우라늄 자원의 전망과 과제

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우라늄 자원의 전망과 과제

2008년 7월 1일 (화) 23:52:00 | 지면 발행 ( 2008년 6월호 - 전체 보기 )

이 원고는 일본《電氣評論》誌에서 번역 전재한 것입니다.우라늄 자원의 전망과 과제(독)석유천연가스·금속광물자원기구_고바야시 다카오(小林孝男)개요2003년 봄 이래로 급상승해 온 우라늄 스포트 가격(Spot Price)은 2007년 6월말 US$136/파운드U3O8를 피크로, 8월말에는 US$90/파운드U3O8까지 하락했다. 가격급락 원인은 우라늄 생산 코스트 및 수요 전망 등의 실태와는 동떨어진 고가(高價)로까지 높이 치솟은 것을 가장 먼저 들지만, 수요가 적은 7월이라는 계절적 타이밍, 미국 DOE가 7월 8일에 UF6 재고(200tU)를 경매로 내놓은 것 등도 요인으로 꼽힌다. 그러나 근본적으로는 적은 거래량으로 결정되는 스포트 가격을 유일한 목표로 해 온 시장구조 그 자체에도 문제가 있었다. 우라늄 생산자의 이익을 도외시한 저가격 상태가 장기간 지속되었기 때문에 생산 활동이 이상하게 저하하는 것은 아닌가 생각해 보면, 갑자기 가격이 급등하여 우라늄 자원 쟁탈 경쟁이 일어나는 등 스포트 가격은 시장을 잘못 인도할 가능성이 높다. 우라늄 자원을 장기적으로 전망하기 위해서는 눈앞의 스포트 가격의 급격한 오르내림에 현혹되지 않는 본질적인 요인 분석이 필요하다. 주요한 원인으로서 아래의 5개를 들 수 있다. ● 원자력발전 용량의 전망● 세계의 우라늄 자원량 ● 탐광·개발동향● 이차공급 우라늄의 전망● 그 외(시장심리 등)원자력발전 용량의 전망세계의 원자력발전 용량, 즉 우라늄 수요의 전망에는 OECD/NEA-IAEA의 레드북(레드북 2005)과 WNA의 마켓 리포트(WNA 2005)가 대표적이다. 둘 다 향후 20~25년간의 착실한 원자력발전 성과를 전망하고 있어, 2025년경의 우라늄 수요는 2004년의 6만 7천tU/년부터 약 10만tU/년으로 증가할 전망이다.(<그림 1> 참조)

[그림 1] 세계의 우라늄 수요 전망(레드북과 WNA의 비교) 석유·천연가스 자원의 분포는 치우쳐 있기 때문에 높은 자원민족주의 등으로 인해 가격은 상승하고 있는 추세다. 또 지구온난화의 원인인 CO2의 배출 제한이 국제적으로 높아짐에 따라, 세계의 원자력발전의 부흥 움직임은 점점 높아지고 있다. 장기적으로 봐도 우라늄 수요는 착실히 증가할 것으로 예상된다. 세계의 우라늄 자원량레드북은 앙케이트에 의한 각국에서의 회답에 기초하여 2년마다 세계의 우라늄 자원량을 보고하고 있다. 레드북 2005에 의하면, 코스트 US$130/㎏U(US$50/파운드U3O8) 이하에서 회수 가능한 세계의 발견 자원(확인자원+추정자원)은 2년 전보다도 약 15만 tU 증가하여 474만 tU가 됐다.(<표 1> 참조)

[표 1] 세계의 우라늄 자원량(레드북 2005에 기초함)

주) ( ) 안의 숫자는 레드북 2003 저코스트 구분의 자원량 (＜US$80/㎏U, ＜US$40/㎏U)은 고코스트 구분의 자원량의 내수증가의 주요인은 우라늄 가격 상승에 따른 자원량 재평가에 의한 것이다. 국가별로는 오스트레일리아, 카자흐스탄, 캐나다, 미국, 남아프리카, 나미비아(아프리카 남서부 대서양 연안에 있는 나라), 브라질, 니제르(아프리카 서부의 사하라 사막 남쪽에 있는 공화국)의 순서로 자원량이 많고 그 8개국에서 세계 전체의 약 80%를 차지하고 있다.(<그림 2> 참조)

