발전소 온배수와 열오염
발전소 온배수와 열오염
  • 김혜경 운영위원
  • 승인 2021.07.16 11:28
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  1. 발전소 온배수란?
  2. 온배수와 해양 수온
  3. 따뜻해지는 바다와 이산화탄소 배출
  4. 원전 온배수와 해양생태계
  5. 발전소 온배수 관련 ‘명시적인’ 규정이 없다?
    5-1. 온배수 관리 규정의 사각지대
    5-2. 외국의 온배수 규제
    5-3. 개선 방안

후쿠시마 1원전 방사능 오염수 방류 문제로 여느 때보다 원전과 해양에 대한 세간의 관심이 높아지고 있다. 일본 측이 제공한 자료를 신뢰할 수 없다는 점과 오염수가 바다에 지속 방류될 시 발생할 수 있는 문제점에 대한 구체적인 조사가 미흡하다는 지적이 이어졌다. 방사능 오염수 논란 이전 지난 수십 년간 사회적 갈등을 불러일으킨 또 다른 문제가 있다. 바로 발전소에서 배출되는 온배수다. 방사능 오염수와 온배수는 그 궤를 달리하지만, 바다에 배출될 시 해양생태계에 영향을 미칠 수밖에 없다는 점에서 국가 차원의 규제와 객관적인 조사가 필요하다는 공통점도 있다.

온배수가 해양에 미치는 영향을 제대로 분석해야 하는 이유는 이산화탄소 배출과의 상관성 때문이다. 해양은 기후변화의 완급을 조절하는 기능이 있다. 바다가 따뜻해지면 해양에 녹아있던 이산화탄소가 대기로 다시 방출된다. 국내 전체 온배수 중 화력·원자력발전소에서 배출되는 온배수가 대부분을 차지한다. 화력발전소도 막대한 양의 온배수를 바다로 내보내고 있지만, 원전 온배수에 좀 더 관심을 가져야 하는 이유는 일반적으로 탄소 배출이 아예 없거나 미미하다는 인식이 있기 때문이다.

원자력발전에는 우라늄 채굴부터 농축·운송과 발전소 가동을 거쳐 폐로·방사성폐기물 처리까지 전 과정이 포함된다. 핵분열로 발생하는 열에너지가 전기로 전환되는 단순 발전 과정만 뜻하지 않는다. 선행 및 후행주기에 걸쳐 발생하는 이산화탄소량을 정확히 측정할 필요가 있지만, 이 같은 조사와 분석은 미비하다는 지적이다. 온배수가 해양에 미치는 직·간접적인 영향을 분석한다면 원전 전 주기의 탄소 배출량도 정량화할 수 있을 것이다.

해외 주요 선진국에서는 해역의 특성, 생태계 영향을 고려해 온배수 규제 방안을 수립하는 등 국가 차원의 온배수 관리 시스템을 강화하고 있지만, 한국에는 온배수 관리에 대한 별도의 법률규정은 없다. 배출기준은 고사하고 온배수가 오염물질인지도 모호한 상태다. 그동안 사업자 주도로 보상 목적 혹은 주민과의 합의를 위한 제한적인 연구만 주로 이뤄졌고, 갈등은 현재 진행형이다. 온배수 영향에 대한 객관적인 평가와 명시적인 제도가 부재한 상황에서 주먹구구식 해결은 지속할 수밖에 없다.

  1. 발전소 온배수란?

발전소, 산업단지 등에서는 장비의 과열을 식히기 위해서 다량의 냉각수가 필요하다. 한국에서는 담수보다는 주로 해수를 냉각수로 사용하며, 이 과정에서 사용된 냉각수는 바다로 다시 배출된다.

취수 전보다 온도가 높으므로 이를 ‘온배수(thermal discharges)’라고 부른다. 온배수에 대한 대략적인 정의는 ‘물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률(물재이용법)’에 나와 있다. 제2조제6의2호에 따르면 발전소 온배수란 취수한 해수를 발전소(원자력발전소는 제외)의 발전 과정에서 발생한 폐열을 흡수하는 냉각수로 사용해 수온이 상승한 상태로 방출되는 배출수를 뜻한다.1)


▲석탄화력발전의 원리(출처: 한국남동발전 홈페이지)


화력 및 원자력발전소에서는 석탄 등 화석원료를 연소시키거나, 우라늄 핵분열에 의한 열의 일부분만 전력으로 전환되고 나머지는 폐열로 분류돼 외부로 배출된다. 일반적으로 발전소 열효율은 화력발전이 40% 내외, 원자력발전이 35% 정도다. 화력발전의 경우 액화천연가스(LNG)를 연료로 이용한다면 49% 이상의 열효율 달성이 가능하다.2)3) 원자력발전이 화력발전보다 열효율이 낮은 이유는 연료 건전성의 제약으로 인해 터빈으로 보내는 증기 온도를 약 280℃까지밖에 올릴 수 없기 때문으로 알려졌다.4)

원전을 기준으로 본다면 발생에너지의 35% 정도만 발전에 사용하고 나머지는 온배수로 버려진다는 뜻이다. 이러한 폐열 처리방식으로는 관류냉각방식과 냉각탑방식, 자연냉각방식 등이 있다. 이중 가장 간편하고 저렴한 방식은 가까운 수원에서 표층수를 취수해 냉각수로 쓰고 온배수를 다시 배출하는 방식이다. 한국의 화력·원자력발전소는 대부분 관류냉각방식이다.



발전소에서는 터빈을 돌리고 나온 증기를 복수기(condenser)에서 물로 변환시킬 때 바닷물을 냉각수로 사용한다. 취수된 해수는 복수기에서 열 치환 후 바다로 되돌려 보낸다. 관류냉각방식의 복수기 설계에 따라 차이는 있지만, 복수기 양쪽 끝에서의 온도 차이는 저온복수기가 6~11℃, 고온복수기가 14~17℃ 범위다. 양쪽 끝 온도 차는 14℃ 내외다. 한국에서는 통상 저온복수기를 사용하고 있지만 고온복수기를 사용하는 발전소가 늘어나는 추세다.5)


▲출처: 한수원 및 5개 발전사(김정호 의원실 재구성)


전력 사용량이 늘어나면 온배수 배출량도 늘어난다. 화력발전과 원자력발전 온배수를 비교해보면 한국수력원자력과 5개 발전사의 2020년 1월부터 8월까지 온배수 배출량은 총 399.25억t으로 집계됐다. 평균온도는 취수 전보다 7.2℃ 높았다. 총배출량 가운데 198.71억t이 원전에서, 200.54t이 화력발전소에서 배출됐다. 한울원전이 56.25억t으로 27개 발전소 가운데 가장 많은 배출량을 기록했다.6)

2. 발전소 온배수와 해양 수온

발전소 온배수가 논란이 되는 이유는 수온 상승 때문이다. 발전소 온배수는 취수 전인 자연 해수 대비 수온이 연평균 약 7℃ 정도 높으며, 100만kW급의 발전소 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50~60t이다. 온배수는 취수 전에 비해 따뜻해진 상태로 해양에 배출된다는 점에서 수산업적 피해와 해역 온도 상승, 나아가 해양에 흡수됐던 이산화탄소가 다시 대기로 방출되는 원인으로 작용한다는 점에서 그동안 논란이 됐다. 즉 온배수는 ‘열오염(thermal pollution)’이라는 것이다.

유엔해양법협약(United Nations Convention on the Law of the Sea)에서는 에너지의 해양유입을 오염의 한 형태로 보고 있다. 제1장 서언 제1항 용어 사용과 범위에서 “해양환경오염이란 생물자원과 해양생물에 대한 손상, 인간의 건강에 대한 위험, 어업과 그 밖의 적법한 해양이용을 포함한 해양활동에 대한 장애, 해수 이용에 의한 수질 악화 및 쾌적도 감소 등과 같은 해로운 결과를 가져오거나 가져올 가능성이 있는 물질이나 에너지를 인간이 직접 또는 간접적으로 강어귀를 포함한 해양환경에 들여오는 것을 말한다”라고 정의하고 있다.

(원문: ‘pollution of the marine environment’ means the introduction by man, directly or indirectly, of substances or energy into the marine environment, including estuaries, which results or is likely to result in such deleterious effects as harm to living resources and marine life, hazards to human health, hindrance to marine activities, including fishing and other legitimate uses of the sea, impairment of quality for use of sea water and reduction of amenities)

미국의 경우 연방수질오염관리법(Federal Water Pollution Control Act)에 열에너지 배출에 관한 별도의 조항을 두고 있다. 이에 근거해 각 주 정부는 독자적인 관리규정을 제정한다. 특히 뉴욕주는 하구 역에 있는 발전소들에 대해 2003년부터 냉각방법을 관류냉각식에서 폐쇄순환식으로 전환하는 것을 조건으로 재허가서를 발급하고 있으며, 워싱턴주와 오리건주는 연어의 회유로 보호를 위해 강력한 열오염 규제를 시행하고 있다.7)

한국도 2007년 1월 해양환경관리법이 제정·공포됐지만, 온배수의 해양배출을 해양오염의 한 형태로 볼 것인가에 대해서는 모호하다는 지적이다. 해당 법 제2조제2호에 따르면 해양오염이란 ‘해양환경 보전 및 활용에 관한 법률’ 제2조제3호에 따른 해양오염을 말한다.8) 해양환경 보전 및 활용에 관한 법률 제2조제3호에서는 “해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인하여 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다”고 규정하고 있다.9)



1994년 한국원자력연구원의 <원전 주변 해수 유동 및 온배수 확산 해석 연구> 보고서에는 “해양으로 방출되는 온배수는 주변 해양환경 및 생태계에 여러 영향을 주게 된다. 발전소 정상 가동 시 온배수는 인근 해양으로 유출돼 해수에 혼합된 후 함께 이동하게 된다. 이때 배출된 온배수는 주변 해역의 해양환경을 인위적으로 변화시켜 해양생태계에 영향을 미치며 수온을 상승시켜 온도 차에 의한 내부 순환을 일으킨다”고 기재돼있다.10)

수중의 모든 물리, 화학, 생물학적 반응속도는 수온에 따라 좌우된다. 해양생물의 지리적 분포는 수온이 따라 구획되며, 수중에서의 생리작용도 수온에 따라 달라진다. 적정 수온의 범위 내에서는 수온 상승이 해양생물의 성장을 촉진하지만 임계 수온 이상에서는 생물의 생체리듬이 깨지면서 서식 범위 축소 등의 원인이 되고 사망까지 초래할 수 있다.

일반적으로 수온이 올라가면 해수 밀도가 감소하고 용존산소의 용해도를 감소시킨다. 발전소 온배수에 의해 해수 온도가 27.2℃에서 31℃로 상승할 경우, 부착성 군집구조가 우세하게 되며, 37℃ 이상의 수온에서는 수주고둥 및 따개비류를 제외한 모든 동식물이 소멸하게 된다.12)

온배수는 배수구에서 방출된 후 주위 해수와 혼합된다. 발전소가 위치한 지역에 따라 온배수의 확산범위는 다르지만, 일반적으로 배수구(원전) 기준 1.5~2.5km로 알려졌다. 그러나 온배수의 영향이 미치는 범위는 어디까지인지 온배수가 실질적으로 해양생태계에 미치는 영향은 어느 정도인지를 둘러싼 논란은 여전하다. 조사기관에 따라 결과가 널뛰기도 한다. 온배수를 둘러싼 발전사업자와 어업 종사자 간 분쟁은 지속하고 있지만 대부분 피해보상에만 관심이 집중될 뿐 구체적인 제도 확립과 분석은 흐지부지되기 일쑤라는 지적이다.

3. 따뜻해지는 바다와 이산화탄소 배출

바다는 기후변화의 완급을 조절하는 역할을 한다. 기후변화의 과정은 대기권 현상보다는 바다와 밀접한 관련이 있다. 메커니즘을 좀 더 들여다보자면 순환계 유지 원동력은 바람과 해수 밀도분포의 차이에서 기인한다. 해수 밀도는 수온과 염분에 의해 결정되며 태양 복사열과 강수, 증발, 결빙, 해빙, 강을 통한 담수 유입 등이 밀도 변수로 작용한다. 열과 이산화탄소 등의 온실기체는 바다와 대기 사이 끊임없는 교환 과정을 통해 재분배되며, 해수면에서 열과 온실기체의 교환이 발생한다.13)



바다 수온이 비정상적으로 높아지면 슈퍼태풍의 발생 가능성이 커지고 해수에 축적된 이산화탄소가 대기로 방출되는 양이 늘어난다. 해양은 인류가 매년 방출하는 이산화탄소의 약 30%를 흡수하는 것으로 추정된다. 이는 식물과 토양이 흡수하는 양의 3배다. 바다 온도 1℃가 상승할 경우 해양이 끌어안고 있던 이산화탄소 2%가 대기 중으로 배출된다. <바다, 지구온난화를 말하다>에서 이재학 박사는 “해양 수온을 높이는 행위는 삼림 벌채와 비슷하다”고 언급한 바 있다.14)

발전소가 밀집한 동해 지역은 정말 뜨거워지고 있을까. 한국 주변 해역의 해면 수위 상승 원인으로는 열팽창이 거론되고 있다. 2007년 해양연구원 조사에 따르면 과거 100년 동안 동해 표층 수온은 약 2℃ 상승했다. 1985년 이후 연평균 0.06℃의 상승률을 보였는데 이는 전 지구 해양의 표층 수온 평균 상승률(0.04℃)보다 높은 수준이다.15)

한국 및 일본 연안에서의 해수면 상승률은 최근 30년간 연평균 3.2mm 상승률을 보였지만 최근 9년, 14년간에는 각각 6.5mm/년, 6.4mm/년 상승한 것으로 밝혀져 90년대 들어 증가한 높은 상승률이 최근까지 유지되고 있는 것으로 연구원은 분석했다. 이런 결과는 전 지구 해양 변화의 평균값보다 높은 것으로 한국의 주변 해역이 기후변화에 대한 반응이 크다는 것을 의미한다.16)

2007년 포항공대 이기택 교수팀은 바닷물의 수직 순환이 지구온난화에 따른 수온 변화에 영향을 받는다는 사실을 처음 확인했다. 동해의 이산화탄소 흡수량이 1992~1999년(매년 약 800만t의 이산화탄소를 흡수) 대비 1999~2007년에는 절반 이하로 줄었다는 것이다. 바다는 해수면에서 300m 지점까지는 표층수, 그 이하는 중층/심해로 구분된다. 아울러 수심 200~1000m에는 영구(수온)약층이 존재한다. 수심이 깊어짐에 따라 수온이 급격하게 감소하는 해수층이며, 상대적으로 따뜻하고 잘 혼합돼있는 표층수 아래에 위치한다. 수온약층 아래에 있는 심층수 수온은 해저에 이르기까지 서서히 감소한다는 특징이 있다.

이산화탄소는 표층수에 녹았다가 깊은 바다로 이동하게 되는데 표층수와 심층수는 100년 주기로 뒤바뀐다. 표층수가 깊은 바다로 이동하는 현상을 수직 순환이라고 한다. 이 교수팀은 2008년 러시아 관측선에서 수심 3500m까지 이산화탄소 함유량을 측정한 결과 300m 이하에서는 ‘대기 중’ 이산화탄소가 거의 발견되지 않는다는 사실을 발견했다.

원래 동해는 바닷물의 수직 순환이 활발한 지역이었지만 표층수 수온이 상승하면서 수직 순환이 제대로 이뤄지지 않고 있다는 설명이다. 이 교수팀에 따르면 지난 200년 동안 동해가 흡수한 이산화탄소는 4억t으로 이는 한국이 2003년 방출한 이산화탄소 총량의 3배다.17)18)

그렇다면 표층수 수온 상승에 영향을 주는 요인들은 무엇이 있을까. 기온이 오르기 때문에 바닷물 수온이 상승하고 녹아있던 이산화탄소가 대기 중으로 방출되는 것이 일반적인 메커니즘이다. 그중 하나로 지목된 것이 바로 발전소 온배수다. 발전소 온배수가 해양에 어느 정도의 영향을 미치는지를 두고 과거부터 논란이 지속된 바 있다.

4. 원전 온배수와 해양 수온

원자력발전 온배수를 중심으로 분석하려는 이유는 열효율이 화력발전보다 상대적으로 떨어진다는 점과 화력발전이 다량의 이산화탄소를 내뿜는 주범이라는 인식에 비해 원자력발전은 탄소를 단 1g도 배출하지 않는다는 잘못된 인식이 있기 때문이다. 온배수가 해양에 미치는 영향을 분석한다면 원전 전체 운전 주기에 걸친 이산화탄소 배출량 측정도 가능할 것으로 보인다.



교토대학 원자력연구소의 고이데 히로아키 박사는 ‘원전은 거대한 해수온난장치’라고 언급한 바 있다. 그는 자신의 저서를 통해 “내가 원자력 공부를 시작했던 무렵 당시 도쿄대 조교수였던 미토 이와오 선생은 ‘원자력발전소라고 부르는 것은 옳지 않아. 정확히 말하자면 바다 데우기 장치’라고 내게 가르쳐주셨다. (중략) 100만kW 원자력발전소의 경우 1초에 바닷물 70t의 온도를 7℃ 상승시킨다. 유량이 1초에 70t이 넘는 하천은 일본 전체에서도 30개가 채 되지 않는다. (중략) 일본 원전에서 배출하는 온배수 총량은 연간 1000억t에 이른다. 일본의 모든 하천 유량으로 환산해보면 강물을 약 2℃씩 데우고 있는 셈”이라고 설명한 바 있다.19)

원전에서 사용되는 냉각수는 크게 3가지로 나뉜다. 원자로에서 우라늄 핵분열로 만들어진 열에너지를 전달받는 1차 냉각수와 증기발생기를 통과하면서 증기로 변환돼 터빈을 돌리는 2차 냉각수, 터빈에서 배출되는 증기를 다시 물로 응축시키기 위한 3차 냉각수가 있다. 3차 냉각수의 경우 해안가 주변에 있는 원전은 바닷물을, 내륙은 강물이나 호수, 저수지 물을 사용한다. 3차 냉각수가 바로 원전에서 배출되는 온배수다.

국내 100만kW급 원전 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50∼60t으로 알려졌다. 온배수는 취수 전보다 수온이 높지만, 바다로 방출되면 주위 다른 바닷물과 혼합돼 수온이 떨어진다는 것이 원전업계 측 입장이다. 온배수 영향이 미치는 범위는 배수구 주변 극히 제한된 곳일 뿐만 아니라 온배수 영향만을 명확하게 규명하는 것은 어렵다는 것. 또 온배수 영향을 받는 해양생물은 극히 제한된 종에 국한되며 실태 조사를 통해 보상하고 있을 뿐만 아니라 온배수를 이용한 어류장 조성은 주변 어민들에게 오히려 도움이 된다는 입장이다.20) 그러나 높은 온도의 물은 온약층과 잘 혼합되지 않으며 연안류를 따라 표층으로 확산한다는 주장도 있다.

