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2025년 6월 26일, 원자력안전위원회(원안위)가 부산 기장군에 위치한 고리 원자력발전소 1호기의 해체를 최종 승인하면서, 국내 원전 해체 산업이 본격적으로 시작되었습니다.이는 1978년 상업 운전을 시작한 우리나라 최초의 상업용 원전이 2017년 영구 정지된 지 8년 만의 결정으로, 약 12년에 걸쳐 1조 713억 원의 비용을 투입해 해체 작업이 진행될 예정입니다.
이 과정에서 방사성 폐기물 관리, 작업자 안전, 환경 보호를 위한 첨단 기술이 요구되며, 특히 로봇 기술의 활용 가능성이 크게 부각되고 있습니다. 원전 해체는 고도의 안전성과 정밀성을 요구하는 복잡한 작업으로, 로봇과 자동화 기술이 필수적인 역할을 담당할 것으로 기대됩니다. 아래에서는 원전 해체 테마와 로봇 활용 가능성, 관련 국내 기업 및 그들의 기술적 기여를 상세히 서술하겠습니다.
1. 원전 해체 테마와 로봇 기술의 중요성
원전 해체는 원자로 및 관련 시설의 철거, 방사성 폐기물 처리, 부지 복원을 포함하는 복잡한 공정으로, 방사선 피폭 위험과 기술적 난이도가 높아 첨단 기술이 필수적입니다. 고리 1호기 해체 과정에서는 약 17만 1,708톤의 폐기물(중준위 65톤, 저준위 8,941톤, 극저준위 4,315톤, 자체처분 158,387톤)이 발생할 것으로 예상되며, 이 과정에서 작업자와 주민의 피폭선량을 법적 기준(연간 선량한도의 33%와 2.1% 수준) 이하로 유지해야 합니다. 이러한 요구를 충족하기 위해 로봇 기술은 다음과 같은 이유로 핵심적인 역할을 합니다:
- 방사선 환경에서의 작업 안전성: 고방사선 구역에서 로봇은 인간 작업자의 피폭 위험을 줄이며, 정밀한 작업을 수행합니다. 예를 들어, 방사성 물질 제거(제염)나 구조물 절단 작업에서 로봇은 원격 조작으로 안전성을 높입니다.
- 효율성과 정밀성: 원전 해체는 대규모 구조물의 절단, 운반, 폐기물 분류 등 정밀한 공정이 필요합니다. 로봇은 센서, AI, 3D 매핑 기술을 활용해 복잡한 작업을 효율적으로 처리합니다.
- 비용 절감: 수작업 대비 로봇을 활용하면 장기적으로 비용과 시간을 절감할 수 있습니다. 글로벌 원전 해체 시장은 2050년까지 약 588기로 확대될 전망이며, 500조 원 규모의 시장 기회가 예상됩니다.
- 환경 보호: 로봇은 방사성 폐기물의 분류와 처리를 체계적으로 수행해 환경 오염을 최소화합니다.
로봇 활용은 제염, 절단, 폐기물 처리, 모니터링 등 다양한 단계에서 가능합니다. 예를 들어, 원격 조종 로봇은 고방사선 구역에서 구조물을 해체하고, 드론은 방사선 감시를 수행하며, AI 기반 로봇은 폐기물의 성분 분석과 분류를 자동화합니다. 국제원자력기구(IAEA)에 따르면, 원전 해체 경험이 있는 국가는 미국, 독일, 일본, 스위스 4개국에 불과하며, 특히 경수로 해체는 미국이 주도하고 있습니다. 한국은 고리 1호기 해체를 통해 글로벌 시장 진출의 발판을 마련하고자 하며, 로봇 기술은 이를 위한 핵심 경쟁력으로 평가됩니다.
2. 원전 해체에서 로봇 기술의 구체적 활용 사례
원전 해체 과정에서 로봇은 다음과 같은 구체적인 역할을 수행합니다:
- 제염 로봇: 방사성 물질을 제거하는 제염 작업은 해체 초기 단계의 핵심 공정입니다. 로봇은 고압 세척, 레이저 제염, 화학적 세정 등을 수행하며, 방사성 입자를 안전하게 처리합니다. 예를 들어, 미국의 원전 해체에서는 원격 조종 로봇이 제염 작업을 주도합니다.
- 절단 로봇: 원자로 격납용기, 배관, 증기발생기 등 대형 구조물을 절단하는 데 로봇 팔(robotic arms)이 사용됩니다. 플라즈마 절단, 레이저 절단, 워터젯 기술이 적용되며, 정밀한 절단으로 폐기물 발생을 최소화합니다.
