이 흐르면서 약 15,000명이 더 사망했다. 우리는 그 결과 그 모든 산업들에 낙인을 찍지는 않는다. 1979년 스리마일 섬에서 일어난 사고로 아무도 죽지 않았다. 2011년 일본에서는 역사상 네 번째로 큰 지진과 15m 높이의 쓰나미가 합쳐져 거의 2만 명의 목숨을 앗아갔고 방사능이 누출된 후쿠시마 원자력 시설도 파손되었다.  원자력은 어떤 양의 방사능이 극히 위험한 것처럼 규제된다. 직업과 의학의 권고는 매년 50세 미만이어야 한다. 후쿠시마에서는 발전소의 12명만이 200mSv 이상을 받았고, 발전소 외부의 어느 누구도 50mSv를 넘지 않았다. 매우 낮은 수준의 방사능을 측정하고 추적하는 것은 가능하지만, 그 수준은 해롭지 않다. 또한 핵은 대중이 믿게 만든 극복할 수 없는 문제를 낭비하는 것도 아니다. 석탄이나 다른 연료에서 나오는 유독성 폐기물의 양과 달리, 그 양은 작다. 핵에너지에 의해 동력을 공급받는 미국인의 전 생애에 걸쳐 탄산음료 캔에 들어가는 많은 양의 장기적 낭비를 발생시킬 수 있다. 지난 60년간 미국 원자로에서 사용된 모든 연료는 6m 높이에 쌓여 있는 축구장에 들어갈 것이다. 오늘날 우리는 100년 동안 안전할 콘크리트 통에 원자로 현장에 사용 후연료를 저장한다. 그 후, 폐기물은 현재 설계되고 있는 원자로에서 태울 수도 있고 영구적으로 매장될 수도 있다. 원전의 반대하는 모든 이유는 기후 변화로 인해 인류가 직면한 진짜 위험에 결코 뒤지지 않는다는 지나치게 과장된 두려움 때문이다. 원자력은, 이미 가능한 방식으로 확장된다면, 훨씬 더 오염이 심한 연료와 쉽게 가격경쟁을 할 것이다. 같은 설계로 원자로 10개를 건설한 한국은 이미 화석연료 가격 이하로 원자력을 생산하고 있다. 고도로 규제된 환경에서 최초의 원자로 설계를 구축하려는 미국과 유럽의 최근 노력은 막대한 비용 초과와 지연을 초래했다. 그러나 향후 몇 년 동안 세계는 표준화된 설계를 사용하여 중앙의 공장이나 조선소에 원자로를 건설하고 다른 연료보다 낮은 비용을 달성할 수 있다. 우리는 매년 전 세계적으로 수백 개의 원자로를 만들 수 있고 세계의 엄청난 청정 에너지에 대한 필요를 충족시킬 수 있다.   이것은 인류에게 기후 재앙을 막을 수 있는 유일한 실행 가능한 경로를 제공하면서 가난한 나라들에게는 그들이 성장하는데 필요한 에너지를 제공하는 윈-윈 전략이다. 그것이 합쳐지는 유일한 전략이다. 이 에세이는 PublicAffairs가 펴낸 저자의 새 책 "밝은 미래: 어떤 나라들은 기후변화를 어떻게 해결하고 나머지는 따라갈 수 있는가"에서 각색한 것이다. 골드스타인씨는 미국 대학의 국제관계 명예교수다; 큐비스트씨는 에너지 기술자와 컨설턴트다. 황기철 콘페이퍼 에디터 큐레이터 Ki Cheol Hwang, conpaper editor, curator

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Climate scientists tell us that the world must drastically cut its fossil fuel use in the next 30 years to stave off a potentially catastrophic tipping point for the planet. Confronting this challenge is a moral issue, but it’s also a math problem—and a big part of the solution has to be nuclear power.

Today, more than 80% of the world’s energy comes from fossil fuels, which are used to generate electricity, to heat buildings and to power car and airplane engines. Worse for the planet, the consumption of fossil fuels is growing quickly as poorer countries climb out of poverty and increase their energy use. Improving energy efficiency can reduce some of the burden, but it’s not nearly enough to offset growing demand.

Any serious effort to decarbonize the world economy will require, then, a great deal more clean energy, on the order of 100 trillion kilowatt-hours per year, by our calculations—roughly equivalent to today’s entire annual fossil-fuel usage. A key variable is speed. To reach the target within three decades, the world would have to add about 3.3 trillion more kilowatt-hours of clean energy every year.

Solar and wind power alone can’t scale up fast enough to generate the vast amounts of electricity that will be needed by midcentury, especially as we convert car engines and the like from fossil fuels to carbon-free energy sources. Even Germany’s concerted recent effort to add renewables—the most ambitious national effort so far—was nowhere near fast enough. A global increase in renewables at a rate matching Germany’s peak success would add about 0.7 trillion kilowatt-hours of clean electricity every year. That’s just over a fifth of the necessary 3.3 trillion annual target.

Most countries’ policies are shaped not by hard facts but by long-standing and widely shared phobias about radiation.