한국의 원자력발전소는 정상적으로 가동할 경우 20°C 이상의 온배수가 주변으로 방출되며, 여름에는 30°C 이상의 온배수가 방출되고 있다. 1983년 고리원자력발전소 1호기 배수로에서 관찰된 해조류 11종은 발전소 가동 관련 국내에서 처음으로 보고된 내열종이다.21)

과거 언론 보도에서도 원전 온배수 배출과 인근 해역의 수온과의 관계에 대해 다룬 내용이 간혹 발견된다. 1993년 11월 <매일경제> 등의 보도에 따르면 원전 온배수로 인해 고리와 울진(한울) 원전 인근 해역 바닷물 온도가 1.2~1.6℃ 상승해 해양에 영향을 미친다는 조사 결과가 나왔다. 부산수산진흥원 한상복 박사는 <핵발전소 연안 수온분포> 보고서를 통해 2기의 원전이 가동 중(1993년 11월 기준)인 울진 지역의 경우 발전소에서 5km ᄄᅠᆯ어진 지점에서 측정한 바닷물 평균온도가 가동 전 5년(1983~1987년) 동안 온도인 14.3℃ 대비 가동 후 5년(1988~1992년) 온도인 15.9℃ 사이에 격차가 있다는 것이다.

고리 지역의 경우 원자력발전이 시작되기 전인 1970년의 평균 수온이 15.27℃였는데 1호기가 가동 중이었던 1979년에는 16.18℃로, 4호기가 모두 가동 중인 1990년에는 16.52℃로 높아졌다. 한 박사는 보고서를 통해 “특히 고리 원전의 경우 온배수가 연안 수온 상승에 어느 정도 영향을 미쳤는지 정확하게 진단하기는 곤란하지만, 발전소 주변 20km 이내의 연안 해역을 단위로 지난 10년간의 수온 변화를 살펴보면 온배수의 영향을 충분히 짐작할 수 있다”고 설명했다.22)23)24)

2000년대에도 비슷한 보도가 이어졌다. 2004년과 2006년 한나라당 이병석 의원은 국회 산업자원위원회(현 산업통상자원벤처위원회) 국정감사를 통해 원전 온배수와 인근 해역 수온 상승과의 상관관계를 지적했다. 2004년 국감에서 이 의원은 “영광원전의 경우 온배수로 인해 반경 2~3㎞ 안의 바닷물 온도가 주변 지역보다 7℃ 높은 것으로 나타났고, 월성원전과 울진원전 부근도 각각 5℃ 높은 것으로 조사됐다”고 밝혔다.25)26)

또 2006년에는 “온배수 영향으로 동해안에 있는 고리, 울진, 월성원전 인근 10km 이내 해역의 수온이 지난 1996년에 비해 1.2℃에서 최대 4℃까지 상승했다”라고 언급했다. 이 의원에 따르면 현재 각 원전이 바다로 배출하고 있는 온배수는 △고리가 초당 201㎥ △영광 337.2㎥ △월성 144㎥ △울진은 초당 318㎥로 나타났다. 이는 전 국민의 상수도 급수량인 초당 180㎥를 훨씬 웃도는 수치라며 온배수 대책 마련을 촉구했다.

<현대해양> 보도에서 1993년 한 박사는 <고리 연안의 수온분포> 논문을 통해 “초당 200t의 온배수가 수온 상승에 영향을 준다. 발전소 인근 12km 지점에서 수온을 측정한 결과 발전 전보다 1.2℃의 수온 상승이 있었다”라며 발전 5년 전과 5년 후의 자료를 비교 분석해 발표했다. 그는 “원자력발전소가 배출하는 온배수 영향은 발전소 반경 30km까지 미친다. 특히 미역 등 겨울 양식업에는 큰 피해를 준다”라고 강조한 바 있다.27)

온배수로 인한 해양생태계 교란으로 사업자와 주민 간 갈등은 지난 몇 년간 꾸준히 이어졌다. 특히 고리 원전이 소재한 기장군 어민들은 지속해서 피해를 호소하고 있다. 2000년대 초부터 기장군 어업피해대책위원회는 고리원전이 상업 가동을 시작한 뒤 인근 해역 수온이 상승하고 해조류 생산량이 급감하는 등 온배수가 해양생태계에 부정적인 영향을 미치고 있다는 주장을 지속 제기해왔다. 어대위는 기장 지역 18개 어촌계 1600여 명의 어민으로 구성됐다.

2006년 한국수력원자력 고리원자력본부는 어대위와 온배수 배출로 인한 어업인 피해조사를 하기로 합의했다. 한수원과 어대위는 조사기관으로 부경대와 해양대를 각각 추천했고, 두 기관이 공동으로 조사에 착수했다. 원전 온배수 확산범위는 5.7km, 어업 피해는 7.8km까지 이른다는 조사 결과가 발표됐지만 어대위 측은 부실 조사 의혹을 제기하며 재조사를 요구했다. 논란이 지속되자 한수원은 어대위가 추천한 전남대와 경상대 중 전남대를 선정했고, 전남대는 보완조사에 나섰다.28)

그러나 이번에는 한수원 측에서 용역 결과를 받아들이지 않았다. 전남대 보고서에서는 온배수 확산범위가 8.45㎞, 어업 피해는 11.5㎞로 나타났다. 2015년부터 한수원은 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 시작했고, 전남대 용역을 인정할 수 없다는 이유로 용역비 청구 반환소송을 제기했다. 어대위의 반발이 이어진 가운데 2017년 서울중앙지법은 용역비 반환소송에서 원고 패소를 선고했고, 지난 3월 서울고등법원은 원고 항소를 기각했다. 법원 판단을 두고 양측 입장이 또 갈렸다. 한수원은 여전히 전남대 용역 결과를 인정하지 않았으며 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 진행하면서 민-민 갈등까지 불거지고 있다.29)

2003년 6월 대법원은 원전의 온배수 배출이 환경오염에 해당한다는 판례를 남겼다. 대법원은 “환경정책기본법 제3조 제4호의 ‘환경오염이란 사업 활동 기타 사람의 활동에 따라 발생하는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 해양오염, 방사능오염, 소음·진동, 악취 등으로서 사람의 건강이나 환경에 피해를 주는 상태를 말한다’라고 규정하고 있으므로, 원전냉각수 순환 시 발생하는 온배수의 배출은 사람의 활동으로 자연환경에 영향을 주는 수질오염 또는 해양오염으로서 환경오염에 해당한다“고 판시했다.

다만 배출구 인근 양식장의 어류가 집단 폐사한 것은 원전에서의 온배수 배출행위와 해수 온도 상승이라는 자연력이 복합적으로 작용했기 때문에 손해 배상 범위 결정 시 자연력의 기여도를 고려하는 것이 타당하다고 봤다.30)

원전 온배수 관련 최근 판례는 지난 4월 전북 고창군 어민들과 상인들이 영광원전 온배수로 피해를 봤다며 한수원을 상대로 제기했던 소송의 항소심 결과다. 이들은 2001년 대책위를 구성해 사업자와 협상에 나섰고 보상 여부는 법원 판결에 따르기로 한 바 있다. 서울고등법원은 1심과 마찬가지로 원고 패소로 판결했다. 항소심 재판부는 “영광원전 가동으로 인한 온배수 배출은 통상적으로 발생하는 것으로 어업권자들에게 일반적인 한도를 넘는 정도로 이례적인 손해가 발생했다고 볼 만한 자료가 없다”고 판시했다.31)

온배수 배출을 둘러싼 논란은 현재 진행형이다. 환경영향평가를 담당한 기관에 따라 온배수의 피해 범위와 어느 정도의 영향을 미치는지가 달라지기 때문이다. 조사 결과를 둘러싼 논란은 사업자와 어민 간 분쟁으로 이어지고 이는 다시 민-민 갈등으로 확대되면서 지역사회는 분열된다.

문제는 온배수 배출기준 등 별도의 규제 제도가 미흡하다는 것이다. 발전사들은 환경영향평가를 통해 일정 부분 보상을 제공할 뿐만 아니라 온배수를 활용한 양식장 조성으로 큰 문제가 없다는 입장이다. 그러나 실제로 활용되는 온배수조차 저조한 실정이다.

지난해 국감에서 김정호 더불어민주당 의원이 6개 발전사로부터 제출받은 ‘온배수 활용 현황’ 자료에 따르면 한수원은 5개의 원전 중 2개 발전소에서만 온배수를 활용하고 있으며, 지난해 1~8월까지 활용량은 전체 배출량(198.71억t)의 0.002% 수준에 불과했다. 화력발전소를 운영 중인 서부발전도 2019년 배출한 온배수 65.6억t에 비해 활용량은 0.07%로 집계됐다.

원전을 비롯한 발전소 온배수가 주변 해역의 수온 상승에 미치는 영향은 제한적일까. 온배수 배출행위는 인위적인 것으로, 해수 온도 상승은 자연력으로 구분하고 별도로 봐야 할까. 바다가 따뜻해지는 원인에 대해 일각에서는 발전소 온배수가 바닷물 상승의 근본적인 원인이라며 온배수를 기상변수로 포함해야 한다는 주장도 제기하고 있다.

원자력발전 전 주기의 정확한 이산화탄소 발생량을 측정하기 위해 온배수가 바다에 미치는 영향에 대한 조사는 필수다. 과거부터 원전 온배수 문제를 주의 깊게 들여다봤다는 이병환 영덕신규핵발전소반대범대책위원회 공동대표는 “이산화탄소가 마지막으로 향하는 곳이 바다인데 해역 온도가 상승하면서 바다에 녹아있던 것조차 대기 중으로 방출되고 있다”면서 “주변 해역 온도가 1℃ 상승하면 육지 온도는 3.6℃ 상승한다. 탄소세보다는 온배수세를 신설할 필요가 있다고 본다”고 말했다.

5. 온배수 관련 ‘명시적인’ 규정이 없다?

5-1. 한국 온배수 관리규정의 사각지대

해양관리관리법 제2조제11호에 의하면 ‘오염물질’이란 해양에 유입 또는 해양으로 배출돼 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 폐기물·기름·유해액체물질 및 포장유해물질을 말한다. 오염물질을 관리하기 위해 해양수산부는 동법 제22조에 따라 선박과 해양 공간으로 구분하고, 오염물질을 해양에 배출하는 것으로 원칙적으로 금지하고 있다.

현재 온배수 관련 직접적인 규정을 가진 법률은 존재하지 않으나 이산화탄소의 경우 해양환경관리법 제4장 대기오염방지를 위한 규제에서 규율하고 있다. 다만 온배수는 해양환경관리법 제2조2호의 ʻ해양오염ʼ에 포함될 여지는 존재한다. 해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인해 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다.32)33)

온배수와 관련된 법률은 해양환경관리법을 비롯해 △해양환경의 보전 및 활용에 관한 법률 △공유수면 관리 및 매립에 관한 법률 △환경정책기본법이 있다. 그러나 어느 법률도 온배수 배출에 관해 명시적으로 표현된 법률은 없어 법적 사각지대에 놓여 있다는 지적이다. 온배수를 열에너지원으로 보고 있는 상황에서 해양오염의 원인 물질로 볼 수 있을지는 해석상 논란이 존재한다는 것이다. 다만 물환경보전법 시행규칙에서 오염물질 배출수의 온도를 40℃로 규정하고 있다.34) 그러나 관련 규정은 소량의 오염물질이 해양으로 유입될 때 해당하므로 온배수 배출기준을 통한 관리규정으로 보기에는 한계가 있다는 의견도 있다.

특히 원전의 경우 환경문제에서도 산업통상자원부에서 대부분 관리되고 있으며, 전기사업법 및 환경영향평가법에서 발전시설로 인한 일반적인 환경에 대한 현황 및 문제점에 대해서만 다루고 있을 뿐이다.

2008년 산자부와 해수부는 ‘통합해양관리법’을 둘러싸고 갈등을 빚기도 했다. 관 지름 60㎝ 이상 취배수 시설을 해양시설로 규정할 것인지 아닌지가 관건이었다. 규정대로라면 화력/원자력발전소의 취배수 시설은 해양시설에 포함된다. 그러나 산자부는 이런 시설이 전원개발촉진법에서 규정한 전기사업용 설비지 해수부 소관 사항이 아니라는 주장을 고수했다. 양 부처의 갈등은 당시 정부조직개편안 협상 타결로 마무리됐고, 해수부는 새 정부에서 국토해양부에 흡수 통합된 바 있다.37)

5-2. 외국의 온배수 관련 규정

세계 각국에서는 1960년대부터 발전소 가동에 따른 온배수의 영향에 관심을 보여왔다. 1970년대에 두 차례에 걸쳐 열생태학 분야의 대규모 심포지엄이 열리면서 연구 결과가 축적됐고, 수온의 변화가 해조류의 생장과 분포에 미치는 영향이 다각적으로 분석된 바 있다.38)

미국에서는 연방수질오염관리법을 통해 열물질 배출 관리에 관한 사항을 규정하고 있으며, 이에 근거해 주별로 관리제도를 운용하고 있다. 미국 대부분 주는 여름철 고수온기의 온도 차이를 0.8℃를 기준으로 하고 있으며, 그 외에는 2.2℃를 적용하고 있다.39)

캘리포니아주는 자연 수온이 높으므로 온배수 배출에 대해 강한 규제를 시행하고 있다. 구체적으로 △최대배출허용 수온 상승 폭은 11℃ 이하, 혼합구역에서 허용되는 최대수온은 30℃ 이하 △만과 하구의 경우 해역면적의 25% 이상에서 수온 상승 폭이 0.5℃ 이하 등이다.

플로리다주의 경우 연안역에서 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 32℃ 이하이며, 최대수온 상승 폭으로 6~8월까지는 배출구 기준 1℃ 이하, 9월부터 이듬해 5월까지는 2.2℃ 이하로 한다. 원해에서의 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 36℃로 하고, 최대 수온 상승 폭은 허용 수온의 범위 이내에서 9.5℃로 한다.40)

일본의 경우 수질오탁방지법 제2장 배출수에 관한 규제 제3조제1항에 따라 온배수 배출이 규정되어 있다. 발전소별 소속 지방자치단체의 기준에 의해 수온 상승 폭이 규정되고 있으며, 온배수 온도 차이를 7℃ 정도로 보고, 이상이면 위법으로 처리하고 있다. 발전소가 허가를 받고 가동 중인 경우에도 환경영향평가법에 따라 가동 후 온배수 관리를 하게 되며, 사후조사와 모니터링 조사의 방법으로 시행된다. 또 온배수의 체계적 관리를 위해 해양생물환경연구소를 운영하고 있다.41)

5-3. 개선 방안

해양환경보전법 제2조 제3호에서 에너지를 해양오염의 한 원인으로 규정하고 있지만 ‘해양에서 발생하는 에너지’에 온배수를 포함하기 위해서는 별도의 근거 규정이 필요하다.


▲출처: <발전시설과 온배수 관리를 위한 제도 개선에 관한 연구(환경법과 정책 제21권)>

▲석탄화력발전의 원리(출처: 한국남동발전 홈페이지)

화력 및 원자력발전소에서는 석탄 등 화석원료를 연소시키거나, 우라늄 핵분열에 의한 열의 일부분만 전력으로 전환되고 나머지는 폐열로 분류돼 외부로 배출된다. 일반적으로 발전소 열효율은 화력발전이 40% 내외, 원자력발전이 35% 정도다. 화력발전의 경우 액화천연가스(LNG)를 연료로 이용한다면 49% 이상의 열효율 달성이 가능하다.2)3) 원자력발전이 화력발전보다 열효율이 낮은 이유는 연료 건전성의 제약으로 인해 터빈으로 보내는 증기 온도를 약 280℃까지밖에 올릴 수 없기 때문으로 알려졌다.4)

원전을 기준으로 본다면 발생에너지의 35% 정도만 발전에 사용하고 나머지는 온배수로 버려진다는 뜻이다. 이러한 폐열 처리방식으로는 관류냉각방식과 냉각탑방식, 자연냉각방식 등이 있다. 이중 가장 간편하고 저렴한 방식은 가까운 수원에서 표층수를 취수해 냉각수로 쓰고 온배수를 다시 배출하는 방식이다. 한국의 화력·원자력발전소는 대부분 관류냉각방식이다.


▲석탄화력발전의 원리(출처: 한국남동발전 홈페이지)


화력 및 원자력발전소에서는 석탄 등 화석원료를 연소시키거나, 우라늄 핵분열에 의한 열의 일부분만 전력으로 전환되고 나머지는 폐열로 분류돼 외부로 배출된다. 일반적으로 발전소 열효율은 화력발전이 40% 내외, 원자력발전이 35% 정도다. 화력발전의 경우 액화천연가스(LNG)를 연료로 이용한다면 49% 이상의 열효율 달성이 가능하다.2)3) 원자력발전이 화력발전보다 열효율이 낮은 이유는 연료 건전성의 제약으로 인해 터빈으로 보내는 증기 온도를 약 280℃까지밖에 올릴 수 없기 때문으로 알려졌다.4)

원전을 기준으로 본다면 발생에너지의 35% 정도만 발전에 사용하고 나머지는 온배수로 버려진다는 뜻이다. 이러한 폐열 처리방식으로는 관류냉각방식과 냉각탑방식, 자연냉각방식 등이 있다. 이중 가장 간편하고 저렴한 방식은 가까운 수원에서 표층수를 취수해 냉각수로 쓰고 온배수를 다시 배출하는 방식이다. 한국의 화력·원자력발전소는 대부분 관류냉각방식이다.



발전소에서는 터빈을 돌리고 나온 증기를 복수기(condenser)에서 물로 변환시킬 때 바닷물을 냉각수로 사용한다. 취수된 해수는 복수기에서 열 치환 후 바다로 되돌려 보낸다. 관류냉각방식의 복수기 설계에 따라 차이는 있지만, 복수기 양쪽 끝에서의 온도 차이는 저온복수기가 6~11℃, 고온복수기가 14~17℃ 범위다. 양쪽 끝 온도 차는 14℃ 내외다. 한국에서는 통상 저온복수기를 사용하고 있지만 고온복수기를 사용하는 발전소가 늘어나는 추세다.5)


▲출처: 한수원 및 5개 발전사(김정호 의원실 재구성)


전력 사용량이 늘어나면 온배수 배출량도 늘어난다. 화력발전과 원자력발전 온배수를 비교해보면 한국수력원자력과 5개 발전사의 2020년 1월부터 8월까지 온배수 배출량은 총 399.25억t으로 집계됐다. 평균온도는 취수 전보다 7.2℃ 높았다. 총배출량 가운데 198.71억t이 원전에서, 200.54t이 화력발전소에서 배출됐다. 한울원전이 56.25억t으로 27개 발전소 가운데 가장 많은 배출량을 기록했다.6)

2. 발전소 온배수와 해양 수온

발전소 온배수가 논란이 되는 이유는 수온 상승 때문이다. 발전소 온배수는 취수 전인 자연 해수 대비 수온이 연평균 약 7℃ 정도 높으며, 100만kW급의 발전소 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50~60t이다. 온배수는 취수 전에 비해 따뜻해진 상태로 해양에 배출된다는 점에서 수산업적 피해와 해역 온도 상승, 나아가 해양에 흡수됐던 이산화탄소가 다시 대기로 방출되는 원인으로 작용한다는 점에서 그동안 논란이 됐다. 즉 온배수는 ‘열오염(thermal pollution)’이라는 것이다.