- 폐기물 처리 로봇: 방사성 폐기물을 분류하고 포장하는 데 AI 기반 로봇이 활용됩니다. 센서를 통해 방사성 물질의 종류와 농도를 분석하며, 드럼 포장 및 운반을 자동화합니다.
- 감시 및 모니터링 드론: 방사선 농도, 구조물 상태, 작업 환경을 실시간으로 모니터링하는 드론은 작업 안전성을 높이고, 데이터를 분석해 최적의 해체 전략을 수립합니다.
- AI 및 데이터 분석: AI는 해체 과정의 데이터를 분석해 작업 계획을 최적화하고, 예측 진단을 통해 사고를 예방합니다. 예를 들어, 한국원자력연구원의 SALT-100 장비는 방사성 폐기물의 분석과 처리에 활용됩니다.
3. 국내 관련 기업 및 기술 현황
고리 1호기 해체 승인 소식으로 원전 해체 관련주가 주목받고 있으며, 로봇 및 자동화 기술을 보유한 국내 기업들이 시장에서 두각을 나타내고 있습니다. 아래는 주요 기업과 그들의 기술적 기여를 정리한 내용입니다:
1) 휴림로봇
- 역할: 원전 해체 자동화 기술 개발 및 로봇 시스템 공급.
- 기술: 휴림로봇은 산업용 로봇과 AI 기반 자동화 솔루션을 제공하며, 원전 해체를 위한 원격 조종 로봇과 제염 로봇 개발에 참여하고 있습니다. 특히, 고방사선 환경에서의 원격 조작 로봇 팔과 센서 기술이 강점입니다.
- 시장 반응: 고리 1호기 해체 승인 후 주가가 상승하며 원전 해체 테마주로 주목받음.
- 전망: 글로벌 원전 해체 시장 진출을 목표로, IAEA 기준에 부합하는 로봇 기술 개발에 집중.
2) 오르비텍
- 역할: 방사성 폐기물 관리 및 모니터링 기술 제공.
- 기술: 방사선 계측 솔루션과 3D 프린팅 플라스틱 섬광체를 활용한 감마/중성자 계측기(RID)를 개발. 원전 해체 과정에서 방사선 농도 모니터링과 폐기물 분석에 활용됩니다.
- 시장 반응: 해체 승인 소식으로 주가가 약 9.96% 상승하며 투자자 관심 증가.
- 전망: 방사성 폐기물 처리 기술의 수요 증가로 시장 점유율 확대 가능.
3) 우진엔텍
- 역할: 원전 해체 공정용 기기 및 자동화 장비 공급.
- 기술: 원자로 내부 구조물 가공과 계측 장비를 제공하며, 해체 과정의 핵심 기기 제작에 기여. 특히, 원전 터빈 로터 건전성 평가와 가동 중 검사 기술이 강점입니다.
- 시장 반응: 주가가 약 6.56% 상승하며 원전 해체 테마주로 분류.
- 전망: 원전 해체 공정의 정밀성을 높이는 기술로 국내외 시장에서 경쟁력 확보.
4) 비에이치아이 (BHI)
- 역할: 원전 해체를 위한 열교환기 및 대형 부품 가공.
- 기술: 증기발생기 부품(RCP Casing, Channel Head 등)과 고온 플라즈마 기술을 활용한 폐기물 처리 장비를 제공.
- 시장 반응: 원전 해체 테마주로 주목받으며 주가 상승세 기록.
- 전망: 대규모 설비 가공 기술을 바탕으로 해체 시장에서 안정적 성장 기대.
5) 두산에너빌리티
- 역할: 원전 해체 및 원자력 설비 제작의 선두주자.
- 기술: 원자로 내부 구조물과 증기발생기 부품 가공, 해체 공정에 필요한 대형 장비 공급. 두산은 원전 건설뿐만 아니라 해체 기술 내재화에도 투자하고 있습니다.
- 시장 반응: 원전 해체 시장의 성장 가능성으로 주목받는 대형주.
- 전망: 글로벌 원전 해체 시장에서의 선도적 위치를 목표로 기술 개발 지속.
6) 한전KPS
- 역할: 원전 유지보수 및 해체 공정 지원.
- 기술: 원전 정비 용역과 계측 분야 시운전 기술을 보유하며, 해체 과정의 안전 점검과 기술 지원을 담당.
- 시장 반응: 원전 해체 관련주로 주가 상승세 기록.
- 전망: 원전 운영 및 해체 전반에 걸친 풍부한 경험으로 시장 선점 가능.
7) 위드텍
- 역할: 방사성 폐기물 처리 및 계측 장비 공급.
