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에너지경제연구원 에너지경제연구원 연구보고서 에너지경제연구원 연구보고서 05-08
발행연도
2005.12
수록면
1 - 129 (129page)

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1. 연구필요성 및 목적
폐로비용이 원전의 경제성에 미치는 영향을 평가하기란 쉽지 않다. 원자력발전이 급성장하는 추세 속에서도 오랫동안 관련 연구가 심도있게 이루어지지 못하였다. 1980년대 중반이후 원전건설비용의 폭등 영향으로 전력회사들이 심각한 재무문제에 봉착하게 되었다 원전폐지는 화력발전소의 폐기ㆍ철거처럼 단순 해체활동이 아니며, 그 폐지비용은 시설 해체시의 소요비용을 충당하도록 기존시설로부터 회수되어야 한다는 사실이 점차 인식되기 시작하였다. 방사성 폐기물 처분비용의 급격한 비용 상승, 방사성 폐기물의 수용허가시설 제한 등으로 인하여 대형원전의 추정 폐지비용 또한 급속히 상승하였다. 이에 따라 원전 보유국의 경우 원전업계는 더욱 정확한 사후처리비용 추정을 요구받게 되었는데 우리나라의 경우도 예외일 수 없다. 그러나 우리나라는 관련연구가 충분히 축적되지 못한 실정이므로 이에 대한 문제제기가 우선되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구는 이러한 동기에서 비롯되었으며 보다 심도 있는 연구와 논의의 계기를 마련하는데 의의를 두고 있다.
2. 내용 요약
본 연구는 원자력발전의 사후처리비용과 관련하여 여러 원전 보유국가들의 원자력발전과 사후처리에 관한 정책을 상세히 살펴보고자 하였다. 주요 분석대상 국가들은 미국, 일본, 러시아, 중국, 캐나다, 유럽제국 등이며, 이들 국가정책의 최신 동향과 특징을 파악하고자 하였다.
원전폐로비용 추정을 다음의 세 가지 중심이슈로 나누어 고찰하였다. 첫째는 폐로비용 추정에 있어 추정범위의 불확실성에 관한 것이다. 폐로비용 추정 결과들은 심각한 편차를 보이며, 이런 변동성은 추정 규모보다는 추정의 범위(scope)에 기인하는 것으로 나타나고 있는데, 이와 관련한 선행연구 및 그 결과를 소개하였다. 둘째는 원전폐로비용의 추정과 해당국가의 사후처리정책이 갖는 연관성이다. 이점은 다수의 연구결과로부터 발견되고 있는데, 본 연구는 원전사후처리에 관한 EU의 정책, EU 국가들의 사후처리 방침, 관련 동향 동을 살펴보았다. 셋째는 폐로비용 추정수준이다. 이에 관하여는 최근 조사된 OECD의 원전 철거비용 분석 연구를 바탕으로 노형별 철거비용을 분석하였다. 분석한 결과, 원전 철거비용은 국가ㆍ설비용량에 따라 약 10배에 이르는 큰 편차를 보이며, 철거비용 수준은 약 $93~$909/㎾, 평균값은 $320±195/㎾ 수준인 것으로 나타났다. 경수로나 중수로 여부와 무관하게 수로(water reactor) 유형의 철거비용이 $500/㎾ 이하로서 가스냉각원자로($2,500/㎾)보다 경제적인 것으로 밝혀졌다.