유엔해양법협약(United Nations Convention on the Law of the Sea)에서는 에너지의 해양유입을 오염의 한 형태로 보고 있다. 제1장 서언 제1항 용어 사용과 범위에서 “해양환경오염이란 생물자원과 해양생물에 대한 손상, 인간의 건강에 대한 위험, 어업과 그 밖의 적법한 해양이용을 포함한 해양활동에 대한 장애, 해수 이용에 의한 수질 악화 및 쾌적도 감소 등과 같은 해로운 결과를 가져오거나 가져올 가능성이 있는 물질이나 에너지를 인간이 직접 또는 간접적으로 강어귀를 포함한 해양환경에 들여오는 것을 말한다”라고 정의하고 있다.

(원문: ‘pollution of the marine environment’ means the introduction by man, directly or indirectly, of substances or energy into the marine environment, including estuaries, which results or is likely to result in such deleterious effects as harm to living resources and marine life, hazards to human health, hindrance to marine activities, including fishing and other legitimate uses of the sea, impairment of quality for use of sea water and reduction of amenities)

미국의 경우 연방수질오염관리법(Federal Water Pollution Control Act)에 열에너지 배출에 관한 별도의 조항을 두고 있다. 이에 근거해 각 주 정부는 독자적인 관리규정을 제정한다. 특히 뉴욕주는 하구 역에 있는 발전소들에 대해 2003년부터 냉각방법을 관류냉각식에서 폐쇄순환식으로 전환하는 것을 조건으로 재허가서를 발급하고 있으며, 워싱턴주와 오리건주는 연어의 회유로 보호를 위해 강력한 열오염 규제를 시행하고 있다.7)

한국도 2007년 1월 해양환경관리법이 제정·공포됐지만, 온배수의 해양배출을 해양오염의 한 형태로 볼 것인가에 대해서는 모호하다는 지적이다. 해당 법 제2조제2호에 따르면 해양오염이란 ‘해양환경 보전 및 활용에 관한 법률’ 제2조제3호에 따른 해양오염을 말한다.8) 해양환경 보전 및 활용에 관한 법률 제2조제3호에서는 “해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인하여 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다”고 규정하고 있다.9)



1994년 한국원자력연구원의 <원전 주변 해수 유동 및 온배수 확산 해석 연구> 보고서에는 “해양으로 방출되는 온배수는 주변 해양환경 및 생태계에 여러 영향을 주게 된다. 발전소 정상 가동 시 온배수는 인근 해양으로 유출돼 해수에 혼합된 후 함께 이동하게 된다. 이때 배출된 온배수는 주변 해역의 해양환경을 인위적으로 변화시켜 해양생태계에 영향을 미치며 수온을 상승시켜 온도 차에 의한 내부 순환을 일으킨다”고 기재돼있다.10)

수중의 모든 물리, 화학, 생물학적 반응속도는 수온에 따라 좌우된다. 해양생물의 지리적 분포는 수온이 따라 구획되며, 수중에서의 생리작용도 수온에 따라 달라진다. 적정 수온의 범위 내에서는 수온 상승이 해양생물의 성장을 촉진하지만 임계 수온 이상에서는 생물의 생체리듬이 깨지면서 서식 범위 축소 등의 원인이 되고 사망까지 초래할 수 있다.

일반적으로 수온이 올라가면 해수 밀도가 감소하고 용존산소의 용해도를 감소시킨다. 발전소 온배수에 의해 해수 온도가 27.2℃에서 31℃로 상승할 경우, 부착성 군집구조가 우세하게 되며, 37℃ 이상의 수온에서는 수주고둥 및 따개비류를 제외한 모든 동식물이 소멸하게 된다.12)

온배수는 배수구에서 방출된 후 주위 해수와 혼합된다. 발전소가 위치한 지역에 따라 온배수의 확산범위는 다르지만, 일반적으로 배수구(원전) 기준 1.5~2.5km로 알려졌다. 그러나 온배수의 영향이 미치는 범위는 어디까지인지 온배수가 실질적으로 해양생태계에 미치는 영향은 어느 정도인지를 둘러싼 논란은 여전하다. 조사기관에 따라 결과가 널뛰기도 한다. 온배수를 둘러싼 발전사업자와 어업 종사자 간 분쟁은 지속하고 있지만 대부분 피해보상에만 관심이 집중될 뿐 구체적인 제도 확립과 분석은 흐지부지되기 일쑤라는 지적이다.

3. 따뜻해지는 바다와 이산화탄소 배출

바다는 기후변화의 완급을 조절하는 역할을 한다. 기후변화의 과정은 대기권 현상보다는 바다와 밀접한 관련이 있다. 메커니즘을 좀 더 들여다보자면 순환계 유지 원동력은 바람과 해수 밀도분포의 차이에서 기인한다. 해수 밀도는 수온과 염분에 의해 결정되며 태양 복사열과 강수, 증발, 결빙, 해빙, 강을 통한 담수 유입 등이 밀도 변수로 작용한다. 열과 이산화탄소 등의 온실기체는 바다와 대기 사이 끊임없는 교환 과정을 통해 재분배되며, 해수면에서 열과 온실기체의 교환이 발생한다.13)



바다 수온이 비정상적으로 높아지면 슈퍼태풍의 발생 가능성이 커지고 해수에 축적된 이산화탄소가 대기로 방출되는 양이 늘어난다. 해양은 인류가 매년 방출하는 이산화탄소의 약 30%를 흡수하는 것으로 추정된다. 이는 식물과 토양이 흡수하는 양의 3배다. 바다 온도 1℃가 상승할 경우 해양이 끌어안고 있던 이산화탄소 2%가 대기 중으로 배출된다. <바다, 지구온난화를 말하다>에서 이재학 박사는 “해양 수온을 높이는 행위는 삼림 벌채와 비슷하다”고 언급한 바 있다.14)

발전소가 밀집한 동해 지역은 정말 뜨거워지고 있을까. 한국 주변 해역의 해면 수위 상승 원인으로는 열팽창이 거론되고 있다. 2007년 해양연구원 조사에 따르면 과거 100년 동안 동해 표층 수온은 약 2℃ 상승했다. 1985년 이후 연평균 0.06℃의 상승률을 보였는데 이는 전 지구 해양의 표층 수온 평균 상승률(0.04℃)보다 높은 수준이다.15)

한국 및 일본 연안에서의 해수면 상승률은 최근 30년간 연평균 3.2mm 상승률을 보였지만 최근 9년, 14년간에는 각각 6.5mm/년, 6.4mm/년 상승한 것으로 밝혀져 90년대 들어 증가한 높은 상승률이 최근까지 유지되고 있는 것으로 연구원은 분석했다. 이런 결과는 전 지구 해양 변화의 평균값보다 높은 것으로 한국의 주변 해역이 기후변화에 대한 반응이 크다는 것을 의미한다.16)

2007년 포항공대 이기택 교수팀은 바닷물의 수직 순환이 지구온난화에 따른 수온 변화에 영향을 받는다는 사실을 처음 확인했다. 동해의 이산화탄소 흡수량이 1992~1999년(매년 약 800만t의 이산화탄소를 흡수) 대비 1999~2007년에는 절반 이하로 줄었다는 것이다. 바다는 해수면에서 300m 지점까지는 표층수, 그 이하는 중층/심해로 구분된다. 아울러 수심 200~1000m에는 영구(수온)약층이 존재한다. 수심이 깊어짐에 따라 수온이 급격하게 감소하는 해수층이며, 상대적으로 따뜻하고 잘 혼합돼있는 표층수 아래에 위치한다. 수온약층 아래에 있는 심층수 수온은 해저에 이르기까지 서서히 감소한다는 특징이 있다.

이산화탄소는 표층수에 녹았다가 깊은 바다로 이동하게 되는데 표층수와 심층수는 100년 주기로 뒤바뀐다. 표층수가 깊은 바다로 이동하는 현상을 수직 순환이라고 한다. 이 교수팀은 2008년 러시아 관측선에서 수심 3500m까지 이산화탄소 함유량을 측정한 결과 300m 이하에서는 ‘대기 중’ 이산화탄소가 거의 발견되지 않는다는 사실을 발견했다.

원래 동해는 바닷물의 수직 순환이 활발한 지역이었지만 표층수 수온이 상승하면서 수직 순환이 제대로 이뤄지지 않고 있다는 설명이다. 이 교수팀에 따르면 지난 200년 동안 동해가 흡수한 이산화탄소는 4억t으로 이는 한국이 2003년 방출한 이산화탄소 총량의 3배다.17)18)

그렇다면 표층수 수온 상승에 영향을 주는 요인들은 무엇이 있을까. 기온이 오르기 때문에 바닷물 수온이 상승하고 녹아있던 이산화탄소가 대기 중으로 방출되는 것이 일반적인 메커니즘이다. 그중 하나로 지목된 것이 바로 발전소 온배수다. 발전소 온배수가 해양에 어느 정도의 영향을 미치는지를 두고 과거부터 논란이 지속된 바 있다.

4. 원전 온배수와 해양 수온

원자력발전 온배수를 중심으로 분석하려는 이유는 열효율이 화력발전보다 상대적으로 떨어진다는 점과 화력발전이 다량의 이산화탄소를 내뿜는 주범이라는 인식에 비해 원자력발전은 탄소를 단 1g도 배출하지 않는다는 잘못된 인식이 있기 때문이다. 온배수가 해양에 미치는 영향을 분석한다면 원전 전체 운전 주기에 걸친 이산화탄소 배출량 측정도 가능할 것으로 보인다.



교토대학 원자력연구소의 고이데 히로아키 박사는 ‘원전은 거대한 해수온난장치’라고 언급한 바 있다. 그는 자신의 저서를 통해 “내가 원자력 공부를 시작했던 무렵 당시 도쿄대 조교수였던 미토 이와오 선생은 ‘원자력발전소라고 부르는 것은 옳지 않아. 정확히 말하자면 바다 데우기 장치’라고 내게 가르쳐주셨다. (중략) 100만kW 원자력발전소의 경우 1초에 바닷물 70t의 온도를 7℃ 상승시킨다. 유량이 1초에 70t이 넘는 하천은 일본 전체에서도 30개가 채 되지 않는다. (중략) 일본 원전에서 배출하는 온배수 총량은 연간 1000억t에 이른다. 일본의 모든 하천 유량으로 환산해보면 강물을 약 2℃씩 데우고 있는 셈”이라고 설명한 바 있다.19)

원전에서 사용되는 냉각수는 크게 3가지로 나뉜다. 원자로에서 우라늄 핵분열로 만들어진 열에너지를 전달받는 1차 냉각수와 증기발생기를 통과하면서 증기로 변환돼 터빈을 돌리는 2차 냉각수, 터빈에서 배출되는 증기를 다시 물로 응축시키기 위한 3차 냉각수가 있다. 3차 냉각수의 경우 해안가 주변에 있는 원전은 바닷물을, 내륙은 강물이나 호수, 저수지 물을 사용한다. 3차 냉각수가 바로 원전에서 배출되는 온배수다.

국내 100만kW급 원전 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50∼60t으로 알려졌다. 온배수는 취수 전보다 수온이 높지만, 바다로 방출되면 주위 다른 바닷물과 혼합돼 수온이 떨어진다는 것이 원전업계 측 입장이다. 온배수 영향이 미치는 범위는 배수구 주변 극히 제한된 곳일 뿐만 아니라 온배수 영향만을 명확하게 규명하는 것은 어렵다는 것. 또 온배수 영향을 받는 해양생물은 극히 제한된 종에 국한되며 실태 조사를 통해 보상하고 있을 뿐만 아니라 온배수를 이용한 어류장 조성은 주변 어민들에게 오히려 도움이 된다는 입장이다.20) 그러나 높은 온도의 물은 온약층과 잘 혼합되지 않으며 연안류를 따라 표층으로 확산한다는 주장도 있다.

한국의 원자력발전소는 정상적으로 가동할 경우 20°C 이상의 온배수가 주변으로 방출되며, 여름에는 30°C 이상의 온배수가 방출되고 있다. 1983년 고리원자력발전소 1호기 배수로에서 관찰된 해조류 11종은 발전소 가동 관련 국내에서 처음으로 보고된 내열종이다.21)

과거 언론 보도에서도 원전 온배수 배출과 인근 해역의 수온과의 관계에 대해 다룬 내용이 간혹 발견된다. 1993년 11월 <매일경제> 등의 보도에 따르면 원전 온배수로 인해 고리와 울진(한울) 원전 인근 해역 바닷물 온도가 1.2~1.6℃ 상승해 해양에 영향을 미친다는 조사 결과가 나왔다. 부산수산진흥원 한상복 박사는 <핵발전소 연안 수온분포> 보고서를 통해 2기의 원전이 가동 중(1993년 11월 기준)인 울진 지역의 경우 발전소에서 5km ᄄᅠᆯ어진 지점에서 측정한 바닷물 평균온도가 가동 전 5년(1983~1987년) 동안 온도인 14.3℃ 대비 가동 후 5년(1988~1992년) 온도인 15.9℃ 사이에 격차가 있다는 것이다.

고리 지역의 경우 원자력발전이 시작되기 전인 1970년의 평균 수온이 15.27℃였는데 1호기가 가동 중이었던 1979년에는 16.18℃로, 4호기가 모두 가동 중인 1990년에는 16.52℃로 높아졌다. 한 박사는 보고서를 통해 “특히 고리 원전의 경우 온배수가 연안 수온 상승에 어느 정도 영향을 미쳤는지 정확하게 진단하기는 곤란하지만, 발전소 주변 20km 이내의 연안 해역을 단위로 지난 10년간의 수온 변화를 살펴보면 온배수의 영향을 충분히 짐작할 수 있다”고 설명했다.22)23)24)

2000년대에도 비슷한 보도가 이어졌다. 2004년과 2006년 한나라당 이병석 의원은 국회 산업자원위원회(현 산업통상자원벤처위원회) 국정감사를 통해 원전 온배수와 인근 해역 수온 상승과의 상관관계를 지적했다. 2004년 국감에서 이 의원은 “영광원전의 경우 온배수로 인해 반경 2~3㎞ 안의 바닷물 온도가 주변 지역보다 7℃ 높은 것으로 나타났고, 월성원전과 울진원전 부근도 각각 5℃ 높은 것으로 조사됐다”고 밝혔다.25)26)

또 2006년에는 “온배수 영향으로 동해안에 있는 고리, 울진, 월성원전 인근 10km 이내 해역의 수온이 지난 1996년에 비해 1.2℃에서 최대 4℃까지 상승했다”라고 언급했다. 이 의원에 따르면 현재 각 원전이 바다로 배출하고 있는 온배수는 △고리가 초당 201㎥ △영광 337.2㎥ △월성 144㎥ △울진은 초당 318㎥로 나타났다. 이는 전 국민의 상수도 급수량인 초당 180㎥를 훨씬 웃도는 수치라며 온배수 대책 마련을 촉구했다.

<현대해양> 보도에서 1993년 한 박사는 <고리 연안의 수온분포> 논문을 통해 “초당 200t의 온배수가 수온 상승에 영향을 준다. 발전소 인근 12km 지점에서 수온을 측정한 결과 발전 전보다 1.2℃의 수온 상승이 있었다”라며 발전 5년 전과 5년 후의 자료를 비교 분석해 발표했다. 그는 “원자력발전소가 배출하는 온배수 영향은 발전소 반경 30km까지 미친다. 특히 미역 등 겨울 양식업에는 큰 피해를 준다”라고 강조한 바 있다.27)

온배수로 인한 해양생태계 교란으로 사업자와 주민 간 갈등은 지난 몇 년간 꾸준히 이어졌다. 특히 고리 원전이 소재한 기장군 어민들은 지속해서 피해를 호소하고 있다. 2000년대 초부터 기장군 어업피해대책위원회는 고리원전이 상업 가동을 시작한 뒤 인근 해역 수온이 상승하고 해조류 생산량이 급감하는 등 온배수가 해양생태계에 부정적인 영향을 미치고 있다는 주장을 지속 제기해왔다. 어대위는 기장 지역 18개 어촌계 1600여 명의 어민으로 구성됐다.

2006년 한국수력원자력 고리원자력본부는 어대위와 온배수 배출로 인한 어업인 피해조사를 하기로 합의했다. 한수원과 어대위는 조사기관으로 부경대와 해양대를 각각 추천했고, 두 기관이 공동으로 조사에 착수했다. 원전 온배수 확산범위는 5.7km, 어업 피해는 7.8km까지 이른다는 조사 결과가 발표됐지만 어대위 측은 부실 조사 의혹을 제기하며 재조사를 요구했다. 논란이 지속되자 한수원은 어대위가 추천한 전남대와 경상대 중 전남대를 선정했고, 전남대는 보완조사에 나섰다.28)

그러나 이번에는 한수원 측에서 용역 결과를 받아들이지 않았다. 전남대 보고서에서는 온배수 확산범위가 8.45㎞, 어업 피해는 11.5㎞로 나타났다. 2015년부터 한수원은 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 시작했고, 전남대 용역을 인정할 수 없다는 이유로 용역비 청구 반환소송을 제기했다. 어대위의 반발이 이어진 가운데 2017년 서울중앙지법은 용역비 반환소송에서 원고 패소를 선고했고, 지난 3월 서울고등법원은 원고 항소를 기각했다. 법원 판단을 두고 양측 입장이 또 갈렸다. 한수원은 여전히 전남대 용역 결과를 인정하지 않았으며 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 진행하면서 민-민 갈등까지 불거지고 있다.29)

2003년 6월 대법원은 원전의 온배수 배출이 환경오염에 해당한다는 판례를 남겼다. 대법원은 “환경정책기본법 제3조 제4호의 ‘환경오염이란 사업 활동 기타 사람의 활동에 따라 발생하는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 해양오염, 방사능오염, 소음·진동, 악취 등으로서 사람의 건강이나 환경에 피해를 주는 상태를 말한다’라고 규정하고 있으므로, 원전냉각수 순환 시 발생하는 온배수의 배출은 사람의 활동으로 자연환경에 영향을 주는 수질오염 또는 해양오염으로서 환경오염에 해당한다“고 판시했다.