[그림 2] 세계 발견 우라늄 자원의 분포레드북 2005는 2004년의 원자력발전량에 필요로 했던 이론적인 우라늄량을 기본으로 하여, 발견자원량 474만 tU의 이용가능 연수(정태적 내용년수에 해당)를 85년으로 어림잡고 있다. 또한 예측자원과 기대자원을 합친 미발견 자원량(약 천만 tU)을 포함하고 있어 우라늄 자원량은 충분이 존재하고 있는 것으로 보고 있다. 그러나 우라늄 가격을 상승한다고 해도 개발 리스크와 이익을 예상하여 당면 개발대상이 되는 것은 코스트 US$80/㎏U(US$30/파운드U3O8) 이하로, 회수 가능한 발견자원량 380만 tU까지였다. 또한 미래 우라늄 수요량은 10만 tU/년 이상으로 증가하는 것을 고려하면, 저코스트 우라늄 자원의 추가발견 노력을 게을리해서는 안 된다. 세계의 우라늄 광산 개발 동향우라늄 과잉재고가 줄어 우라늄 가격이 상승하고 있음에도 불구하고, 2005년~2006년의 세계 우라늄 생산량은 4만 tU/년 전후(수요량 전체의 60%)로 생산량 증가가 두드러지지 않아 가격상승에 박차를 가하게 되었다. 최근 세계의 우라늄 탐광과 광산 개발로의 대처는 활발하게 이루어지고 있지만, 광산 개발에는 기업화조사(FS), 환경영향 탐사, 정부의 허인가(경우에 따라서는 지역주민의 동의) 등이 필요하므로 생산 개시까지에는 긴 소요시간을 필요로 하기 때문이다. 그러나 개발·확장 계획은 착실히 진행되고 있어, 현재 알려진 계획으로 향후 2015년경까지 세계의 우라늄 생산용량은 당시 연간 수요량과 같은 8만 tU/년 정도로까지 확대될 것으로 예상된다. 단, 실제 생산량은 생산용량의 85~90%로 본다. 2015년 이후의 계획은 현재까지는 미정이지만, 향후 우라늄 가격 동향을 크게 좌우할 것으로 예상된다. 1. 오스트레일리아세계 최대의 우라늄 원자량(구리는 세계 6위)을 자랑하고 있는 남(南)오스트레일리아주의 올림픽 댐 광산은 현재 생산용량 3900tU/년의 규모지만, 소유자인 BHP빌리톤사는 목하 생산량을 1만 2720tU/년으로 대폭 확장하기 위한 FS를 실시하고 있다. 확장 건설은 2009~2013년에 행해질 전망이지만(UIC, 2007/3), 개발시기가 조금 늦을 것이라는 정보도 있다.(Product Reviews Net, 2007/8) 남오스트레일리아주에서 2008년부터 생산 예정인 허니문 광산(340tU/년)을 포함하여 오스트레일리아 전체에서 2015년경까지 1만 9000tU/년 정도로 생산용량이 확대될 전망이다. 2. 카자흐스탄카자흐스탄의 중남부에는 미국과 같은 인-시츄리칭법(ISL법 : In-Situ Leaching - 지층에 수용액을 주입하고 용액의 형태로 우라늄을 용출하여 회수하는 채광법)으로 회수 가능한 사암형 광상이 다수 존재한다. 2005년 7월 카자흐스탄 국영기업 카자톰프롬은 우라늄 생산용량을 현 4000tU/년에서 2010년까지 1만 5000tU/년으로 증대시킬 것으로 발표하여 세계를 놀라게 했다. 그러나 그 후 캐나다, 프랑스, 러시아 및 일본 기업 간에 차례로 광산 개발 JV 프로젝트를 세움으로써, 확장 계획이 실현되고 있다. 기술자·작업자, 기재의 부족 등으로 인해 개발은 조금 늦어지고 있지만, 2015년경까지는 목표를 상회할 것으로 예상된다. 3. 캐나다캐나다 서스캐처원주(Saskatchewan州) 북부 애서배스카 분지에는 매우 고품질의 생산성 높은 ‘부정합 관련형’이라는 우라늄 광상이 다수 발견되어, 지금까지 탐광이 활발히 이루어지고 있다. 