원전의 경제성 결정 요인은 원전측 요인과 원전외측 요인으로 구분될 수 있다. 전자는 원자력발전비용의 구성요소와 관련되고 후자는 경쟁전원(석탄화전 또는 가스화전)의 발전비용 구성요소와 관련된다. 동 관점에서 보면 석탄화전이나 가스화전의 비용증가는 원전의 상대적 경제성을 높이는 요인이 될 수 있다. 또한 원전의 경제성 결정 요인은 장기적 영향요인과 중ㆍ단기적 영향요인으로 나누어 볼 수 있다. 전자는 자본투입 변화와 관련되고, 후자는 가변요소투입 변화와 관련된다. 중ㆍ단기적 관점에서 보면 자본투입변화를 수반하는 비용구조변화는 발생하지 않지만, 연료투입 등의 가변적 요소의 변화로 인하여 원전의 경제성이 영향을 받을 수 있다. 본 연구는 중ㆍ단기적 관점에서 경제성을 분석하였으며, 구체적으로 원전과 경쟁전원(석탄ㆍ가스)간의 발전비용을 비교하는 방법을 적용하였다. 최근의 화석연료 가격상승, 폐로비용 중심의 사후처리비용 등이 원전의 경제성에 미치는 영향을 캐나다, 미국, 체코공화국, 프랑스, 독일, 슬로바키아공화국, 일본, 한국 등 8개국에 대하여 분석하였다.
분석결과 대부분의 국가에서 원전의 경제성 우위가 확인되었으며, 국제에너지시장에서 화석연료 가격상승 추세가 원전의 경제성을 더욱 호전시키는 요인이 된 것으로 나타났다. 폐로비용 이외의 여타 사후처리비용에 대하여는 가용자료의 부족 때문에 원전의 경제성 유지가 가능한 비용범위를 추정하는 정도에 머무를 수밖에 없었다. 관련 분석 결과를 보면 여타 사후처리비용이 발전비용의 30% 만큼 추가되더라도 캐나다, 독일, 체코 동에서는 원전이 가스화전보다 경제성 우위를 유지할 수 있으며, 미국과 일본에서는 여타 사후처리비용이 각각 발전비용의 20%와 5% 만큼 추가되더라도 원전이 가스화전보다 경제성 우위를 유지할 수 있는 것으로 분석되었다. 다만 여타 사후처리비용이 발전비용의 약 10% 이내의 범위에서 추가되는 경우에는 원전이 석탄화전보다 경제성 우위를 유지할 수 있는 것으로 분석되었다.
3. 연구결과 및 정책제언
분석 결과에 따르면 원전철거비용은 원자력발전의 경제성에 실질적으로 큰 영향을 미치지 못한다. 원전 폐로비용은 각국의 원전기술수준, 사후처리 정책 등과 밀접하게 연관되어 있으며, 이는 폐로비용 추정시 고려될 필요가 있다.
원전관련 안전규제가 강화될수록 폐로비용이 늘어나는 경향이 있지만, 강제성을 가진 국제규정이 아직 적용되고 있지 않다. 따라서 폐로비용은 국제적 논의ㆍ규정보다 국내 원전정책에 의하여 좌우될 수 있는 측면이 있다. 반면 화석연료의 가격은 국제에너지시장에서 결정되는 외생변수에 해당한다. 화석연료이용기술은 화전의 경제성에 긍정적 영향을 주므로 원전의 상대적 경제성을 저하시키는 요인이 될 수 있다.
이상의 논의를 정리하면 원전안전규제, 원전안전기술, 화석연료이용기술, 이산화탄소 배출규제 등이 향후 원전의 경제성 결정요인이 될 것으로 전망된다. 특히 전자 세 가지 관련정책의 그 향방은 원전 경제성에 영향을 미치는 중요 요소라는 점에 주목할 필요가 있다.
끝으로 본 연구보고서가 가진 한계는 다음과 같다. 첫째, 폐로비용 이외의 사후처리비용, 화석연료이용에 따른 이산화탄소 배출저감 비용 등은 중요한 요인임에도 불구하고 충분히 다루어지지 못하였다. 둘째, 대용량 원자력발전에 필요한 송전설비 및 운영관련 비용, 원자력발전 시스템의 안정적 유지에 필요한 비용 등이 충분히 반영되지 못하였다. 이 경우 원자력발전의 경제성은 현재보다도 악화될 소지가 있지만, 구체적 영향에 관하여는 추가적인 연구가 필요하다고 할 것이다. 셋째, 원자력발전의 사후처리충당금은 본 연구에서 제한적으로 다루어졌다. 이와 관련하여 원자력발전사업자가 직접 사후처리충당금을 관리하는 현행 방식이 향후에도 바람직한지, 국가 또는 제3의 중립적인 전문기관이 관리하는 것이 바람직한 것인지 여부에 대하여는 보다 심층적인 연구가 필요하다고 판단된다.