다만 배출구 인근 양식장의 어류가 집단 폐사한 것은 원전에서의 온배수 배출행위와 해수 온도 상승이라는 자연력이 복합적으로 작용했기 때문에 손해 배상 범위 결정 시 자연력의 기여도를 고려하는 것이 타당하다고 봤다.30)

원전 온배수 관련 최근 판례는 지난 4월 전북 고창군 어민들과 상인들이 영광원전 온배수로 피해를 봤다며 한수원을 상대로 제기했던 소송의 항소심 결과다. 이들은 2001년 대책위를 구성해 사업자와 협상에 나섰고 보상 여부는 법원 판결에 따르기로 한 바 있다. 서울고등법원은 1심과 마찬가지로 원고 패소로 판결했다. 항소심 재판부는 “영광원전 가동으로 인한 온배수 배출은 통상적으로 발생하는 것으로 어업권자들에게 일반적인 한도를 넘는 정도로 이례적인 손해가 발생했다고 볼 만한 자료가 없다”고 판시했다.31)

온배수 배출을 둘러싼 논란은 현재 진행형이다. 환경영향평가를 담당한 기관에 따라 온배수의 피해 범위와 어느 정도의 영향을 미치는지가 달라지기 때문이다. 조사 결과를 둘러싼 논란은 사업자와 어민 간 분쟁으로 이어지고 이는 다시 민-민 갈등으로 확대되면서 지역사회는 분열된다.

문제는 온배수 배출기준 등 별도의 규제 제도가 미흡하다는 것이다. 발전사들은 환경영향평가를 통해 일정 부분 보상을 제공할 뿐만 아니라 온배수를 활용한 양식장 조성으로 큰 문제가 없다는 입장이다. 그러나 실제로 활용되는 온배수조차 저조한 실정이다.

지난해 국감에서 김정호 더불어민주당 의원이 6개 발전사로부터 제출받은 ‘온배수 활용 현황’ 자료에 따르면 한수원은 5개의 원전 중 2개 발전소에서만 온배수를 활용하고 있으며, 지난해 1~8월까지 활용량은 전체 배출량(198.71억t)의 0.002% 수준에 불과했다. 화력발전소를 운영 중인 서부발전도 2019년 배출한 온배수 65.6억t에 비해 활용량은 0.07%로 집계됐다.

원전을 비롯한 발전소 온배수가 주변 해역의 수온 상승에 미치는 영향은 제한적일까. 온배수 배출행위는 인위적인 것으로, 해수 온도 상승은 자연력으로 구분하고 별도로 봐야 할까. 바다가 따뜻해지는 원인에 대해 일각에서는 발전소 온배수가 바닷물 상승의 근본적인 원인이라며 온배수를 기상변수로 포함해야 한다는 주장도 제기하고 있다.

원자력발전 전 주기의 정확한 이산화탄소 발생량을 측정하기 위해 온배수가 바다에 미치는 영향에 대한 조사는 필수다. 과거부터 원전 온배수 문제를 주의 깊게 들여다봤다는 이병환 영덕신규핵발전소반대범대책위원회 공동대표는 “이산화탄소가 마지막으로 향하는 곳이 바다인데 해역 온도가 상승하면서 바다에 녹아있던 것조차 대기 중으로 방출되고 있다”면서 “주변 해역 온도가 1℃ 상승하면 육지 온도는 3.6℃ 상승한다. 탄소세보다는 온배수세를 신설할 필요가 있다고 본다”고 말했다.

5. 온배수 관련 ‘명시적인’ 규정이 없다?

5-1. 한국 온배수 관리규정의 사각지대

해양관리관리법 제2조제11호에 의하면 ‘오염물질’이란 해양에 유입 또는 해양으로 배출돼 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 폐기물·기름·유해액체물질 및 포장유해물질을 말한다. 오염물질을 관리하기 위해 해양수산부는 동법 제22조에 따라 선박과 해양 공간으로 구분하고, 오염물질을 해양에 배출하는 것으로 원칙적으로 금지하고 있다.

현재 온배수 관련 직접적인 규정을 가진 법률은 존재하지 않으나 이산화탄소의 경우 해양환경관리법 제4장 대기오염방지를 위한 규제에서 규율하고 있다. 다만 온배수는 해양환경관리법 제2조2호의 ʻ해양오염ʼ에 포함될 여지는 존재한다. 해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인해 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다.32)33)

온배수와 관련된 법률은 해양환경관리법을 비롯해 △해양환경의 보전 및 활용에 관한 법률 △공유수면 관리 및 매립에 관한 법률 △환경정책기본법이 있다. 그러나 어느 법률도 온배수 배출에 관해 명시적으로 표현된 법률은 없어 법적 사각지대에 놓여 있다는 지적이다. 온배수를 열에너지원으로 보고 있는 상황에서 해양오염의 원인 물질로 볼 수 있을지는 해석상 논란이 존재한다는 것이다. 다만 물환경보전법 시행규칙에서 오염물질 배출수의 온도를 40℃로 규정하고 있다.34) 그러나 관련 규정은 소량의 오염물질이 해양으로 유입될 때 해당하므로 온배수 배출기준을 통한 관리규정으로 보기에는 한계가 있다는 의견도 있다.

특히 원전의 경우 환경문제에서도 산업통상자원부에서 대부분 관리되고 있으며, 전기사업법 및 환경영향평가법에서 발전시설로 인한 일반적인 환경에 대한 현황 및 문제점에 대해서만 다루고 있을 뿐이다.

2008년 산자부와 해수부는 ‘통합해양관리법’을 둘러싸고 갈등을 빚기도 했다. 관 지름 60㎝ 이상 취배수 시설을 해양시설로 규정할 것인지 아닌지가 관건이었다. 규정대로라면 화력/원자력발전소의 취배수 시설은 해양시설에 포함된다. 그러나 산자부는 이런 시설이 전원개발촉진법에서 규정한 전기사업용 설비지 해수부 소관 사항이 아니라는 주장을 고수했다. 양 부처의 갈등은 당시 정부조직개편안 협상 타결로 마무리됐고, 해수부는 새 정부에서 국토해양부에 흡수 통합된 바 있다.37)

5-2. 외국의 온배수 관련 규정

세계 각국에서는 1960년대부터 발전소 가동에 따른 온배수의 영향에 관심을 보여왔다. 1970년대에 두 차례에 걸쳐 열생태학 분야의 대규모 심포지엄이 열리면서 연구 결과가 축적됐고, 수온의 변화가 해조류의 생장과 분포에 미치는 영향이 다각적으로 분석된 바 있다.38)

미국에서는 연방수질오염관리법을 통해 열물질 배출 관리에 관한 사항을 규정하고 있으며, 이에 근거해 주별로 관리제도를 운용하고 있다. 미국 대부분 주는 여름철 고수온기의 온도 차이를 0.8℃를 기준으로 하고 있으며, 그 외에는 2.2℃를 적용하고 있다.39)

캘리포니아주는 자연 수온이 높으므로 온배수 배출에 대해 강한 규제를 시행하고 있다. 구체적으로 △최대배출허용 수온 상승 폭은 11℃ 이하, 혼합구역에서 허용되는 최대수온은 30℃ 이하 △만과 하구의 경우 해역면적의 25% 이상에서 수온 상승 폭이 0.5℃ 이하 등이다.

플로리다주의 경우 연안역에서 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 32℃ 이하이며, 최대수온 상승 폭으로 6~8월까지는 배출구 기준 1℃ 이하, 9월부터 이듬해 5월까지는 2.2℃ 이하로 한다. 원해에서의 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 36℃로 하고, 최대 수온 상승 폭은 허용 수온의 범위 이내에서 9.5℃로 한다.40)

일본의 경우 수질오탁방지법 제2장 배출수에 관한 규제 제3조제1항에 따라 온배수 배출이 규정되어 있다. 발전소별 소속 지방자치단체의 기준에 의해 수온 상승 폭이 규정되고 있으며, 온배수 온도 차이를 7℃ 정도로 보고, 이상이면 위법으로 처리하고 있다. 발전소가 허가를 받고 가동 중인 경우에도 환경영향평가법에 따라 가동 후 온배수 관리를 하게 되며, 사후조사와 모니터링 조사의 방법으로 시행된다. 또 온배수의 체계적 관리를 위해 해양생물환경연구소를 운영하고 있다.41)

5-3. 개선 방안

해양환경보전법 제2조 제3호에서 에너지를 해양오염의 한 원인으로 규정하고 있지만 ‘해양에서 발생하는 에너지’에 온배수를 포함하기 위해서는 별도의 근거 규정이 필요하다.


▲출처: <발전시설과 온배수 관리를 위한 제도 개선에 관한 연구(환경법과 정책 제21권)>

발전소에서는 터빈을 돌리고 나온 증기를 복수기(condenser)에서 물로 변환시킬 때 바닷물을 냉각수로 사용한다. 취수된 해수는 복수기에서 열 치환 후 바다로 되돌려 보낸다. 관류냉각방식의 복수기 설계에 따라 차이는 있지만, 복수기 양쪽 끝에서의 온도 차이는 저온복수기가 6~11℃, 고온복수기가 14~17℃ 범위다. 양쪽 끝 온도 차는 14℃ 내외다. 한국에서는 통상 저온복수기를 사용하고 있지만 고온복수기를 사용하는 발전소가 늘어나는 추세다.5)


▲석탄화력발전의 원리(출처: 한국남동발전 홈페이지)


화력 및 원자력발전소에서는 석탄 등 화석원료를 연소시키거나, 우라늄 핵분열에 의한 열의 일부분만 전력으로 전환되고 나머지는 폐열로 분류돼 외부로 배출된다. 일반적으로 발전소 열효율은 화력발전이 40% 내외, 원자력발전이 35% 정도다. 화력발전의 경우 액화천연가스(LNG)를 연료로 이용한다면 49% 이상의 열효율 달성이 가능하다.2)3) 원자력발전이 화력발전보다 열효율이 낮은 이유는 연료 건전성의 제약으로 인해 터빈으로 보내는 증기 온도를 약 280℃까지밖에 올릴 수 없기 때문으로 알려졌다.4)

원전을 기준으로 본다면 발생에너지의 35% 정도만 발전에 사용하고 나머지는 온배수로 버려진다는 뜻이다. 이러한 폐열 처리방식으로는 관류냉각방식과 냉각탑방식, 자연냉각방식 등이 있다. 이중 가장 간편하고 저렴한 방식은 가까운 수원에서 표층수를 취수해 냉각수로 쓰고 온배수를 다시 배출하는 방식이다. 한국의 화력·원자력발전소는 대부분 관류냉각방식이다.



발전소에서는 터빈을 돌리고 나온 증기를 복수기(condenser)에서 물로 변환시킬 때 바닷물을 냉각수로 사용한다. 취수된 해수는 복수기에서 열 치환 후 바다로 되돌려 보낸다. 관류냉각방식의 복수기 설계에 따라 차이는 있지만, 복수기 양쪽 끝에서의 온도 차이는 저온복수기가 6~11℃, 고온복수기가 14~17℃ 범위다. 양쪽 끝 온도 차는 14℃ 내외다. 한국에서는 통상 저온복수기를 사용하고 있지만 고온복수기를 사용하는 발전소가 늘어나는 추세다.5)


▲출처: 한수원 및 5개 발전사(김정호 의원실 재구성)


전력 사용량이 늘어나면 온배수 배출량도 늘어난다. 화력발전과 원자력발전 온배수를 비교해보면 한국수력원자력과 5개 발전사의 2020년 1월부터 8월까지 온배수 배출량은 총 399.25억t으로 집계됐다. 평균온도는 취수 전보다 7.2℃ 높았다. 총배출량 가운데 198.71억t이 원전에서, 200.54t이 화력발전소에서 배출됐다. 한울원전이 56.25억t으로 27개 발전소 가운데 가장 많은 배출량을 기록했다.6)

2. 발전소 온배수와 해양 수온

발전소 온배수가 논란이 되는 이유는 수온 상승 때문이다. 발전소 온배수는 취수 전인 자연 해수 대비 수온이 연평균 약 7℃ 정도 높으며, 100만kW급의 발전소 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50~60t이다. 온배수는 취수 전에 비해 따뜻해진 상태로 해양에 배출된다는 점에서 수산업적 피해와 해역 온도 상승, 나아가 해양에 흡수됐던 이산화탄소가 다시 대기로 방출되는 원인으로 작용한다는 점에서 그동안 논란이 됐다. 즉 온배수는 ‘열오염(thermal pollution)’이라는 것이다.

유엔해양법협약(United Nations Convention on the Law of the Sea)에서는 에너지의 해양유입을 오염의 한 형태로 보고 있다. 제1장 서언 제1항 용어 사용과 범위에서 “해양환경오염이란 생물자원과 해양생물에 대한 손상, 인간의 건강에 대한 위험, 어업과 그 밖의 적법한 해양이용을 포함한 해양활동에 대한 장애, 해수 이용에 의한 수질 악화 및 쾌적도 감소 등과 같은 해로운 결과를 가져오거나 가져올 가능성이 있는 물질이나 에너지를 인간이 직접 또는 간접적으로 강어귀를 포함한 해양환경에 들여오는 것을 말한다”라고 정의하고 있다.

(원문: ‘pollution of the marine environment’ means the introduction by man, directly or indirectly, of substances or energy into the marine environment, including estuaries, which results or is likely to result in such deleterious effects as harm to living resources and marine life, hazards to human health, hindrance to marine activities, including fishing and other legitimate uses of the sea, impairment of quality for use of sea water and reduction of amenities)

미국의 경우 연방수질오염관리법(Federal Water Pollution Control Act)에 열에너지 배출에 관한 별도의 조항을 두고 있다. 이에 근거해 각 주 정부는 독자적인 관리규정을 제정한다. 특히 뉴욕주는 하구 역에 있는 발전소들에 대해 2003년부터 냉각방법을 관류냉각식에서 폐쇄순환식으로 전환하는 것을 조건으로 재허가서를 발급하고 있으며, 워싱턴주와 오리건주는 연어의 회유로 보호를 위해 강력한 열오염 규제를 시행하고 있다.7)

한국도 2007년 1월 해양환경관리법이 제정·공포됐지만, 온배수의 해양배출을 해양오염의 한 형태로 볼 것인가에 대해서는 모호하다는 지적이다. 해당 법 제2조제2호에 따르면 해양오염이란 ‘해양환경 보전 및 활용에 관한 법률’ 제2조제3호에 따른 해양오염을 말한다.8) 해양환경 보전 및 활용에 관한 법률 제2조제3호에서는 “해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인하여 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다”고 규정하고 있다.9)



1994년 한국원자력연구원의 <원전 주변 해수 유동 및 온배수 확산 해석 연구> 보고서에는 “해양으로 방출되는 온배수는 주변 해양환경 및 생태계에 여러 영향을 주게 된다. 발전소 정상 가동 시 온배수는 인근 해양으로 유출돼 해수에 혼합된 후 함께 이동하게 된다. 이때 배출된 온배수는 주변 해역의 해양환경을 인위적으로 변화시켜 해양생태계에 영향을 미치며 수온을 상승시켜 온도 차에 의한 내부 순환을 일으킨다”고 기재돼있다.10)

수중의 모든 물리, 화학, 생물학적 반응속도는 수온에 따라 좌우된다. 해양생물의 지리적 분포는 수온이 따라 구획되며, 수중에서의 생리작용도 수온에 따라 달라진다. 적정 수온의 범위 내에서는 수온 상승이 해양생물의 성장을 촉진하지만 임계 수온 이상에서는 생물의 생체리듬이 깨지면서 서식 범위 축소 등의 원인이 되고 사망까지 초래할 수 있다.

일반적으로 수온이 올라가면 해수 밀도가 감소하고 용존산소의 용해도를 감소시킨다. 발전소 온배수에 의해 해수 온도가 27.2℃에서 31℃로 상승할 경우, 부착성 군집구조가 우세하게 되며, 37℃ 이상의 수온에서는 수주고둥 및 따개비류를 제외한 모든 동식물이 소멸하게 된다.12)

온배수는 배수구에서 방출된 후 주위 해수와 혼합된다. 발전소가 위치한 지역에 따라 온배수의 확산범위는 다르지만, 일반적으로 배수구(원전) 기준 1.5~2.5km로 알려졌다. 그러나 온배수의 영향이 미치는 범위는 어디까지인지 온배수가 실질적으로 해양생태계에 미치는 영향은 어느 정도인지를 둘러싼 논란은 여전하다. 조사기관에 따라 결과가 널뛰기도 한다. 온배수를 둘러싼 발전사업자와 어업 종사자 간 분쟁은 지속하고 있지만 대부분 피해보상에만 관심이 집중될 뿐 구체적인 제도 확립과 분석은 흐지부지되기 일쑤라는 지적이다.

3. 따뜻해지는 바다와 이산화탄소 배출

바다는 기후변화의 완급을 조절하는 역할을 한다. 기후변화의 과정은 대기권 현상보다는 바다와 밀접한 관련이 있다. 메커니즘을 좀 더 들여다보자면 순환계 유지 원동력은 바람과 해수 밀도분포의 차이에서 기인한다. 해수 밀도는 수온과 염분에 의해 결정되며 태양 복사열과 강수, 증발, 결빙, 해빙, 강을 통한 담수 유입 등이 밀도 변수로 작용한다. 열과 이산화탄소 등의 온실기체는 바다와 대기 사이 끊임없는 교환 과정을 통해 재분배되며, 해수면에서 열과 온실기체의 교환이 발생한다.13)



바다 수온이 비정상적으로 높아지면 슈퍼태풍의 발생 가능성이 커지고 해수에 축적된 이산화탄소가 대기로 방출되는 양이 늘어난다. 해양은 인류가 매년 방출하는 이산화탄소의 약 30%를 흡수하는 것으로 추정된다. 이는 식물과 토양이 흡수하는 양의 3배다. 바다 온도 1℃가 상승할 경우 해양이 끌어안고 있던 이산화탄소 2%가 대기 중으로 배출된다. <바다, 지구온난화를 말하다>에서 이재학 박사는 “해양 수온을 높이는 행위는 삼림 벌채와 비슷하다”고 언급한 바 있다.14)

발전소가 밀집한 동해 지역은 정말 뜨거워지고 있을까. 한국 주변 해역의 해면 수위 상승 원인으로는 열팽창이 거론되고 있다. 2007년 해양연구원 조사에 따르면 과거 100년 동안 동해 표층 수온은 약 2℃ 상승했다. 1985년 이후 연평균 0.06℃의 상승률을 보였는데 이는 전 지구 해양의 표층 수온 평균 상승률(0.04℃)보다 높은 수준이다.15)

한국 및 일본 연안에서의 해수면 상승률은 최근 30년간 연평균 3.2mm 상승률을 보였지만 최근 9년, 14년간에는 각각 6.5mm/년, 6.4mm/년 상승한 것으로 밝혀져 90년대 들어 증가한 높은 상승률이 최근까지 유지되고 있는 것으로 연구원은 분석했다. 이런 결과는 전 지구 해양 변화의 평균값보다 높은 것으로 한국의 주변 해역이 기후변화에 대한 반응이 크다는 것을 의미한다.16)

2007년 포항공대 이기택 교수팀은 바닷물의 수직 순환이 지구온난화에 따른 수온 변화에 영향을 받는다는 사실을 처음 확인했다. 동해의 이산화탄소 흡수량이 1992~1999년(매년 약 800만t의 이산화탄소를 흡수) 대비 1999~2007년에는 절반 이하로 줄었다는 것이다. 바다는 해수면에서 300m 지점까지는 표층수, 그 이하는 중층/심해로 구분된다. 아울러 수심 200~1000m에는 영구(수온)약층이 존재한다. 수심이 깊어짐에 따라 수온이 급격하게 감소하는 해수층이며, 상대적으로 따뜻하고 잘 혼합돼있는 표층수 아래에 위치한다. 수온약층 아래에 있는 심층수 수온은 해저에 이르기까지 서서히 감소한다는 특징이 있다.