현재 맥아더리버, 맥린레이크 및 래빗레이크의 3광산(3제련소)에서 생산되고 있지만, 신규로 시거레이크 광산(6920tU/년)과 미드웨스트 광산(3460tU/년) 개발이 진행 중에 있어 둘 다 2011년경에 생산을 개시할 예정이다. 제련소는 현재의 3제작소를 사용할 계획이며, 2015년경 캐나다 전체의 생산용량은 1만 8000tU/년 정도가 될 전망이다. 4. 아프리카아프리카에서는 지금까지 니제르(아쿠타와 아리트 광산), 나미비아(로에싱 광산) 및 남아프리카(바루리프 광산)에서 일정 규모의 생산이 이루어져 왔다. 그러나 2003년 이후 캐나다, 오스트레일리아의 주니어캠퍼니(신흥 기업)에 의한 우라늄 권익획득·광산 개발 활동이 갑자기 활발해졌다. 2007년에는 나미비아의 랑거 하인리치 광산(1000tU/년) 및 남아프리카의 도미니온 광산(1,460tU/년)이 생산을 개시했다. 나미비아, 말라위, 남아프리카에서 향후 더 많은 광산 개발이 계획되고 있다. 니제르에도 주니어컴퍼니와 중국, 인도 기업에 의한 권익획득이 활발해져 2010년 이후 신규 광산 개발이 구체화될 가능성이 높다.5. 미국미국은 1980년까지는 연간 1만 tU 이상을 생산해 왔지만, 그 후 ISL광산만 하더라도 1000tU/년 이하까지 생산 규모가 떨어졌다. 그러나 최근 ISL법과 기존형 양방의 광산 개발을 목표로 한 다수의 프로젝트가 발족되어, 2015년까지 생산용량 5000tU/년 규모로 확대될 전망이다. 6. 러시아러시아는 기존 광산의 확장, 신규 광산의 탐광 개발에 주력하고 있다. 하지만 국내 생산만으로는 미래 우라늄 수요를 만족시키지 못하기 때문에 카자흐스탄과 JV 프로젝트를 2건 진행시키는 것 외에도 우즈베키스탄, 우크라이나와 공동 개발, 몽골, 남아프리카, 나미비아 등에서 우라늄 개발을 모색하고 있다. 이차공급 우라늄의 전망우라늄의 이차공급원으로는 민간 우라늄 재고, 해체 핵 고농축 우라늄(HEU), DOE(U.S.Department of Energy : 미국 에너지부) 재고, 회수 우라늄 및 MOX(Mixed Oxide : 혼합산화물) 연료, 노화 우라늄 재농축이 존재한다.1. 민간 우라늄 재고민간 우라늄 재고는 전력사업자, 생산자(광산회사, 농축·제조회사 등) 및 그 외 시장참가자(중개업자, 투자가 등)가 소유하고 있는 것이다.(WNA 2005) 생산자 재고는 트러블 시의 공급보장으로, 필요량이 제한되어 있어 시장에 나돌 가능성은 거의 없다. 그 외 시장참가자의 보유량은 확실하지 않지만 그다지 양이 많지 않다. 전력사업자의 재고는 전략재고와 과잉재고가 있는데, ‘WNA 2005’는 서방국 전력사업자의 앙케이트를 통해 얻은 2004년 말 재고량을 약 11만 4000tU로 보고했다. 그 중 과잉재고량 2만 7000tU는 향후 사용 가능한 재고로 전망된다. 전력사업자는 2005년, 2006년에 장기계약 구입량을 증대시켜 전략재고량을 늘리는 것으로 추정되지만, 시장이 완화되면 전략재고의 일부가 과잉재고로 변경되어 시장에 방출될 가능성도 있다. 2. 해체 핵 HEU해체 핵 HEU는 러시아와 미국이 보유하고 있지만, 미국의 HEU는 희석된 후 DOE의 재고 판매 전략에 포함되어 시장에 방출되므로 여기서 말하는 해체 핵 HEU는 러시아의 HEU를 의미한다. 구소련은 농축액 약 90%의 군사용 HEU를 약 1400t 제조했을 것으로 예상된다. 그 중 500t HEU(약 15만 2000tU의 천연가스와 약 9만 2000tSWU에 해당)는 1993년에 체결된 미-러 HEU 계약에 기초하여, 1994~2013년까지 20년간 러시아에서 평균 4.4%의 농축 우라늄(LEU)으로 희석돼 미국에 공급됐다. 1999년부터 LEU의 우라늄 컴포넌트는 일단 러시아에 반환되어, 카메코·아레바 NC·Nukem의 서방국 3사와 러시아 Tenex가 일정 비율로 담당하여 판매한다는 계약을 맺었다. 