군기지에 소형원자로 배치한 美처럼…"韓도 1MW급 5기 배치 필요"

(서울=뉴스1) 허고운 기자 = 2050년까지 전방 보병사단에 1메가와트(MW)급 마이크로 원자로 5기를 분산 배치해 전시에도 핵심 임무에 필요한 전력을 안정적으로 공급해야 한다는 제언이 나왔다.

9일 한국국방연구원(KIDA)에 따르면 현역 육군 소령인 김영찬 한국과학기술원(KAIST) 원자력및양자공학과 박사과정생은 고영진 KAIST 석사과정생, 강창우 국방대학교 전략학과 교수, 이정익 KAIST 교수와 함께 이 같은 내용의 논문 '한국 육군의 임무필수 에너지 회복탄력성 확보'를 KIDA 영문학술지 'The Korean Journal of Defense Analysis' 9월호에 게재했다.

연구진은 인공지능(AI)과 유·무인복합체계, 장병 개인 전자장비, 고에너기 무기 등이 확대되면서 병력 감소에도 군의 전력 소비가 급증할 것으로 전망했다. 연구진 추산으로 우리 군 전체 전력 소비량은 2025년 2335GWh(기가와트시)에서 2050년 6332GWh로 약 2.71배 증가한다.

특히 전방 보병사단 한 곳의 연간 전력수요가 같은 기간 50GWh에서 136GWh로 늘어날 것으로 연구진은 예상했다. 작전 수행에 반드시 필요한 '임무필수부하'는 2050년 평균 3.11MW, 최대 5.59MW에 이를 것이란 분석도 나왔다.

연구진은 미국의 선행 사례에 주목했다. 미 육군은 '야누스 프로그램'을 통해 미국 내 군기지에 마이크로 원자로를 실제 배치하는 사업을 추진하고 있다. 미국은 최근 5개 업체와 우선 배치 기지 5곳을 선정했고, 2027~2031회계연도 최대 22억 달러를 투입해 향후 국방부 시설에 20기 이상의 원자로를 설치하는 것을 목표로 하고 있다. 이들 가운데 최소 1기는 2028년 9월까지 가동한다는 계획이다.

미군이 소형 원자로에 주목하는 이유는 지역 전력망이 사이버·드론 공격 등으로 끊겨도 군사시설이 자체적으로 전력을 공급할 수 있도록 하기 위해서다.

한국군의 전력 공급 구조는 외부망에 크게 의존하고 있다. 연구진에 따르면 2018~2023년 육군 전력 공급의 98.5%는 상용 전력망이었고 자체발전은 1.5%에 그쳤다. 디젤 발전기로 비상전력을 공급할 수 있지만 전시에는 연료 보급로가 끊길 가능성이 있다는 점도 취약요인으로 지적됐다.

연구진은 태양광과 에너지저장장치(ESS)만으로는 장기간 전력을 유지하기 어렵다고 평가했다. 전방사단에 태양광 설치 면적을 6만㎡까지 확보해도 2050년 임무필수 전력의 9.78%만 충당할 수 있다는 계산이다.

이에 연구진은 2035년 1MW급 마이크로원자로 2기를 도입하고 2040년 4기, 2050년 5기로 확대하는 '링 연결형 군 마이크로그리드'를 제시했다. 2050년에는 원자로 5기와 20MWh(메가와트시) 규모 ESS, 2.08MW 태양광, 1MW 비상용 디젤발전기를 함께 운용하는 구상이다.

특히 원자로 5기 가운데 1기가 정비나 사고·공격 등으로 멈추더라도 나머지 4MW로 평균 임무필수부하 3.11MW를 감당할 수 있다고 분석했다. 전력망에서 고립된 대대급 지휘소나 방공·통신시설 등에는 이동식 에너지 저장장치를 투입해 최소 72시간 이상 전력을 유지하는 방안도 제안했다.

이들은 또 국가 소형 원자로 정책과 군 요구를 연계하고 군용 마이크로 원자로의 작전운용성능(ROC), 안전·보안 규제체계, 기지방호 및 전문 운용인력 양성체계를 마련해야 한다고 제언했다.

다만 이번 연구는 국방부나 육군의 확정된 도입계획이 아니라 공개자료와 해외 사례, 계획 가정을 토대로 한 사전평가다. 연구진도 제시한 수치가 실제 전시 전력소비량이나 최종 설계를 의미하는 것은 아니라고 밝혔다.

hgo@news1.kr