이산화탄소는 표층수에 녹았다가 깊은 바다로 이동하게 되는데 표층수와 심층수는 100년 주기로 뒤바뀐다. 표층수가 깊은 바다로 이동하는 현상을 수직 순환이라고 한다. 이 교수팀은 2008년 러시아 관측선에서 수심 3500m까지 이산화탄소 함유량을 측정한 결과 300m 이하에서는 ‘대기 중’ 이산화탄소가 거의 발견되지 않는다는 사실을 발견했다.

원래 동해는 바닷물의 수직 순환이 활발한 지역이었지만 표층수 수온이 상승하면서 수직 순환이 제대로 이뤄지지 않고 있다는 설명이다. 이 교수팀에 따르면 지난 200년 동안 동해가 흡수한 이산화탄소는 4억t으로 이는 한국이 2003년 방출한 이산화탄소 총량의 3배다.17)18)

그렇다면 표층수 수온 상승에 영향을 주는 요인들은 무엇이 있을까. 기온이 오르기 때문에 바닷물 수온이 상승하고 녹아있던 이산화탄소가 대기 중으로 방출되는 것이 일반적인 메커니즘이다. 그중 하나로 지목된 것이 바로 발전소 온배수다. 발전소 온배수가 해양에 어느 정도의 영향을 미치는지를 두고 과거부터 논란이 지속된 바 있다.

4. 원전 온배수와 해양 수온

원자력발전 온배수를 중심으로 분석하려는 이유는 열효율이 화력발전보다 상대적으로 떨어진다는 점과 화력발전이 다량의 이산화탄소를 내뿜는 주범이라는 인식에 비해 원자력발전은 탄소를 단 1g도 배출하지 않는다는 잘못된 인식이 있기 때문이다. 온배수가 해양에 미치는 영향을 분석한다면 원전 전체 운전 주기에 걸친 이산화탄소 배출량 측정도 가능할 것으로 보인다.



교토대학 원자력연구소의 고이데 히로아키 박사는 ‘원전은 거대한 해수온난장치’라고 언급한 바 있다. 그는 자신의 저서를 통해 “내가 원자력 공부를 시작했던 무렵 당시 도쿄대 조교수였던 미토 이와오 선생은 ‘원자력발전소라고 부르는 것은 옳지 않아. 정확히 말하자면 바다 데우기 장치’라고 내게 가르쳐주셨다. (중략) 100만kW 원자력발전소의 경우 1초에 바닷물 70t의 온도를 7℃ 상승시킨다. 유량이 1초에 70t이 넘는 하천은 일본 전체에서도 30개가 채 되지 않는다. (중략) 일본 원전에서 배출하는 온배수 총량은 연간 1000억t에 이른다. 일본의 모든 하천 유량으로 환산해보면 강물을 약 2℃씩 데우고 있는 셈”이라고 설명한 바 있다.19)

원전에서 사용되는 냉각수는 크게 3가지로 나뉜다. 원자로에서 우라늄 핵분열로 만들어진 열에너지를 전달받는 1차 냉각수와 증기발생기를 통과하면서 증기로 변환돼 터빈을 돌리는 2차 냉각수, 터빈에서 배출되는 증기를 다시 물로 응축시키기 위한 3차 냉각수가 있다. 3차 냉각수의 경우 해안가 주변에 있는 원전은 바닷물을, 내륙은 강물이나 호수, 저수지 물을 사용한다. 3차 냉각수가 바로 원전에서 배출되는 온배수다.

국내 100만kW급 원전 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50∼60t으로 알려졌다. 온배수는 취수 전보다 수온이 높지만, 바다로 방출되면 주위 다른 바닷물과 혼합돼 수온이 떨어진다는 것이 원전업계 측 입장이다. 온배수 영향이 미치는 범위는 배수구 주변 극히 제한된 곳일 뿐만 아니라 온배수 영향만을 명확하게 규명하는 것은 어렵다는 것. 또 온배수 영향을 받는 해양생물은 극히 제한된 종에 국한되며 실태 조사를 통해 보상하고 있을 뿐만 아니라 온배수를 이용한 어류장 조성은 주변 어민들에게 오히려 도움이 된다는 입장이다.20) 그러나 높은 온도의 물은 온약층과 잘 혼합되지 않으며 연안류를 따라 표층으로 확산한다는 주장도 있다.

한국의 원자력발전소는 정상적으로 가동할 경우 20°C 이상의 온배수가 주변으로 방출되며, 여름에는 30°C 이상의 온배수가 방출되고 있다. 1983년 고리원자력발전소 1호기 배수로에서 관찰된 해조류 11종은 발전소 가동 관련 국내에서 처음으로 보고된 내열종이다.21)

과거 언론 보도에서도 원전 온배수 배출과 인근 해역의 수온과의 관계에 대해 다룬 내용이 간혹 발견된다. 1993년 11월 <매일경제> 등의 보도에 따르면 원전 온배수로 인해 고리와 울진(한울) 원전 인근 해역 바닷물 온도가 1.2~1.6℃ 상승해 해양에 영향을 미친다는 조사 결과가 나왔다. 부산수산진흥원 한상복 박사는 <핵발전소 연안 수온분포> 보고서를 통해 2기의 원전이 가동 중(1993년 11월 기준)인 울진 지역의 경우 발전소에서 5km ᄄᅠᆯ어진 지점에서 측정한 바닷물 평균온도가 가동 전 5년(1983~1987년) 동안 온도인 14.3℃ 대비 가동 후 5년(1988~1992년) 온도인 15.9℃ 사이에 격차가 있다는 것이다.

고리 지역의 경우 원자력발전이 시작되기 전인 1970년의 평균 수온이 15.27℃였는데 1호기가 가동 중이었던 1979년에는 16.18℃로, 4호기가 모두 가동 중인 1990년에는 16.52℃로 높아졌다. 한 박사는 보고서를 통해 “특히 고리 원전의 경우 온배수가 연안 수온 상승에 어느 정도 영향을 미쳤는지 정확하게 진단하기는 곤란하지만, 발전소 주변 20km 이내의 연안 해역을 단위로 지난 10년간의 수온 변화를 살펴보면 온배수의 영향을 충분히 짐작할 수 있다”고 설명했다.22)23)24)

2000년대에도 비슷한 보도가 이어졌다. 2004년과 2006년 한나라당 이병석 의원은 국회 산업자원위원회(현 산업통상자원벤처위원회) 국정감사를 통해 원전 온배수와 인근 해역 수온 상승과의 상관관계를 지적했다. 2004년 국감에서 이 의원은 “영광원전의 경우 온배수로 인해 반경 2~3㎞ 안의 바닷물 온도가 주변 지역보다 7℃ 높은 것으로 나타났고, 월성원전과 울진원전 부근도 각각 5℃ 높은 것으로 조사됐다”고 밝혔다.25)26)

또 2006년에는 “온배수 영향으로 동해안에 있는 고리, 울진, 월성원전 인근 10km 이내 해역의 수온이 지난 1996년에 비해 1.2℃에서 최대 4℃까지 상승했다”라고 언급했다. 이 의원에 따르면 현재 각 원전이 바다로 배출하고 있는 온배수는 △고리가 초당 201㎥ △영광 337.2㎥ △월성 144㎥ △울진은 초당 318㎥로 나타났다. 이는 전 국민의 상수도 급수량인 초당 180㎥를 훨씬 웃도는 수치라며 온배수 대책 마련을 촉구했다.

<현대해양> 보도에서 1993년 한 박사는 <고리 연안의 수온분포> 논문을 통해 “초당 200t의 온배수가 수온 상승에 영향을 준다. 발전소 인근 12km 지점에서 수온을 측정한 결과 발전 전보다 1.2℃의 수온 상승이 있었다”라며 발전 5년 전과 5년 후의 자료를 비교 분석해 발표했다. 그는 “원자력발전소가 배출하는 온배수 영향은 발전소 반경 30km까지 미친다. 특히 미역 등 겨울 양식업에는 큰 피해를 준다”라고 강조한 바 있다.27)

온배수로 인한 해양생태계 교란으로 사업자와 주민 간 갈등은 지난 몇 년간 꾸준히 이어졌다. 특히 고리 원전이 소재한 기장군 어민들은 지속해서 피해를 호소하고 있다. 2000년대 초부터 기장군 어업피해대책위원회는 고리원전이 상업 가동을 시작한 뒤 인근 해역 수온이 상승하고 해조류 생산량이 급감하는 등 온배수가 해양생태계에 부정적인 영향을 미치고 있다는 주장을 지속 제기해왔다. 어대위는 기장 지역 18개 어촌계 1600여 명의 어민으로 구성됐다.

2006년 한국수력원자력 고리원자력본부는 어대위와 온배수 배출로 인한 어업인 피해조사를 하기로 합의했다. 한수원과 어대위는 조사기관으로 부경대와 해양대를 각각 추천했고, 두 기관이 공동으로 조사에 착수했다. 원전 온배수 확산범위는 5.7km, 어업 피해는 7.8km까지 이른다는 조사 결과가 발표됐지만 어대위 측은 부실 조사 의혹을 제기하며 재조사를 요구했다. 논란이 지속되자 한수원은 어대위가 추천한 전남대와 경상대 중 전남대를 선정했고, 전남대는 보완조사에 나섰다.28)

그러나 이번에는 한수원 측에서 용역 결과를 받아들이지 않았다. 전남대 보고서에서는 온배수 확산범위가 8.45㎞, 어업 피해는 11.5㎞로 나타났다. 2015년부터 한수원은 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 시작했고, 전남대 용역을 인정할 수 없다는 이유로 용역비 청구 반환소송을 제기했다. 어대위의 반발이 이어진 가운데 2017년 서울중앙지법은 용역비 반환소송에서 원고 패소를 선고했고, 지난 3월 서울고등법원은 원고 항소를 기각했다. 법원 판단을 두고 양측 입장이 또 갈렸다. 한수원은 여전히 전남대 용역 결과를 인정하지 않았으며 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 진행하면서 민-민 갈등까지 불거지고 있다.29)

2003년 6월 대법원은 원전의 온배수 배출이 환경오염에 해당한다는 판례를 남겼다. 대법원은 “환경정책기본법 제3조 제4호의 ‘환경오염이란 사업 활동 기타 사람의 활동에 따라 발생하는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 해양오염, 방사능오염, 소음·진동, 악취 등으로서 사람의 건강이나 환경에 피해를 주는 상태를 말한다’라고 규정하고 있으므로, 원전냉각수 순환 시 발생하는 온배수의 배출은 사람의 활동으로 자연환경에 영향을 주는 수질오염 또는 해양오염으로서 환경오염에 해당한다“고 판시했다.

다만 배출구 인근 양식장의 어류가 집단 폐사한 것은 원전에서의 온배수 배출행위와 해수 온도 상승이라는 자연력이 복합적으로 작용했기 때문에 손해 배상 범위 결정 시 자연력의 기여도를 고려하는 것이 타당하다고 봤다.30)

원전 온배수 관련 최근 판례는 지난 4월 전북 고창군 어민들과 상인들이 영광원전 온배수로 피해를 봤다며 한수원을 상대로 제기했던 소송의 항소심 결과다. 이들은 2001년 대책위를 구성해 사업자와 협상에 나섰고 보상 여부는 법원 판결에 따르기로 한 바 있다. 서울고등법원은 1심과 마찬가지로 원고 패소로 판결했다. 항소심 재판부는 “영광원전 가동으로 인한 온배수 배출은 통상적으로 발생하는 것으로 어업권자들에게 일반적인 한도를 넘는 정도로 이례적인 손해가 발생했다고 볼 만한 자료가 없다”고 판시했다.31)

온배수 배출을 둘러싼 논란은 현재 진행형이다. 환경영향평가를 담당한 기관에 따라 온배수의 피해 범위와 어느 정도의 영향을 미치는지가 달라지기 때문이다. 조사 결과를 둘러싼 논란은 사업자와 어민 간 분쟁으로 이어지고 이는 다시 민-민 갈등으로 확대되면서 지역사회는 분열된다.

문제는 온배수 배출기준 등 별도의 규제 제도가 미흡하다는 것이다. 발전사들은 환경영향평가를 통해 일정 부분 보상을 제공할 뿐만 아니라 온배수를 활용한 양식장 조성으로 큰 문제가 없다는 입장이다. 그러나 실제로 활용되는 온배수조차 저조한 실정이다.

지난해 국감에서 김정호 더불어민주당 의원이 6개 발전사로부터 제출받은 ‘온배수 활용 현황’ 자료에 따르면 한수원은 5개의 원전 중 2개 발전소에서만 온배수를 활용하고 있으며, 지난해 1~8월까지 활용량은 전체 배출량(198.71억t)의 0.002% 수준에 불과했다. 화력발전소를 운영 중인 서부발전도 2019년 배출한 온배수 65.6억t에 비해 활용량은 0.07%로 집계됐다.

원전을 비롯한 발전소 온배수가 주변 해역의 수온 상승에 미치는 영향은 제한적일까. 온배수 배출행위는 인위적인 것으로, 해수 온도 상승은 자연력으로 구분하고 별도로 봐야 할까. 바다가 따뜻해지는 원인에 대해 일각에서는 발전소 온배수가 바닷물 상승의 근본적인 원인이라며 온배수를 기상변수로 포함해야 한다는 주장도 제기하고 있다.

원자력발전 전 주기의 정확한 이산화탄소 발생량을 측정하기 위해 온배수가 바다에 미치는 영향에 대한 조사는 필수다. 과거부터 원전 온배수 문제를 주의 깊게 들여다봤다는 이병환 영덕신규핵발전소반대범대책위원회 공동대표는 “이산화탄소가 마지막으로 향하는 곳이 바다인데 해역 온도가 상승하면서 바다에 녹아있던 것조차 대기 중으로 방출되고 있다”면서 “주변 해역 온도가 1℃ 상승하면 육지 온도는 3.6℃ 상승한다. 탄소세보다는 온배수세를 신설할 필요가 있다고 본다”고 말했다.

5. 온배수 관련 ‘명시적인’ 규정이 없다?

5-1. 한국 온배수 관리규정의 사각지대

해양관리관리법 제2조제11호에 의하면 ‘오염물질’이란 해양에 유입 또는 해양으로 배출돼 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 폐기물·기름·유해액체물질 및 포장유해물질을 말한다. 오염물질을 관리하기 위해 해양수산부는 동법 제22조에 따라 선박과 해양 공간으로 구분하고, 오염물질을 해양에 배출하는 것으로 원칙적으로 금지하고 있다.

현재 온배수 관련 직접적인 규정을 가진 법률은 존재하지 않으나 이산화탄소의 경우 해양환경관리법 제4장 대기오염방지를 위한 규제에서 규율하고 있다. 다만 온배수는 해양환경관리법 제2조2호의 ʻ해양오염ʼ에 포함될 여지는 존재한다. 해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인해 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다.32)33)

온배수와 관련된 법률은 해양환경관리법을 비롯해 △해양환경의 보전 및 활용에 관한 법률 △공유수면 관리 및 매립에 관한 법률 △환경정책기본법이 있다. 그러나 어느 법률도 온배수 배출에 관해 명시적으로 표현된 법률은 없어 법적 사각지대에 놓여 있다는 지적이다. 온배수를 열에너지원으로 보고 있는 상황에서 해양오염의 원인 물질로 볼 수 있을지는 해석상 논란이 존재한다는 것이다. 다만 물환경보전법 시행규칙에서 오염물질 배출수의 온도를 40℃로 규정하고 있다.34) 그러나 관련 규정은 소량의 오염물질이 해양으로 유입될 때 해당하므로 온배수 배출기준을 통한 관리규정으로 보기에는 한계가 있다는 의견도 있다.

특히 원전의 경우 환경문제에서도 산업통상자원부에서 대부분 관리되고 있으며, 전기사업법 및 환경영향평가법에서 발전시설로 인한 일반적인 환경에 대한 현황 및 문제점에 대해서만 다루고 있을 뿐이다.

2008년 산자부와 해수부는 ‘통합해양관리법’을 둘러싸고 갈등을 빚기도 했다. 관 지름 60㎝ 이상 취배수 시설을 해양시설로 규정할 것인지 아닌지가 관건이었다. 규정대로라면 화력/원자력발전소의 취배수 시설은 해양시설에 포함된다. 그러나 산자부는 이런 시설이 전원개발촉진법에서 규정한 전기사업용 설비지 해수부 소관 사항이 아니라는 주장을 고수했다. 양 부처의 갈등은 당시 정부조직개편안 협상 타결로 마무리됐고, 해수부는 새 정부에서 국토해양부에 흡수 통합된 바 있다.37)

5-2. 외국의 온배수 관련 규정

세계 각국에서는 1960년대부터 발전소 가동에 따른 온배수의 영향에 관심을 보여왔다. 1970년대에 두 차례에 걸쳐 열생태학 분야의 대규모 심포지엄이 열리면서 연구 결과가 축적됐고, 수온의 변화가 해조류의 생장과 분포에 미치는 영향이 다각적으로 분석된 바 있다.38)

미국에서는 연방수질오염관리법을 통해 열물질 배출 관리에 관한 사항을 규정하고 있으며, 이에 근거해 주별로 관리제도를 운용하고 있다. 미국 대부분 주는 여름철 고수온기의 온도 차이를 0.8℃를 기준으로 하고 있으며, 그 외에는 2.2℃를 적용하고 있다.39)

캘리포니아주는 자연 수온이 높으므로 온배수 배출에 대해 강한 규제를 시행하고 있다. 구체적으로 △최대배출허용 수온 상승 폭은 11℃ 이하, 혼합구역에서 허용되는 최대수온은 30℃ 이하 △만과 하구의 경우 해역면적의 25% 이상에서 수온 상승 폭이 0.5℃ 이하 등이다.