이 계약은 2004년 6월에 변경됨으로써 러시아의 연간 취득분이 1/4에서 1/3으로 증가하게 되었고, 2003년 말에는 러시아에 남아 있던 피드 우라늄 감시재고 1만 6900tU에 대해서도 향후 러시아가 블렌드용으로 사용하는 것으로 결정됐다.(Cameco, 2004/6/10) 이것을 모두 합하면 연간 평균 1만 690tU가 러시아 HEU에서 시장으로 공급된다는 계산이 나온다. 또한 러시아는 2006년 6월에 현행 미-러 HEU 계약(2013년 종료)으로 이어지는 2차 계약(HEU2)을 맺을 의사가 없다는 것을 표명하여 시장에 임팩트를 주었다. 그러나 HEU2를 계약하지 않더라도 러시아는 어떤 형태로든 HEU 희석을 시장에 공급할 가능성이 남아 있으므로, 미래 우라늄 시장 및 전환·농축시장에 있어서 큰 불확정 요인이 되고 있다. 3. DOE 재고DOE는 UF6(1만 8556), Tc-99를 포함한 규격 외 우라늄(2900tU) 및 농축도 0.4%의 노화 우라늄 UF6(9104tU)를 합해, 전체 3만 506tU의 우라늄 재고를 보유하고 있다.(DOE, 2006/8/4) DOE는 2006년 8월에 연간 1920tU를 초과하지 않는 범위에서 이 재고를 2006년부터 10년간에 걸쳐 시장에 매각할 방침안을 공개하여 사업자의 의견을 모집했다. 매각방침은 아직 결정되지 않았지만, 이 방침안에 따라 향후 재고가 처분될 것으로 예상된다. 4. 회수 우라늄 및 MOX 연료사용제 연료에서의 회수 우라늄과 MOX 사용에 관해서는 ‘WNA 2005’가 전력사업자의 앙케이트를 통해 얻은 데이터로, 2019년까지 연간 약 2500tU, 2020년 이후에는 약 1600tU에 해당하는 우라늄 수요를 삭감할 예정이다. 또 2000년에 체결된 미-러 핵 체제 계약에 기초한 MOX 사용에 관해서는 미국과 러시아 모두 2010년까지 연간 200tU, 2010년 이후에는 800tU 해당하는 MOX 사용이 추정된다.(‘WNA 2005’의 표준 시나리오)5. 노화 우라늄 재농축러시아는 1997~1998년 이후 서방국 농축사업자로부터 테일 농도 0.3~0.35%의 노화 우라늄 1만~1만 5000t를 수입하여, 테일 농도 0.1%로 재농축하여 수 천tU 해당하는 유사 천연 우라늄을 생산, 약 반 정도를 자국의 수요에 맞추고 남은 것은 우라늄 생산물 또는 LEU의 형태로 서방국 농도사업자에 반환했다.(WNA 2005) 그러나 최근에는 우렌코사에서 러시아로 수출할 수 있는(러시아에서 농축 가능한 국적의) 노화 우라늄이 없어져 처리량이 감소한다는 정보와 또 러시아 정부에서 현행 계약 종료 후 서방국 노화 우라늄의 재농축을 행하지 않을 것이라는 의향이라는 정보가 있다.(Nuclear Fuel, 2006/7/31) 그 외 요인앞서 언급한 스포트 가격 변동과도 관련되는, 상황이 크게 변하면 과잉에 지나치게 반응한다는 시장 심리라는 것도 있다. 가격이 오름세가 되면 새로운 투기가가 스포트 시장에 참가하여 가격을 더욱 끌어올리고 전력사업자는 전략 재고를 계속 늘려가기 때문에 가격이 상승하게 된다. 가격이 내림세가 되면 정반대의 일이 일어나 스포트 가격은 실태 이상으로 하락하게 된다. 스포트 가격이 크게 변동해도 장기 구입가격은 계약 시 조건으로 끌려가기 때문에 바로 반응하지는 않는다. 