1. Purpose
It is not easy to evaluate the effect of decommissioning cost on the economics of nuclear power. Even in the remarkable growth of nuclear industry, a study on this issue has rarely been carried out. Nuclear power industries came to confront with the financial problem due to soaring construction cost after the middle of 1980s. It was also recognized that decommissioning is different from dismantlement as in fossil-fuel power plants and that depreciation recovery should be made from the initial plants for future decommissioning. Considerable increase in decommissioning cost and limitation of accredited nuclear waste disposal site resulted in a drastic increase in the estimated decommissioning cost. Thereby more accurate estimation of decommissioning cost is required to nuclear industries in many countries with nuclear power plants. Such a situation has no exception even in Korea. Considering limited availability of relevant studies in Korea, the first step may be to raise the question about this issue. This study was motivated with such an idea and based on the purpose of promoting further in-depth study and discussions.
2. Summary
This study intends to look over detailed policies on decommissioning nuclear power of foreign countries. It covers USA Japan, Russia, China, Canada, European countries as well as Korea, and focuses on the capturing of their recent trends and characteristics.
There are three main issues in estimating decommissioning costs. First of all, it is uncertainty of estimated ranges in which estimators have large deviation. Such a variation is mainly due to the scope of estimation rather than its scale. This report introduced previous relevant studies and their results.
Secondly, there is a connection between estimation of decommissioning cost and the policy on decommissioning as shown in some studies. This report examined ED policy, its direction and trend in detail.
Last of all, it's a level of estimated decommissioning cost. According to the OECD study, the estimated costs of dismantling have big differences from $93 to $909/㎾ (about ten times), and its average is $320±195/㎾ depending on countries or plant capacities. Dismantling cost of water reactor(less than $500/㎾) is lower than that of gas-cooled reactor (2,500/㎾).
Main determinants of the economics of nuclear power can be classified into two parts, the part with the nuclear power or others. The former is related to the cost element of the nuclear power generation, the latter is associated with that of fossil-fuel generation. From this viewpoint, an increase in fossil-fuel generation cost contributes to enhancing relative economic competitiveness of nuclear power.
The factors affecting the economics of nuclear power can be categorized by the long-term or short/mid-term one. The former concerns changes in capital investment and the latter does changes in variable factors. This context suggests that variable factors can change and affect the economics of nuclear power without changes in cost structure or invested capital. This study compares costs between nuclear power and fossil-fuel generation. It analyzed effects of climbing fossil fuel price and decommissioning cost on the economics of nuclear power for eight countries such as Canada, USA, Czech Republic, France, Germany, Slovak Republic, Japan, and Korea.
The result shows that nuclear power is superior in cost efficiency to fossil-fuel generation in most countries. Climbing fossil fuel price in recent world energy market has contributed to enhancing relative competitiveness of nuclear power. Concerning decommissioning cost other than dismantling cost of nuclear reactor, unfortunately the study should be limited to estimation of the cost range for maintaining comparative cost efficiency of nuclear power because of the limited availability of relevant data and information. In Canada, Czech Republic and Germany, according to the result, nuclear power has higher cost efficiency rather than gas fuel generation when newly considered decommissioning cost is less than 30% of current generation cost. In USA and Japan, nuclear power has higher cost efficiency than gas fuel generation when decommissioning cost is less than 20% and 5% of current generation cost respectively. Also nuclear power is superior to coal fuel generation when decommissioning cost is less than about 10% of current generation cost.
3. Results and Implications
The result shows that dismantling cost for nuclear power plant does not critically affect cost efficiency of nuclear power. Estimated cost for dismantling reactor needs to account for the fact that cost for dismantling reactor is closely related to the level of nuclear power technology, decommissioning policy etc.
Dismantling cost for nuclear power plant increases as nuclear safety regulation becomes stricter. However, any international agreement with enforcement is not working yet. This implies that dismantling cost for nuclear power plant may be affected not by international agreement but by domestic policies. On the other hand, fossil fuel price is an exogenous variable since it is determined by international energy market. In addition, progress in development of fossil fuel technology may weaken relative cost efficiency of nuclear power in the sense that cost efficiency of fossil fuel generation may be enhanced.
To summarize discussion so far, the most important factors affecting the economics of nuclear power in the future will be domestic policy on nuclear safety, the development of technologies on nuclear safety and fossil fuel.
There are some limitations of this study as follows. First, this study could not deal with sufficiently decommissioning cost other than dismantling cost for nuclear power plant and the cost of carbon dioxide emission from fossil fuel combustion in spite of their importance. Second, other nuclear power generation costs (for transmission and distribution, operation and network stability) could not be fully covered in the study. It's not difficult to expect that cost efficiency of nuclear power may be worsened by these costs, but it may need an in-depth study to see more specific result in the future. Third, provisons for decommissioning of nuclear power should be examined within limits. As to this issue, it requires another study on how to manage provisons for decommissioning.

목차

Ⅰ. 서론
Ⅱ. 원자력발전 현황 및 정책
Ⅲ. 원자력발전의 폐로비용 추정
Ⅳ. 원자력발전의 경제성 평가
Ⅵ. 결론
참고문헌
요약
ABSTRACT

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