플로리다주의 경우 연안역에서 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 32℃ 이하이며, 최대수온 상승 폭으로 6~8월까지는 배출구 기준 1℃ 이하, 9월부터 이듬해 5월까지는 2.2℃ 이하로 한다. 원해에서의 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 36℃로 하고, 최대 수온 상승 폭은 허용 수온의 범위 이내에서 9.5℃로 한다.40)

일본의 경우 수질오탁방지법 제2장 배출수에 관한 규제 제3조제1항에 따라 온배수 배출이 규정되어 있다. 발전소별 소속 지방자치단체의 기준에 의해 수온 상승 폭이 규정되고 있으며, 온배수 온도 차이를 7℃ 정도로 보고, 이상이면 위법으로 처리하고 있다. 발전소가 허가를 받고 가동 중인 경우에도 환경영향평가법에 따라 가동 후 온배수 관리를 하게 되며, 사후조사와 모니터링 조사의 방법으로 시행된다. 또 온배수의 체계적 관리를 위해 해양생물환경연구소를 운영하고 있다.41)

5-3. 개선 방안

해양환경보전법 제2조 제3호에서 에너지를 해양오염의 한 원인으로 규정하고 있지만 ‘해양에서 발생하는 에너지’에 온배수를 포함하기 위해서는 별도의 근거 규정이 필요하다.


▲출처: <발전시설과 온배수 관리를 위한 제도 개선에 관한 연구(환경법과 정책 제21권)>
▲출처: 한수원 및 5개 발전사(김정호 의원실 재구성)

전력 사용량이 늘어나면 온배수 배출량도 늘어난다. 화력발전과 원자력발전 온배수를 비교해보면 한국수력원자력과 5개 발전사의 2020년 1월부터 8월까지 온배수 배출량은 총 399.25억t으로 집계됐다. 평균온도는 취수 전보다 7.2℃ 높았다. 총배출량 가운데 198.71억t이 원전에서, 200.54t이 화력발전소에서 배출됐다. 한울원전이 56.25억t으로 27개 발전소 가운데 가장 많은 배출량을 기록했다.6)

2. 발전소 온배수와 해양 수온

발전소 온배수가 논란이 되는 이유는 수온 상승 때문이다. 발전소 온배수는 취수 전인 자연 해수 대비 수온이 연평균 약 7℃ 정도 높으며, 100만kW급의 발전소 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50~60t이다. 온배수는 취수 전에 비해 따뜻해진 상태로 해양에 배출된다는 점에서 수산업적 피해와 해역 온도 상승, 나아가 해양에 흡수됐던 이산화탄소가 다시 대기로 방출되는 원인으로 작용한다는 점에서 그동안 논란이 됐다. 즉 온배수는 ‘열오염(thermal pollution)’이라는 것이다.

유엔해양법협약(United Nations Convention on the Law of the Sea)에서는 에너지의 해양유입을 오염의 한 형태로 보고 있다. 제1장 서언 제1항 용어 사용과 범위에서 “해양환경오염이란 생물자원과 해양생물에 대한 손상, 인간의 건강에 대한 위험, 어업과 그 밖의 적법한 해양이용을 포함한 해양활동에 대한 장애, 해수 이용에 의한 수질 악화 및 쾌적도 감소 등과 같은 해로운 결과를 가져오거나 가져올 가능성이 있는 물질이나 에너지를 인간이 직접 또는 간접적으로 강어귀를 포함한 해양환경에 들여오는 것을 말한다”라고 정의하고 있다.

(원문: ‘pollution of the marine environment’ means the introduction by man, directly or indirectly, of substances or energy into the marine environment, including estuaries, which results or is likely to result in such deleterious effects as harm to living resources and marine life, hazards to human health, hindrance to marine activities, including fishing and other legitimate uses of the sea, impairment of quality for use of sea water and reduction of amenities)

미국의 경우 연방수질오염관리법(Federal Water Pollution Control Act)에 열에너지 배출에 관한 별도의 조항을 두고 있다. 이에 근거해 각 주 정부는 독자적인 관리규정을 제정한다. 특히 뉴욕주는 하구 역에 있는 발전소들에 대해 2003년부터 냉각방법을 관류냉각식에서 폐쇄순환식으로 전환하는 것을 조건으로 재허가서를 발급하고 있으며, 워싱턴주와 오리건주는 연어의 회유로 보호를 위해 강력한 열오염 규제를 시행하고 있다.7)

한국도 2007년 1월 해양환경관리법이 제정·공포됐지만, 온배수의 해양배출을 해양오염의 한 형태로 볼 것인가에 대해서는 모호하다는 지적이다. 해당 법 제2조제2호에 따르면 해양오염이란 ‘해양환경 보전 및 활용에 관한 법률’ 제2조제3호에 따른 해양오염을 말한다.8) 해양환경 보전 및 활용에 관한 법률 제2조제3호에서는 “해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인하여 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다”고 규정하고 있다.9)


▲석탄화력발전의 원리(출처: 한국남동발전 홈페이지)


화력 및 원자력발전소에서는 석탄 등 화석원료를 연소시키거나, 우라늄 핵분열에 의한 열의 일부분만 전력으로 전환되고 나머지는 폐열로 분류돼 외부로 배출된다. 일반적으로 발전소 열효율은 화력발전이 40% 내외, 원자력발전이 35% 정도다. 화력발전의 경우 액화천연가스(LNG)를 연료로 이용한다면 49% 이상의 열효율 달성이 가능하다.2)3) 원자력발전이 화력발전보다 열효율이 낮은 이유는 연료 건전성의 제약으로 인해 터빈으로 보내는 증기 온도를 약 280℃까지밖에 올릴 수 없기 때문으로 알려졌다.4)

원전을 기준으로 본다면 발생에너지의 35% 정도만 발전에 사용하고 나머지는 온배수로 버려진다는 뜻이다. 이러한 폐열 처리방식으로는 관류냉각방식과 냉각탑방식, 자연냉각방식 등이 있다. 이중 가장 간편하고 저렴한 방식은 가까운 수원에서 표층수를 취수해 냉각수로 쓰고 온배수를 다시 배출하는 방식이다. 한국의 화력·원자력발전소는 대부분 관류냉각방식이다.



발전소에서는 터빈을 돌리고 나온 증기를 복수기(condenser)에서 물로 변환시킬 때 바닷물을 냉각수로 사용한다. 취수된 해수는 복수기에서 열 치환 후 바다로 되돌려 보낸다. 관류냉각방식의 복수기 설계에 따라 차이는 있지만, 복수기 양쪽 끝에서의 온도 차이는 저온복수기가 6~11℃, 고온복수기가 14~17℃ 범위다. 양쪽 끝 온도 차는 14℃ 내외다. 한국에서는 통상 저온복수기를 사용하고 있지만 고온복수기를 사용하는 발전소가 늘어나는 추세다.5)


▲출처: 한수원 및 5개 발전사(김정호 의원실 재구성)


전력 사용량이 늘어나면 온배수 배출량도 늘어난다. 화력발전과 원자력발전 온배수를 비교해보면 한국수력원자력과 5개 발전사의 2020년 1월부터 8월까지 온배수 배출량은 총 399.25억t으로 집계됐다. 평균온도는 취수 전보다 7.2℃ 높았다. 총배출량 가운데 198.71억t이 원전에서, 200.54t이 화력발전소에서 배출됐다. 한울원전이 56.25억t으로 27개 발전소 가운데 가장 많은 배출량을 기록했다.6)

2. 발전소 온배수와 해양 수온

발전소 온배수가 논란이 되는 이유는 수온 상승 때문이다. 발전소 온배수는 취수 전인 자연 해수 대비 수온이 연평균 약 7℃ 정도 높으며, 100만kW급의 발전소 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50~60t이다. 온배수는 취수 전에 비해 따뜻해진 상태로 해양에 배출된다는 점에서 수산업적 피해와 해역 온도 상승, 나아가 해양에 흡수됐던 이산화탄소가 다시 대기로 방출되는 원인으로 작용한다는 점에서 그동안 논란이 됐다. 즉 온배수는 ‘열오염(thermal pollution)’이라는 것이다.

유엔해양법협약(United Nations Convention on the Law of the Sea)에서는 에너지의 해양유입을 오염의 한 형태로 보고 있다. 제1장 서언 제1항 용어 사용과 범위에서 “해양환경오염이란 생물자원과 해양생물에 대한 손상, 인간의 건강에 대한 위험, 어업과 그 밖의 적법한 해양이용을 포함한 해양활동에 대한 장애, 해수 이용에 의한 수질 악화 및 쾌적도 감소 등과 같은 해로운 결과를 가져오거나 가져올 가능성이 있는 물질이나 에너지를 인간이 직접 또는 간접적으로 강어귀를 포함한 해양환경에 들여오는 것을 말한다”라고 정의하고 있다.

(원문: ‘pollution of the marine environment’ means the introduction by man, directly or indirectly, of substances or energy into the marine environment, including estuaries, which results or is likely to result in such deleterious effects as harm to living resources and marine life, hazards to human health, hindrance to marine activities, including fishing and other legitimate uses of the sea, impairment of quality for use of sea water and reduction of amenities)

미국의 경우 연방수질오염관리법(Federal Water Pollution Control Act)에 열에너지 배출에 관한 별도의 조항을 두고 있다. 이에 근거해 각 주 정부는 독자적인 관리규정을 제정한다. 특히 뉴욕주는 하구 역에 있는 발전소들에 대해 2003년부터 냉각방법을 관류냉각식에서 폐쇄순환식으로 전환하는 것을 조건으로 재허가서를 발급하고 있으며, 워싱턴주와 오리건주는 연어의 회유로 보호를 위해 강력한 열오염 규제를 시행하고 있다.7)

한국도 2007년 1월 해양환경관리법이 제정·공포됐지만, 온배수의 해양배출을 해양오염의 한 형태로 볼 것인가에 대해서는 모호하다는 지적이다. 해당 법 제2조제2호에 따르면 해양오염이란 ‘해양환경 보전 및 활용에 관한 법률’ 제2조제3호에 따른 해양오염을 말한다.8) 해양환경 보전 및 활용에 관한 법률 제2조제3호에서는 “해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인하여 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다”고 규정하고 있다.9)



1994년 한국원자력연구원의 <원전 주변 해수 유동 및 온배수 확산 해석 연구> 보고서에는 “해양으로 방출되는 온배수는 주변 해양환경 및 생태계에 여러 영향을 주게 된다. 발전소 정상 가동 시 온배수는 인근 해양으로 유출돼 해수에 혼합된 후 함께 이동하게 된다. 이때 배출된 온배수는 주변 해역의 해양환경을 인위적으로 변화시켜 해양생태계에 영향을 미치며 수온을 상승시켜 온도 차에 의한 내부 순환을 일으킨다”고 기재돼있다.10)

수중의 모든 물리, 화학, 생물학적 반응속도는 수온에 따라 좌우된다. 해양생물의 지리적 분포는 수온이 따라 구획되며, 수중에서의 생리작용도 수온에 따라 달라진다. 적정 수온의 범위 내에서는 수온 상승이 해양생물의 성장을 촉진하지만 임계 수온 이상에서는 생물의 생체리듬이 깨지면서 서식 범위 축소 등의 원인이 되고 사망까지 초래할 수 있다.

일반적으로 수온이 올라가면 해수 밀도가 감소하고 용존산소의 용해도를 감소시킨다. 발전소 온배수에 의해 해수 온도가 27.2℃에서 31℃로 상승할 경우, 부착성 군집구조가 우세하게 되며, 37℃ 이상의 수온에서는 수주고둥 및 따개비류를 제외한 모든 동식물이 소멸하게 된다.12)

온배수는 배수구에서 방출된 후 주위 해수와 혼합된다. 발전소가 위치한 지역에 따라 온배수의 확산범위는 다르지만, 일반적으로 배수구(원전) 기준 1.5~2.5km로 알려졌다. 그러나 온배수의 영향이 미치는 범위는 어디까지인지 온배수가 실질적으로 해양생태계에 미치는 영향은 어느 정도인지를 둘러싼 논란은 여전하다. 조사기관에 따라 결과가 널뛰기도 한다. 온배수를 둘러싼 발전사업자와 어업 종사자 간 분쟁은 지속하고 있지만 대부분 피해보상에만 관심이 집중될 뿐 구체적인 제도 확립과 분석은 흐지부지되기 일쑤라는 지적이다.

3. 따뜻해지는 바다와 이산화탄소 배출

바다는 기후변화의 완급을 조절하는 역할을 한다. 기후변화의 과정은 대기권 현상보다는 바다와 밀접한 관련이 있다. 메커니즘을 좀 더 들여다보자면 순환계 유지 원동력은 바람과 해수 밀도분포의 차이에서 기인한다. 해수 밀도는 수온과 염분에 의해 결정되며 태양 복사열과 강수, 증발, 결빙, 해빙, 강을 통한 담수 유입 등이 밀도 변수로 작용한다. 열과 이산화탄소 등의 온실기체는 바다와 대기 사이 끊임없는 교환 과정을 통해 재분배되며, 해수면에서 열과 온실기체의 교환이 발생한다.13)



바다 수온이 비정상적으로 높아지면 슈퍼태풍의 발생 가능성이 커지고 해수에 축적된 이산화탄소가 대기로 방출되는 양이 늘어난다. 해양은 인류가 매년 방출하는 이산화탄소의 약 30%를 흡수하는 것으로 추정된다. 이는 식물과 토양이 흡수하는 양의 3배다. 바다 온도 1℃가 상승할 경우 해양이 끌어안고 있던 이산화탄소 2%가 대기 중으로 배출된다. <바다, 지구온난화를 말하다>에서 이재학 박사는 “해양 수온을 높이는 행위는 삼림 벌채와 비슷하다”고 언급한 바 있다.14)

발전소가 밀집한 동해 지역은 정말 뜨거워지고 있을까. 한국 주변 해역의 해면 수위 상승 원인으로는 열팽창이 거론되고 있다. 2007년 해양연구원 조사에 따르면 과거 100년 동안 동해 표층 수온은 약 2℃ 상승했다. 1985년 이후 연평균 0.06℃의 상승률을 보였는데 이는 전 지구 해양의 표층 수온 평균 상승률(0.04℃)보다 높은 수준이다.15)

한국 및 일본 연안에서의 해수면 상승률은 최근 30년간 연평균 3.2mm 상승률을 보였지만 최근 9년, 14년간에는 각각 6.5mm/년, 6.4mm/년 상승한 것으로 밝혀져 90년대 들어 증가한 높은 상승률이 최근까지 유지되고 있는 것으로 연구원은 분석했다. 이런 결과는 전 지구 해양 변화의 평균값보다 높은 것으로 한국의 주변 해역이 기후변화에 대한 반응이 크다는 것을 의미한다.16)

2007년 포항공대 이기택 교수팀은 바닷물의 수직 순환이 지구온난화에 따른 수온 변화에 영향을 받는다는 사실을 처음 확인했다. 동해의 이산화탄소 흡수량이 1992~1999년(매년 약 800만t의 이산화탄소를 흡수) 대비 1999~2007년에는 절반 이하로 줄었다는 것이다. 바다는 해수면에서 300m 지점까지는 표층수, 그 이하는 중층/심해로 구분된다. 아울러 수심 200~1000m에는 영구(수온)약층이 존재한다. 수심이 깊어짐에 따라 수온이 급격하게 감소하는 해수층이며, 상대적으로 따뜻하고 잘 혼합돼있는 표층수 아래에 위치한다. 수온약층 아래에 있는 심층수 수온은 해저에 이르기까지 서서히 감소한다는 특징이 있다.

이산화탄소는 표층수에 녹았다가 깊은 바다로 이동하게 되는데 표층수와 심층수는 100년 주기로 뒤바뀐다. 표층수가 깊은 바다로 이동하는 현상을 수직 순환이라고 한다. 이 교수팀은 2008년 러시아 관측선에서 수심 3500m까지 이산화탄소 함유량을 측정한 결과 300m 이하에서는 ‘대기 중’ 이산화탄소가 거의 발견되지 않는다는 사실을 발견했다.

원래 동해는 바닷물의 수직 순환이 활발한 지역이었지만 표층수 수온이 상승하면서 수직 순환이 제대로 이뤄지지 않고 있다는 설명이다. 이 교수팀에 따르면 지난 200년 동안 동해가 흡수한 이산화탄소는 4억t으로 이는 한국이 2003년 방출한 이산화탄소 총량의 3배다.17)18)

그렇다면 표층수 수온 상승에 영향을 주는 요인들은 무엇이 있을까. 기온이 오르기 때문에 바닷물 수온이 상승하고 녹아있던 이산화탄소가 대기 중으로 방출되는 것이 일반적인 메커니즘이다. 그중 하나로 지목된 것이 바로 발전소 온배수다. 발전소 온배수가 해양에 어느 정도의 영향을 미치는지를 두고 과거부터 논란이 지속된 바 있다.

4. 원전 온배수와 해양 수온

원자력발전 온배수를 중심으로 분석하려는 이유는 열효율이 화력발전보다 상대적으로 떨어진다는 점과 화력발전이 다량의 이산화탄소를 내뿜는 주범이라는 인식에 비해 원자력발전은 탄소를 단 1g도 배출하지 않는다는 잘못된 인식이 있기 때문이다. 온배수가 해양에 미치는 영향을 분석한다면 원전 전체 운전 주기에 걸친 이산화탄소 배출량 측정도 가능할 것으로 보인다.



교토대학 원자력연구소의 고이데 히로아키 박사는 ‘원전은 거대한 해수온난장치’라고 언급한 바 있다. 그는 자신의 저서를 통해 “내가 원자력 공부를 시작했던 무렵 당시 도쿄대 조교수였던 미토 이와오 선생은 ‘원자력발전소라고 부르는 것은 옳지 않아. 정확히 말하자면 바다 데우기 장치’라고 내게 가르쳐주셨다. (중략) 100만kW 원자력발전소의 경우 1초에 바닷물 70t의 온도를 7℃ 상승시킨다. 유량이 1초에 70t이 넘는 하천은 일본 전체에서도 30개가 채 되지 않는다. (중략) 일본 원전에서 배출하는 온배수 총량은 연간 1000억t에 이른다. 일본의 모든 하천 유량으로 환산해보면 강물을 약 2℃씩 데우고 있는 셈”이라고 설명한 바 있다.19)

원전에서 사용되는 냉각수는 크게 3가지로 나뉜다. 원자로에서 우라늄 핵분열로 만들어진 열에너지를 전달받는 1차 냉각수와 증기발생기를 통과하면서 증기로 변환돼 터빈을 돌리는 2차 냉각수, 터빈에서 배출되는 증기를 다시 물로 응축시키기 위한 3차 냉각수가 있다. 3차 냉각수의 경우 해안가 주변에 있는 원전은 바닷물을, 내륙은 강물이나 호수, 저수지 물을 사용한다. 3차 냉각수가 바로 원전에서 배출되는 온배수다.