예를 들어 2006년 말 스포트 가격은 US$72/파운드U3O8까지 상승했지만, 2006년 평균 장기 구입가격은 겨우 US$20/파운드U3O8을 조금 상회한 것이다. 그런데 2007년의 8월에 니제르 정부는 아레바사의 구입가격이 시장가격보다 너무 낮다면서 구입계약의 갱신을 강요하며 가격을 약 50%로 높임과 동시에 일부의 우라늄을 자국으로 판매하는 계약을 다시 맺었다. 우라늄의 스포트 가격은 석유·천연가스 및 베이스메탈과는 달라서 그 당시의 현실적인 매매가격을 반영하지 않기 때문에, 시장관계자의 판단을 그르치게 하고 때로는 정부의 자원정책까지도 좌우하는 요인이 되고 있다. 수요 전망과 향후 과제‘WNA 2005’ 표준 시나리오의 우라늄 수요와 비교한 우라늄 수요 전망을 <그림 3>으로 나타냈다. 이차 공급원을 합한 우라늄 공급량은 2010년부터 조금 전으로 수요량을 만족시키고 2015년경까지 수요가 밸런스를 맞출 것으로 예상된다. 그러나 그 이후의 우라늄 광산 개발 계획은 향후 몇 년 동안의 스포트 가격이 어느 정도로 변하는지에 의해 크게 영향을 받았다. 스포트 가격이 너무 내려가면 광산 개발 계획이 늦어짐에 따라 다시 우라늄 공급이 부족 해질 가능성이 있다. 러시아 HEU의 행방도 시장에 크게 영향을 미친다.

[그림 3] 우라늄 수요 전망더욱 중요한 것은 <그림 3>에서 후반으로 갈수록 기존 우라늄 광산의 매장량이 고갈되어 간다는 것이다. 탐광에서 광상을 발견하여 생산 개시에 이르기까지에는 일반적으로 20년 전후의 소요시간이 필요하기 때문에, 미래의 자원고갈을 예측하여 새로운 광상(자원량)을 추가 발견하고 시의 적절하게 광산을 개발해야 한다.우라늄 탐광 붐을 타고 새로운 탐광 프로젝트의 자원량이 차례로 발표되고 있지만, 이것은 거의 과거에 발견돼 왔던 자원이 보다 정확하게 재평가된 것일 뿐이다.진정한 우라늄 자원의 발견은 대상 심도의 심부화(深部化) 및 장기간의 탐광기술 정체·기술자 감소 등에 의해 보다 곤란해진 것이 현실이다. 집중적으로 착실하게 대처 방안을 세우는 것이 중요하다. 우라늄 탐광은 리스크가 높은 사업이므로 우라늄 가격이 하락하면 민간의 탐광의욕은 저하될 우려가 높다. 보다 장기적인 관점으로 국가가 탐광 지원정책을 계속 강화해 나가기를 기대한다.스포트 가격(Spot Price)일반적으로는 상품을 현물거래하는 경우의 가격을 말한다. 장기계약 등에 의한 가격이 아니기 때문에 수급의 상태에 따라 그 때마다 변한다. 최근에는 원유가격에 대해 쓰이는 일이 많으며 원유의 현물시장에서 거래되는 원유가격이다.국제에너지기구(IEA : International Energy Agency)1974년 11월 OECD 이사회에서 설립 결의, 1976년 1월에 발족. 회원국은 미국, 영국, 일본, 호주 등 선진국 중심의 24개국.핵연료(Nuclear Fuel)우라늄이나 플라토늄 등 중성자에 의한 핵분열을 일으켜 에너지를 발생하는 물질을 함유하는 것을 말한다. 이들을 원자로 안에 넣어서 핵분열 연쇄반응을 일으켜 에너지를 발생시킨다.핵융합(Nuclear Fusion)수소, 중수소, 삼중수소 등 질량이 가벼운 원자핵 2개가 융합해 무거운 원자핵을 발생시키는 반응을 말하며, 이때 방출되는 에너지를 이용해 발전등을 하는 것을 핵융합로라고 한다. 핵분열과 달리 방사선 폐기물이 발생하지 않는 특징이 있지만, 기존의 열핵융합형의 노에서는 고온고밀도의 플라즈마(원자핵과 전자가 혼재되어 있는 상태)를 만드는 것이 기술적으로 어려워 실현은 21세기 후반에야 이루어질 전망이다. 한편 1989년 3월 구미 과학자들에 의해 상온핵융합이 발표되어 활발한 논의가 일어나고 있다.