- 기술: 한국원자력연구원과 협력해 개발한 SALT-100 장비를 한빛 원자력발전소에 공급하며, 방사성 폐기물의 분석과 처리를 위한 기술 제공.
- 시장 반응: 고리 1호기 해체 승인 후 주가가 29.48% 급등하며 52주 신고가를 기록.
- 전망: 방사성 폐기물 처리 기술의 독점적 위치로 글로벌 시장 진출 가능성 높음.
8) 비츠로테크
- 역할: 고온 플라즈마 기술을 활용한 폐기물 처리.
- 기술: 원전 폐기물 및 폐액 처리에 특화된 고온 플라즈마 기술을 제공하며, 해체 과정에서 발생하는 폐기물의 안전한 처리에 기여.
- 시장 반응: 주가가 약 20.35% 상승하며 투자자 관심 집중.
- 전망: 폐기물 처리 기술의 수요 증가로 안정적 성장 전망.
9) 피코그램
- 역할: 방사성 폐수 처리 기술 제공.
- 기술: 원전 해체 과정에서 발생하는 방사성 폐수를 처리하는 기술을 보유. 삼중수소 제거 설비의 핵심 기기를 제작하며, 환경 보호에 기여.
- 시장 반응: 주가가 약 17.41% 상승하며 원전 해체 테마주로 부각.
- 전망: 방사성 폐수 처리 시장의 성장으로 지속적인 수요 예상.
10) 원일티엔아이
- 역할: 삼중수소 제거 설비 제작.
- 기술: 원전 해체 시 발생하는 삼중수소 제거를 위한 핵심 기기를 생산하며, 방사성 폐기물의 안전 처리를 지원.
- 시장 반응: 주가가 약 14.24% 상승하며 시장에서 주목.
- 전망: 삼중수소 처리 기술의 특화로 글로벌 시장에서의 경쟁력 강화.
4. 국내 기업의 도전 과제와 전망
국내 기업들은 고리 1호기 해체를 통해 원전 해체 기술을 내재화하고, 글로벌 시장 진출을 목표로 하고 있습니다. 그러나 다음과 같은 도전 과제도 존재합니다:
- 기술 내재화 부족: 원전 해체 경험이 있는 국가는 미국, 독일, 일본, 스위스 4개국뿐이며, 경수로 해체는 미국이 주도하고 있습니다. 한국은 첫 해체 사례로 기술 축적이 필요합니다.
- 안전 규제 준수: 원안위는 해체 과정에서 방사선 안전 관리와 폐기물 처리를 철저히 점검할 계획입니다. 기업들은 엄격한 국제 기준(IAEA)을 충족해야 합니다.
- 글로벌 경쟁: 글로벌 원전 해체 시장은 2050년까지 588기로 확대될 전망이며, 미국의 노하우가 압도적입니다. 국내 기업은 기술 경쟁력을 강화해야 합니다.
- 투자 비용: 고리 1호기 해체 비용은 1조 713억 원으로 추산되며, 로봇 개발과 인프라 구축에 막대한 초기 투자가 필요합니다.
그럼에도 불구하고, 고리 1호기 해체는 국내 기업들에게 기술 내재화, 전문 인력 양성, 산업 생태계 조성의 기회를 제공합니다. 한국수력원자력(한수원)은 투명한 해체 과정과 지역사회 신뢰를 강조하며, 로봇 기술을 활용한 안전하고 효율적인 해체를 추진할 계획입니다.
5. 결 론
고리 1호기 해체 승인은 한국 원전 산업의 새로운 전환점으로, 로봇 기술과 자동화 시스템이 핵심 역할을 담당할 것입니다.
휴림로봇, 오르비텍, 우진엔텍, 비에이치아이, 두산에너빌리티, 한전KPS, 위드텍, 비츠로테크, 피코그램, 원일티엔아이는 각기 제염, 절단, 폐기물 처리, 모니터링 등 다양한 분야에서 기술적 기여를 하고 있습니다.
이들 기업은 고리 1호기 해체를 통해 기술력을 입증하고, 500조 원 규모의 글로벌 원전 해체 시장에서 경쟁력을 확보할 기회를 얻었습니다.
특히, AI, 원격 조종, 플라즈마 기술, 방사선 계측 등 첨단 기술은 작업 안전성과 효율성을 높이며, 국내 기업의 글로벌 시장 진출을 뒷받침할 것입니다. 앞으로 정부, 한수원, 관련 기업은 긴밀한 협력을 통해 안전하고 투명한 해체 과정을 추진하며, 원전 해체 산업의 선도적 위치를 확립해야 할 것입니다.