국내 100만kW급 원전 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50∼60t으로 알려졌다. 온배수는 취수 전보다 수온이 높지만, 바다로 방출되면 주위 다른 바닷물과 혼합돼 수온이 떨어진다는 것이 원전업계 측 입장이다. 온배수 영향이 미치는 범위는 배수구 주변 극히 제한된 곳일 뿐만 아니라 온배수 영향만을 명확하게 규명하는 것은 어렵다는 것. 또 온배수 영향을 받는 해양생물은 극히 제한된 종에 국한되며 실태 조사를 통해 보상하고 있을 뿐만 아니라 온배수를 이용한 어류장 조성은 주변 어민들에게 오히려 도움이 된다는 입장이다.20) 그러나 높은 온도의 물은 온약층과 잘 혼합되지 않으며 연안류를 따라 표층으로 확산한다는 주장도 있다.

한국의 원자력발전소는 정상적으로 가동할 경우 20°C 이상의 온배수가 주변으로 방출되며, 여름에는 30°C 이상의 온배수가 방출되고 있다. 1983년 고리원자력발전소 1호기 배수로에서 관찰된 해조류 11종은 발전소 가동 관련 국내에서 처음으로 보고된 내열종이다.21)

과거 언론 보도에서도 원전 온배수 배출과 인근 해역의 수온과의 관계에 대해 다룬 내용이 간혹 발견된다. 1993년 11월 <매일경제> 등의 보도에 따르면 원전 온배수로 인해 고리와 울진(한울) 원전 인근 해역 바닷물 온도가 1.2~1.6℃ 상승해 해양에 영향을 미친다는 조사 결과가 나왔다. 부산수산진흥원 한상복 박사는 <핵발전소 연안 수온분포> 보고서를 통해 2기의 원전이 가동 중(1993년 11월 기준)인 울진 지역의 경우 발전소에서 5km ᄄᅠᆯ어진 지점에서 측정한 바닷물 평균온도가 가동 전 5년(1983~1987년) 동안 온도인 14.3℃ 대비 가동 후 5년(1988~1992년) 온도인 15.9℃ 사이에 격차가 있다는 것이다.

고리 지역의 경우 원자력발전이 시작되기 전인 1970년의 평균 수온이 15.27℃였는데 1호기가 가동 중이었던 1979년에는 16.18℃로, 4호기가 모두 가동 중인 1990년에는 16.52℃로 높아졌다. 한 박사는 보고서를 통해 “특히 고리 원전의 경우 온배수가 연안 수온 상승에 어느 정도 영향을 미쳤는지 정확하게 진단하기는 곤란하지만, 발전소 주변 20km 이내의 연안 해역을 단위로 지난 10년간의 수온 변화를 살펴보면 온배수의 영향을 충분히 짐작할 수 있다”고 설명했다.22)23)24)

2000년대에도 비슷한 보도가 이어졌다. 2004년과 2006년 한나라당 이병석 의원은 국회 산업자원위원회(현 산업통상자원벤처위원회) 국정감사를 통해 원전 온배수와 인근 해역 수온 상승과의 상관관계를 지적했다. 2004년 국감에서 이 의원은 “영광원전의 경우 온배수로 인해 반경 2~3㎞ 안의 바닷물 온도가 주변 지역보다 7℃ 높은 것으로 나타났고, 월성원전과 울진원전 부근도 각각 5℃ 높은 것으로 조사됐다”고 밝혔다.25)26)

또 2006년에는 “온배수 영향으로 동해안에 있는 고리, 울진, 월성원전 인근 10km 이내 해역의 수온이 지난 1996년에 비해 1.2℃에서 최대 4℃까지 상승했다”라고 언급했다. 이 의원에 따르면 현재 각 원전이 바다로 배출하고 있는 온배수는 △고리가 초당 201㎥ △영광 337.2㎥ △월성 144㎥ △울진은 초당 318㎥로 나타났다. 이는 전 국민의 상수도 급수량인 초당 180㎥를 훨씬 웃도는 수치라며 온배수 대책 마련을 촉구했다.

<현대해양> 보도에서 1993년 한 박사는 <고리 연안의 수온분포> 논문을 통해 “초당 200t의 온배수가 수온 상승에 영향을 준다. 발전소 인근 12km 지점에서 수온을 측정한 결과 발전 전보다 1.2℃의 수온 상승이 있었다”라며 발전 5년 전과 5년 후의 자료를 비교 분석해 발표했다. 그는 “원자력발전소가 배출하는 온배수 영향은 발전소 반경 30km까지 미친다. 특히 미역 등 겨울 양식업에는 큰 피해를 준다”라고 강조한 바 있다.27)

온배수로 인한 해양생태계 교란으로 사업자와 주민 간 갈등은 지난 몇 년간 꾸준히 이어졌다. 특히 고리 원전이 소재한 기장군 어민들은 지속해서 피해를 호소하고 있다. 2000년대 초부터 기장군 어업피해대책위원회는 고리원전이 상업 가동을 시작한 뒤 인근 해역 수온이 상승하고 해조류 생산량이 급감하는 등 온배수가 해양생태계에 부정적인 영향을 미치고 있다는 주장을 지속 제기해왔다. 어대위는 기장 지역 18개 어촌계 1600여 명의 어민으로 구성됐다.

2006년 한국수력원자력 고리원자력본부는 어대위와 온배수 배출로 인한 어업인 피해조사를 하기로 합의했다. 한수원과 어대위는 조사기관으로 부경대와 해양대를 각각 추천했고, 두 기관이 공동으로 조사에 착수했다. 원전 온배수 확산범위는 5.7km, 어업 피해는 7.8km까지 이른다는 조사 결과가 발표됐지만 어대위 측은 부실 조사 의혹을 제기하며 재조사를 요구했다. 논란이 지속되자 한수원은 어대위가 추천한 전남대와 경상대 중 전남대를 선정했고, 전남대는 보완조사에 나섰다.28)

그러나 이번에는 한수원 측에서 용역 결과를 받아들이지 않았다. 전남대 보고서에서는 온배수 확산범위가 8.45㎞, 어업 피해는 11.5㎞로 나타났다. 2015년부터 한수원은 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 시작했고, 전남대 용역을 인정할 수 없다는 이유로 용역비 청구 반환소송을 제기했다. 어대위의 반발이 이어진 가운데 2017년 서울중앙지법은 용역비 반환소송에서 원고 패소를 선고했고, 지난 3월 서울고등법원은 원고 항소를 기각했다. 법원 판단을 두고 양측 입장이 또 갈렸다. 한수원은 여전히 전남대 용역 결과를 인정하지 않았으며 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 진행하면서 민-민 갈등까지 불거지고 있다.29)

2003년 6월 대법원은 원전의 온배수 배출이 환경오염에 해당한다는 판례를 남겼다. 대법원은 “환경정책기본법 제3조 제4호의 ‘환경오염이란 사업 활동 기타 사람의 활동에 따라 발생하는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 해양오염, 방사능오염, 소음·진동, 악취 등으로서 사람의 건강이나 환경에 피해를 주는 상태를 말한다’라고 규정하고 있으므로, 원전냉각수 순환 시 발생하는 온배수의 배출은 사람의 활동으로 자연환경에 영향을 주는 수질오염 또는 해양오염으로서 환경오염에 해당한다“고 판시했다.

다만 배출구 인근 양식장의 어류가 집단 폐사한 것은 원전에서의 온배수 배출행위와 해수 온도 상승이라는 자연력이 복합적으로 작용했기 때문에 손해 배상 범위 결정 시 자연력의 기여도를 고려하는 것이 타당하다고 봤다.30)

원전 온배수 관련 최근 판례는 지난 4월 전북 고창군 어민들과 상인들이 영광원전 온배수로 피해를 봤다며 한수원을 상대로 제기했던 소송의 항소심 결과다. 이들은 2001년 대책위를 구성해 사업자와 협상에 나섰고 보상 여부는 법원 판결에 따르기로 한 바 있다. 서울고등법원은 1심과 마찬가지로 원고 패소로 판결했다. 항소심 재판부는 “영광원전 가동으로 인한 온배수 배출은 통상적으로 발생하는 것으로 어업권자들에게 일반적인 한도를 넘는 정도로 이례적인 손해가 발생했다고 볼 만한 자료가 없다”고 판시했다.31)

온배수 배출을 둘러싼 논란은 현재 진행형이다. 환경영향평가를 담당한 기관에 따라 온배수의 피해 범위와 어느 정도의 영향을 미치는지가 달라지기 때문이다. 조사 결과를 둘러싼 논란은 사업자와 어민 간 분쟁으로 이어지고 이는 다시 민-민 갈등으로 확대되면서 지역사회는 분열된다.

문제는 온배수 배출기준 등 별도의 규제 제도가 미흡하다는 것이다. 발전사들은 환경영향평가를 통해 일정 부분 보상을 제공할 뿐만 아니라 온배수를 활용한 양식장 조성으로 큰 문제가 없다는 입장이다. 그러나 실제로 활용되는 온배수조차 저조한 실정이다.

지난해 국감에서 김정호 더불어민주당 의원이 6개 발전사로부터 제출받은 ‘온배수 활용 현황’ 자료에 따르면 한수원은 5개의 원전 중 2개 발전소에서만 온배수를 활용하고 있으며, 지난해 1~8월까지 활용량은 전체 배출량(198.71억t)의 0.002% 수준에 불과했다. 화력발전소를 운영 중인 서부발전도 2019년 배출한 온배수 65.6억t에 비해 활용량은 0.07%로 집계됐다.

원전을 비롯한 발전소 온배수가 주변 해역의 수온 상승에 미치는 영향은 제한적일까. 온배수 배출행위는 인위적인 것으로, 해수 온도 상승은 자연력으로 구분하고 별도로 봐야 할까. 바다가 따뜻해지는 원인에 대해 일각에서는 발전소 온배수가 바닷물 상승의 근본적인 원인이라며 온배수를 기상변수로 포함해야 한다는 주장도 제기하고 있다.

원자력발전 전 주기의 정확한 이산화탄소 발생량을 측정하기 위해 온배수가 바다에 미치는 영향에 대한 조사는 필수다. 과거부터 원전 온배수 문제를 주의 깊게 들여다봤다는 이병환 영덕신규핵발전소반대범대책위원회 공동대표는 “이산화탄소가 마지막으로 향하는 곳이 바다인데 해역 온도가 상승하면서 바다에 녹아있던 것조차 대기 중으로 방출되고 있다”면서 “주변 해역 온도가 1℃ 상승하면 육지 온도는 3.6℃ 상승한다. 탄소세보다는 온배수세를 신설할 필요가 있다고 본다”고 말했다.

5. 온배수 관련 ‘명시적인’ 규정이 없다?

5-1. 한국 온배수 관리규정의 사각지대

해양관리관리법 제2조제11호에 의하면 ‘오염물질’이란 해양에 유입 또는 해양으로 배출돼 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 폐기물·기름·유해액체물질 및 포장유해물질을 말한다. 오염물질을 관리하기 위해 해양수산부는 동법 제22조에 따라 선박과 해양 공간으로 구분하고, 오염물질을 해양에 배출하는 것으로 원칙적으로 금지하고 있다.

현재 온배수 관련 직접적인 규정을 가진 법률은 존재하지 않으나 이산화탄소의 경우 해양환경관리법 제4장 대기오염방지를 위한 규제에서 규율하고 있다. 다만 온배수는 해양환경관리법 제2조2호의 ʻ해양오염ʼ에 포함될 여지는 존재한다. 해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인해 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다.32)33)

온배수와 관련된 법률은 해양환경관리법을 비롯해 △해양환경의 보전 및 활용에 관한 법률 △공유수면 관리 및 매립에 관한 법률 △환경정책기본법이 있다. 그러나 어느 법률도 온배수 배출에 관해 명시적으로 표현된 법률은 없어 법적 사각지대에 놓여 있다는 지적이다. 온배수를 열에너지원으로 보고 있는 상황에서 해양오염의 원인 물질로 볼 수 있을지는 해석상 논란이 존재한다는 것이다. 다만 물환경보전법 시행규칙에서 오염물질 배출수의 온도를 40℃로 규정하고 있다.34) 그러나 관련 규정은 소량의 오염물질이 해양으로 유입될 때 해당하므로 온배수 배출기준을 통한 관리규정으로 보기에는 한계가 있다는 의견도 있다.

특히 원전의 경우 환경문제에서도 산업통상자원부에서 대부분 관리되고 있으며, 전기사업법 및 환경영향평가법에서 발전시설로 인한 일반적인 환경에 대한 현황 및 문제점에 대해서만 다루고 있을 뿐이다.

2008년 산자부와 해수부는 ‘통합해양관리법’을 둘러싸고 갈등을 빚기도 했다. 관 지름 60㎝ 이상 취배수 시설을 해양시설로 규정할 것인지 아닌지가 관건이었다. 규정대로라면 화력/원자력발전소의 취배수 시설은 해양시설에 포함된다. 그러나 산자부는 이런 시설이 전원개발촉진법에서 규정한 전기사업용 설비지 해수부 소관 사항이 아니라는 주장을 고수했다. 양 부처의 갈등은 당시 정부조직개편안 협상 타결로 마무리됐고, 해수부는 새 정부에서 국토해양부에 흡수 통합된 바 있다.37)

5-2. 외국의 온배수 관련 규정

세계 각국에서는 1960년대부터 발전소 가동에 따른 온배수의 영향에 관심을 보여왔다. 1970년대에 두 차례에 걸쳐 열생태학 분야의 대규모 심포지엄이 열리면서 연구 결과가 축적됐고, 수온의 변화가 해조류의 생장과 분포에 미치는 영향이 다각적으로 분석된 바 있다.38)

미국에서는 연방수질오염관리법을 통해 열물질 배출 관리에 관한 사항을 규정하고 있으며, 이에 근거해 주별로 관리제도를 운용하고 있다. 미국 대부분 주는 여름철 고수온기의 온도 차이를 0.8℃를 기준으로 하고 있으며, 그 외에는 2.2℃를 적용하고 있다.39)

캘리포니아주는 자연 수온이 높으므로 온배수 배출에 대해 강한 규제를 시행하고 있다. 구체적으로 △최대배출허용 수온 상승 폭은 11℃ 이하, 혼합구역에서 허용되는 최대수온은 30℃ 이하 △만과 하구의 경우 해역면적의 25% 이상에서 수온 상승 폭이 0.5℃ 이하 등이다.

플로리다주의 경우 연안역에서 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 32℃ 이하이며, 최대수온 상승 폭으로 6~8월까지는 배출구 기준 1℃ 이하, 9월부터 이듬해 5월까지는 2.2℃ 이하로 한다. 원해에서의 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 36℃로 하고, 최대 수온 상승 폭은 허용 수온의 범위 이내에서 9.5℃로 한다.40)

일본의 경우 수질오탁방지법 제2장 배출수에 관한 규제 제3조제1항에 따라 온배수 배출이 규정되어 있다. 발전소별 소속 지방자치단체의 기준에 의해 수온 상승 폭이 규정되고 있으며, 온배수 온도 차이를 7℃ 정도로 보고, 이상이면 위법으로 처리하고 있다. 발전소가 허가를 받고 가동 중인 경우에도 환경영향평가법에 따라 가동 후 온배수 관리를 하게 되며, 사후조사와 모니터링 조사의 방법으로 시행된다. 또 온배수의 체계적 관리를 위해 해양생물환경연구소를 운영하고 있다.41)

5-3. 개선 방안

해양환경보전법 제2조 제3호에서 에너지를 해양오염의 한 원인으로 규정하고 있지만 ‘해양에서 발생하는 에너지’에 온배수를 포함하기 위해서는 별도의 근거 규정이 필요하다.


▲출처: <발전시설과 온배수 관리를 위한 제도 개선에 관한 연구(환경법과 정책 제21권)>

1994년 한국원자력연구원의 <원전 주변 해수 유동 및 온배수 확산 해석 연구> 보고서에는 “해양으로 방출되는 온배수는 주변 해양환경 및 생태계에 여러 영향을 주게 된다. 발전소 정상 가동 시 온배수는 인근 해양으로 유출돼 해수에 혼합된 후 함께 이동하게 된다. 이때 배출된 온배수는 주변 해역의 해양환경을 인위적으로 변화시켜 해양생태계에 영향을 미치며 수온을 상승시켜 온도 차에 의한 내부 순환을 일으킨다”고 기재돼있다.10)

수중의 모든 물리, 화학, 생물학적 반응속도는 수온에 따라 좌우된다. 해양생물의 지리적 분포는 수온이 따라 구획되며, 수중에서의 생리작용도 수온에 따라 달라진다. 적정 수온의 범위 내에서는 수온 상승이 해양생물의 성장을 촉진하지만 임계 수온 이상에서는 생물의 생체리듬이 깨지면서 서식 범위 축소 등의 원인이 되고 사망까지 초래할 수 있다.

일반적으로 수온이 올라가면 해수 밀도가 감소하고 용존산소의 용해도를 감소시킨다. 발전소 온배수에 의해 해수 온도가 27.2℃에서 31℃로 상승할 경우, 부착성 군집구조가 우세하게 되며, 37℃ 이상의 수온에서는 수주고둥 및 따개비류를 제외한 모든 동식물이 소멸하게 된다.12)

온배수는 배수구에서 방출된 후 주위 해수와 혼합된다. 발전소가 위치한 지역에 따라 온배수의 확산범위는 다르지만, 일반적으로 배수구(원전) 기준 1.5~2.5km로 알려졌다. 그러나 온배수의 영향이 미치는 범위는 어디까지인지 온배수가 실질적으로 해양생태계에 미치는 영향은 어느 정도인지를 둘러싼 논란은 여전하다. 조사기관에 따라 결과가 널뛰기도 한다. 온배수를 둘러싼 발전사업자와 어업 종사자 간 분쟁은 지속하고 있지만 대부분 피해보상에만 관심이 집중될 뿐 구체적인 제도 확립과 분석은 흐지부지되기 일쑤라는 지적이다.