Locals fish on the Vienne River near the nuclear plant in Civaux, France, which began operating in 1999. PHOTO: 

To put it another way, even if the world were as enthusiastic and technically capable as Germany at the height of its renewables buildup—and neither of these is even close to true in the great majority of countries—decarbonizing the world at that rate would take nearly 150 years.

Even if we could develop renewables much faster, huge problems would remain. Although costs have dropped dramatically for solar and wind energy, they are not a direct, reliable replacement for coal and gas. When the sun doesn’t shine or the wind doesn’t blow, little or no energy is collected. And when nature does cooperate, the energy is sometimes wasted because it can’t be stored affordably. Bill Gates, who has invested $1 billion in renewables, notes that “there’s no battery technology that’s even close to allowing us to take all of our energy from renewables.” If substantially expanded, wind, solar and hydropower also would destroy vast tracts of farmland and forest.

What the world needs is a carbon-free source of electricity that can be ramped up to massive scale very quickly and provide power reliably around the clock, regardless of weather conditions—all without expanding the total acreage devoted to electric generation. Nuclear power meets all of those requirements.

When Sweden and France built nuclear reactors to replace fossil fuel in the 1970s and 1980s, they were able to add new electricity production relative to their GDPs at five times Germany’s speed for renewables. Sweden’s carbon emissions dropped in half even as its electricity production doubled. Electricity prices in nuclear-powered France today are 55% of those in Germany.

So why isn’t everyone who is concerned about climate change getting behind nuclear power? Why isn’t the nuclear power industry in the U.S. and the world expanding to meet the rising demand for clean electricity? The key reason is that most countries’ policies are shaped not by hard facts but by long-standing and widely shared phobias about radiation.

Nuclear power is the safest form of energy by far, especially compared with coal, which continues to cause 

hundreds of thousands of premature deaths a year  from air pollution in addition to contributing to climate change.

Reasons put forward to oppose nuclear power 

in no way stack up to the real dangers facing 

humanity from climate change.

Over six decades, nuclear power has experienced only one fatal accident, Chernobyl in 1986, which directly caused about 60 deaths and is blamed for thousands more over time from low-level radiation. That’s a serious accident, but other nonnuclear industrial accidents have been worse. A hydroelectric dam failure in China in 1975 killed tens of thousands, and the 1984 Bhopal gas leak at a Union Carbide plant in India killed 4,000 initially and an estimated 15,000 more over time. We don’t stigmatize those entire industries as a result.

Fosmark is one of Sweden’s eight nuclear power reactors. The country repealed a ban on building new ones in 2010. PHOTO: HANS BLOMBERG/HANDOUT/REUTERS

The 1979 accident at Three Mile Island killed no one. In Japan in 2011, the fourth largest earthquake in recorded history and a 50-foot tsunami together took almost 20,000 lives—and damaged the Fukushima nuclear facility, which leaked radiation. Exposure during the incident contributed to one worker’s 2016 death, according to the Japanese government; the badly handled evacuation of the area, by contrast, is blamed for much hardship and many deaths.

Nuclear power is regulated as though any amount of radiation is extremely dangerous. Yet we all walk around in a soup of background radiation, giving us an average of about 3 millisieverts (mSv) per year but ranging up to 200 in some places, with no demonstrated harm. The occupational and medical recommendations are to stay below 50 per year. At Fukushima, only 12 individuals at the plant received more than 200 mSv, and nobody outside the plant exceeded 50. It’s possible to measure and track very low levels of radiation, but those levels are harmless.

Nor is nuclear waste the insurmountable problem that the public has been led to believe. The volumes are tiny, unlike the vast quantities of equally toxic waste from coal and other fuels. An American’s entire lifetime of electricity use powered by nuclear energy would produce an amount of long-term waste that fits in a soda can. All spent fuel from U.S. reactors over the past 60 years would fit on a football field, stacked 20 feet high. Today we store spent fuel at reactor sites in concrete casks (radiation does not escape the concrete) that will be safe for a hundred years. After that, the waste can be burned in reactors that are currently being designed, or it can be buried permanently.

All the reasons put forward to oppose nuclear power amount to over-hyped fears that in no way stack up to the real dangers facing humanity from climate change.

Nuclear power, if scaled up in a way that has already been shown possible, would easily compete on price with fuels that pollute far more. South Korea, which has built 10 of its reactors based on the same design, already produces nuclear power at or below fossil-fuel prices. Recent American and European efforts to build first-of-a-kind reactor designs in a hyper-regulated environment have led to large cost overruns and delays. But in the coming years, the world can build reactors centrally, at factories or shipyards, using standardized designs, and achieve costs below other fuels. We can create hundreds of reactors per year world-wide and meet the world’s enormous need for clean energy.

It is a win-win strategy, giving humanity its only viable path to stop a climate catastrophe while providing poorer countries with the energy they need to grow. It’s the only strategy that adds up.

—This essay is adapted from the authors’ new book, “A Bright Future: How Some Countries Have Solved Climate Change and the Rest Can Follow,” published by PublicAffairs. Mr. Goldstein is a professor emeritus of international relations at American University; Mr. Qvist is an energy engineer and consultant.

https://www.wsj.com/articles/only-nuclear-energy-can-save-the-planet-11547225861

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