3. 따뜻해지는 바다와 이산화탄소 배출

바다는 기후변화의 완급을 조절하는 역할을 한다. 기후변화의 과정은 대기권 현상보다는 바다와 밀접한 관련이 있다. 메커니즘을 좀 더 들여다보자면 순환계 유지 원동력은 바람과 해수 밀도분포의 차이에서 기인한다. 해수 밀도는 수온과 염분에 의해 결정되며 태양 복사열과 강수, 증발, 결빙, 해빙, 강을 통한 담수 유입 등이 밀도 변수로 작용한다. 열과 이산화탄소 등의 온실기체는 바다와 대기 사이 끊임없는 교환 과정을 통해 재분배되며, 해수면에서 열과 온실기체의 교환이 발생한다.13)


▲석탄화력발전의 원리(출처: 한국남동발전 홈페이지)


화력 및 원자력발전소에서는 석탄 등 화석원료를 연소시키거나, 우라늄 핵분열에 의한 열의 일부분만 전력으로 전환되고 나머지는 폐열로 분류돼 외부로 배출된다. 일반적으로 발전소 열효율은 화력발전이 40% 내외, 원자력발전이 35% 정도다. 화력발전의 경우 액화천연가스(LNG)를 연료로 이용한다면 49% 이상의 열효율 달성이 가능하다.2)3) 원자력발전이 화력발전보다 열효율이 낮은 이유는 연료 건전성의 제약으로 인해 터빈으로 보내는 증기 온도를 약 280℃까지밖에 올릴 수 없기 때문으로 알려졌다.4)

원전을 기준으로 본다면 발생에너지의 35% 정도만 발전에 사용하고 나머지는 온배수로 버려진다는 뜻이다. 이러한 폐열 처리방식으로는 관류냉각방식과 냉각탑방식, 자연냉각방식 등이 있다. 이중 가장 간편하고 저렴한 방식은 가까운 수원에서 표층수를 취수해 냉각수로 쓰고 온배수를 다시 배출하는 방식이다. 한국의 화력·원자력발전소는 대부분 관류냉각방식이다.



발전소에서는 터빈을 돌리고 나온 증기를 복수기(condenser)에서 물로 변환시킬 때 바닷물을 냉각수로 사용한다. 취수된 해수는 복수기에서 열 치환 후 바다로 되돌려 보낸다. 관류냉각방식의 복수기 설계에 따라 차이는 있지만, 복수기 양쪽 끝에서의 온도 차이는 저온복수기가 6~11℃, 고온복수기가 14~17℃ 범위다. 양쪽 끝 온도 차는 14℃ 내외다. 한국에서는 통상 저온복수기를 사용하고 있지만 고온복수기를 사용하는 발전소가 늘어나는 추세다.5)


▲출처: 한수원 및 5개 발전사(김정호 의원실 재구성)


전력 사용량이 늘어나면 온배수 배출량도 늘어난다. 화력발전과 원자력발전 온배수를 비교해보면 한국수력원자력과 5개 발전사의 2020년 1월부터 8월까지 온배수 배출량은 총 399.25억t으로 집계됐다. 평균온도는 취수 전보다 7.2℃ 높았다. 총배출량 가운데 198.71억t이 원전에서, 200.54t이 화력발전소에서 배출됐다. 한울원전이 56.25억t으로 27개 발전소 가운데 가장 많은 배출량을 기록했다.6)

2. 발전소 온배수와 해양 수온

발전소 온배수가 논란이 되는 이유는 수온 상승 때문이다. 발전소 온배수는 취수 전인 자연 해수 대비 수온이 연평균 약 7℃ 정도 높으며, 100만kW급의 발전소 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50~60t이다. 온배수는 취수 전에 비해 따뜻해진 상태로 해양에 배출된다는 점에서 수산업적 피해와 해역 온도 상승, 나아가 해양에 흡수됐던 이산화탄소가 다시 대기로 방출되는 원인으로 작용한다는 점에서 그동안 논란이 됐다. 즉 온배수는 ‘열오염(thermal pollution)’이라는 것이다.

유엔해양법협약(United Nations Convention on the Law of the Sea)에서는 에너지의 해양유입을 오염의 한 형태로 보고 있다. 제1장 서언 제1항 용어 사용과 범위에서 “해양환경오염이란 생물자원과 해양생물에 대한 손상, 인간의 건강에 대한 위험, 어업과 그 밖의 적법한 해양이용을 포함한 해양활동에 대한 장애, 해수 이용에 의한 수질 악화 및 쾌적도 감소 등과 같은 해로운 결과를 가져오거나 가져올 가능성이 있는 물질이나 에너지를 인간이 직접 또는 간접적으로 강어귀를 포함한 해양환경에 들여오는 것을 말한다”라고 정의하고 있다.

(원문: ‘pollution of the marine environment’ means the introduction by man, directly or indirectly, of substances or energy into the marine environment, including estuaries, which results or is likely to result in such deleterious effects as harm to living resources and marine life, hazards to human health, hindrance to marine activities, including fishing and other legitimate uses of the sea, impairment of quality for use of sea water and reduction of amenities)

미국의 경우 연방수질오염관리법(Federal Water Pollution Control Act)에 열에너지 배출에 관한 별도의 조항을 두고 있다. 이에 근거해 각 주 정부는 독자적인 관리규정을 제정한다. 특히 뉴욕주는 하구 역에 있는 발전소들에 대해 2003년부터 냉각방법을 관류냉각식에서 폐쇄순환식으로 전환하는 것을 조건으로 재허가서를 발급하고 있으며, 워싱턴주와 오리건주는 연어의 회유로 보호를 위해 강력한 열오염 규제를 시행하고 있다.7)

한국도 2007년 1월 해양환경관리법이 제정·공포됐지만, 온배수의 해양배출을 해양오염의 한 형태로 볼 것인가에 대해서는 모호하다는 지적이다. 해당 법 제2조제2호에 따르면 해양오염이란 ‘해양환경 보전 및 활용에 관한 법률’ 제2조제3호에 따른 해양오염을 말한다.8) 해양환경 보전 및 활용에 관한 법률 제2조제3호에서는 “해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인하여 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다”고 규정하고 있다.9)



1994년 한국원자력연구원의 <원전 주변 해수 유동 및 온배수 확산 해석 연구> 보고서에는 “해양으로 방출되는 온배수는 주변 해양환경 및 생태계에 여러 영향을 주게 된다. 발전소 정상 가동 시 온배수는 인근 해양으로 유출돼 해수에 혼합된 후 함께 이동하게 된다. 이때 배출된 온배수는 주변 해역의 해양환경을 인위적으로 변화시켜 해양생태계에 영향을 미치며 수온을 상승시켜 온도 차에 의한 내부 순환을 일으킨다”고 기재돼있다.10)

수중의 모든 물리, 화학, 생물학적 반응속도는 수온에 따라 좌우된다. 해양생물의 지리적 분포는 수온이 따라 구획되며, 수중에서의 생리작용도 수온에 따라 달라진다. 적정 수온의 범위 내에서는 수온 상승이 해양생물의 성장을 촉진하지만 임계 수온 이상에서는 생물의 생체리듬이 깨지면서 서식 범위 축소 등의 원인이 되고 사망까지 초래할 수 있다.

일반적으로 수온이 올라가면 해수 밀도가 감소하고 용존산소의 용해도를 감소시킨다. 발전소 온배수에 의해 해수 온도가 27.2℃에서 31℃로 상승할 경우, 부착성 군집구조가 우세하게 되며, 37℃ 이상의 수온에서는 수주고둥 및 따개비류를 제외한 모든 동식물이 소멸하게 된다.12)

온배수는 배수구에서 방출된 후 주위 해수와 혼합된다. 발전소가 위치한 지역에 따라 온배수의 확산범위는 다르지만, 일반적으로 배수구(원전) 기준 1.5~2.5km로 알려졌다. 그러나 온배수의 영향이 미치는 범위는 어디까지인지 온배수가 실질적으로 해양생태계에 미치는 영향은 어느 정도인지를 둘러싼 논란은 여전하다. 조사기관에 따라 결과가 널뛰기도 한다. 온배수를 둘러싼 발전사업자와 어업 종사자 간 분쟁은 지속하고 있지만 대부분 피해보상에만 관심이 집중될 뿐 구체적인 제도 확립과 분석은 흐지부지되기 일쑤라는 지적이다.

3. 따뜻해지는 바다와 이산화탄소 배출

바다는 기후변화의 완급을 조절하는 역할을 한다. 기후변화의 과정은 대기권 현상보다는 바다와 밀접한 관련이 있다. 메커니즘을 좀 더 들여다보자면 순환계 유지 원동력은 바람과 해수 밀도분포의 차이에서 기인한다. 해수 밀도는 수온과 염분에 의해 결정되며 태양 복사열과 강수, 증발, 결빙, 해빙, 강을 통한 담수 유입 등이 밀도 변수로 작용한다. 열과 이산화탄소 등의 온실기체는 바다와 대기 사이 끊임없는 교환 과정을 통해 재분배되며, 해수면에서 열과 온실기체의 교환이 발생한다.13)



바다 수온이 비정상적으로 높아지면 슈퍼태풍의 발생 가능성이 커지고 해수에 축적된 이산화탄소가 대기로 방출되는 양이 늘어난다. 해양은 인류가 매년 방출하는 이산화탄소의 약 30%를 흡수하는 것으로 추정된다. 이는 식물과 토양이 흡수하는 양의 3배다. 바다 온도 1℃가 상승할 경우 해양이 끌어안고 있던 이산화탄소 2%가 대기 중으로 배출된다. <바다, 지구온난화를 말하다>에서 이재학 박사는 “해양 수온을 높이는 행위는 삼림 벌채와 비슷하다”고 언급한 바 있다.14)

발전소가 밀집한 동해 지역은 정말 뜨거워지고 있을까. 한국 주변 해역의 해면 수위 상승 원인으로는 열팽창이 거론되고 있다. 2007년 해양연구원 조사에 따르면 과거 100년 동안 동해 표층 수온은 약 2℃ 상승했다. 1985년 이후 연평균 0.06℃의 상승률을 보였는데 이는 전 지구 해양의 표층 수온 평균 상승률(0.04℃)보다 높은 수준이다.15)

한국 및 일본 연안에서의 해수면 상승률은 최근 30년간 연평균 3.2mm 상승률을 보였지만 최근 9년, 14년간에는 각각 6.5mm/년, 6.4mm/년 상승한 것으로 밝혀져 90년대 들어 증가한 높은 상승률이 최근까지 유지되고 있는 것으로 연구원은 분석했다. 이런 결과는 전 지구 해양 변화의 평균값보다 높은 것으로 한국의 주변 해역이 기후변화에 대한 반응이 크다는 것을 의미한다.16)

2007년 포항공대 이기택 교수팀은 바닷물의 수직 순환이 지구온난화에 따른 수온 변화에 영향을 받는다는 사실을 처음 확인했다. 동해의 이산화탄소 흡수량이 1992~1999년(매년 약 800만t의 이산화탄소를 흡수) 대비 1999~2007년에는 절반 이하로 줄었다는 것이다. 바다는 해수면에서 300m 지점까지는 표층수, 그 이하는 중층/심해로 구분된다. 아울러 수심 200~1000m에는 영구(수온)약층이 존재한다. 수심이 깊어짐에 따라 수온이 급격하게 감소하는 해수층이며, 상대적으로 따뜻하고 잘 혼합돼있는 표층수 아래에 위치한다. 수온약층 아래에 있는 심층수 수온은 해저에 이르기까지 서서히 감소한다는 특징이 있다.

이산화탄소는 표층수에 녹았다가 깊은 바다로 이동하게 되는데 표층수와 심층수는 100년 주기로 뒤바뀐다. 표층수가 깊은 바다로 이동하는 현상을 수직 순환이라고 한다. 이 교수팀은 2008년 러시아 관측선에서 수심 3500m까지 이산화탄소 함유량을 측정한 결과 300m 이하에서는 ‘대기 중’ 이산화탄소가 거의 발견되지 않는다는 사실을 발견했다.

원래 동해는 바닷물의 수직 순환이 활발한 지역이었지만 표층수 수온이 상승하면서 수직 순환이 제대로 이뤄지지 않고 있다는 설명이다. 이 교수팀에 따르면 지난 200년 동안 동해가 흡수한 이산화탄소는 4억t으로 이는 한국이 2003년 방출한 이산화탄소 총량의 3배다.17)18)

그렇다면 표층수 수온 상승에 영향을 주는 요인들은 무엇이 있을까. 기온이 오르기 때문에 바닷물 수온이 상승하고 녹아있던 이산화탄소가 대기 중으로 방출되는 것이 일반적인 메커니즘이다. 그중 하나로 지목된 것이 바로 발전소 온배수다. 발전소 온배수가 해양에 어느 정도의 영향을 미치는지를 두고 과거부터 논란이 지속된 바 있다.

4. 원전 온배수와 해양 수온

원자력발전 온배수를 중심으로 분석하려는 이유는 열효율이 화력발전보다 상대적으로 떨어진다는 점과 화력발전이 다량의 이산화탄소를 내뿜는 주범이라는 인식에 비해 원자력발전은 탄소를 단 1g도 배출하지 않는다는 잘못된 인식이 있기 때문이다. 온배수가 해양에 미치는 영향을 분석한다면 원전 전체 운전 주기에 걸친 이산화탄소 배출량 측정도 가능할 것으로 보인다.



교토대학 원자력연구소의 고이데 히로아키 박사는 ‘원전은 거대한 해수온난장치’라고 언급한 바 있다. 그는 자신의 저서를 통해 “내가 원자력 공부를 시작했던 무렵 당시 도쿄대 조교수였던 미토 이와오 선생은 ‘원자력발전소라고 부르는 것은 옳지 않아. 정확히 말하자면 바다 데우기 장치’라고 내게 가르쳐주셨다. (중략) 100만kW 원자력발전소의 경우 1초에 바닷물 70t의 온도를 7℃ 상승시킨다. 유량이 1초에 70t이 넘는 하천은 일본 전체에서도 30개가 채 되지 않는다. (중략) 일본 원전에서 배출하는 온배수 총량은 연간 1000억t에 이른다. 일본의 모든 하천 유량으로 환산해보면 강물을 약 2℃씩 데우고 있는 셈”이라고 설명한 바 있다.19)

원전에서 사용되는 냉각수는 크게 3가지로 나뉜다. 원자로에서 우라늄 핵분열로 만들어진 열에너지를 전달받는 1차 냉각수와 증기발생기를 통과하면서 증기로 변환돼 터빈을 돌리는 2차 냉각수, 터빈에서 배출되는 증기를 다시 물로 응축시키기 위한 3차 냉각수가 있다. 3차 냉각수의 경우 해안가 주변에 있는 원전은 바닷물을, 내륙은 강물이나 호수, 저수지 물을 사용한다. 3차 냉각수가 바로 원전에서 배출되는 온배수다.

국내 100만kW급 원전 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50∼60t으로 알려졌다. 온배수는 취수 전보다 수온이 높지만, 바다로 방출되면 주위 다른 바닷물과 혼합돼 수온이 떨어진다는 것이 원전업계 측 입장이다. 온배수 영향이 미치는 범위는 배수구 주변 극히 제한된 곳일 뿐만 아니라 온배수 영향만을 명확하게 규명하는 것은 어렵다는 것. 또 온배수 영향을 받는 해양생물은 극히 제한된 종에 국한되며 실태 조사를 통해 보상하고 있을 뿐만 아니라 온배수를 이용한 어류장 조성은 주변 어민들에게 오히려 도움이 된다는 입장이다.20) 그러나 높은 온도의 물은 온약층과 잘 혼합되지 않으며 연안류를 따라 표층으로 확산한다는 주장도 있다.

한국의 원자력발전소는 정상적으로 가동할 경우 20°C 이상의 온배수가 주변으로 방출되며, 여름에는 30°C 이상의 온배수가 방출되고 있다. 1983년 고리원자력발전소 1호기 배수로에서 관찰된 해조류 11종은 발전소 가동 관련 국내에서 처음으로 보고된 내열종이다.21)

과거 언론 보도에서도 원전 온배수 배출과 인근 해역의 수온과의 관계에 대해 다룬 내용이 간혹 발견된다. 1993년 11월 <매일경제> 등의 보도에 따르면 원전 온배수로 인해 고리와 울진(한울) 원전 인근 해역 바닷물 온도가 1.2~1.6℃ 상승해 해양에 영향을 미친다는 조사 결과가 나왔다. 부산수산진흥원 한상복 박사는 <핵발전소 연안 수온분포> 보고서를 통해 2기의 원전이 가동 중(1993년 11월 기준)인 울진 지역의 경우 발전소에서 5km ᄄᅠᆯ어진 지점에서 측정한 바닷물 평균온도가 가동 전 5년(1983~1987년) 동안 온도인 14.3℃ 대비 가동 후 5년(1988~1992년) 온도인 15.9℃ 사이에 격차가 있다는 것이다.

고리 지역의 경우 원자력발전이 시작되기 전인 1970년의 평균 수온이 15.27℃였는데 1호기가 가동 중이었던 1979년에는 16.18℃로, 4호기가 모두 가동 중인 1990년에는 16.52℃로 높아졌다. 한 박사는 보고서를 통해 “특히 고리 원전의 경우 온배수가 연안 수온 상승에 어느 정도 영향을 미쳤는지 정확하게 진단하기는 곤란하지만, 발전소 주변 20km 이내의 연안 해역을 단위로 지난 10년간의 수온 변화를 살펴보면 온배수의 영향을 충분히 짐작할 수 있다”고 설명했다.22)23)24)

2000년대에도 비슷한 보도가 이어졌다. 2004년과 2006년 한나라당 이병석 의원은 국회 산업자원위원회(현 산업통상자원벤처위원회) 국정감사를 통해 원전 온배수와 인근 해역 수온 상승과의 상관관계를 지적했다. 2004년 국감에서 이 의원은 “영광원전의 경우 온배수로 인해 반경 2~3㎞ 안의 바닷물 온도가 주변 지역보다 7℃ 높은 것으로 나타났고, 월성원전과 울진원전 부근도 각각 5℃ 높은 것으로 조사됐다”고 밝혔다.25)26)

또 2006년에는 “온배수 영향으로 동해안에 있는 고리, 울진, 월성원전 인근 10km 이내 해역의 수온이 지난 1996년에 비해 1.2℃에서 최대 4℃까지 상승했다”라고 언급했다. 이 의원에 따르면 현재 각 원전이 바다로 배출하고 있는 온배수는 △고리가 초당 201㎥ △영광 337.2㎥ △월성 144㎥ △울진은 초당 318㎥로 나타났다. 이는 전 국민의 상수도 급수량인 초당 180㎥를 훨씬 웃도는 수치라며 온배수 대책 마련을 촉구했다.

<현대해양> 보도에서 1993년 한 박사는 <고리 연안의 수온분포> 논문을 통해 “초당 200t의 온배수가 수온 상승에 영향을 준다. 발전소 인근 12km 지점에서 수온을 측정한 결과 발전 전보다 1.2℃의 수온 상승이 있었다”라며 발전 5년 전과 5년 후의 자료를 비교 분석해 발표했다. 그는 “원자력발전소가 배출하는 온배수 영향은 발전소 반경 30km까지 미친다. 특히 미역 등 겨울 양식업에는 큰 피해를 준다”라고 강조한 바 있다.27)

온배수로 인한 해양생태계 교란으로 사업자와 주민 간 갈등은 지난 몇 년간 꾸준히 이어졌다. 특히 고리 원전이 소재한 기장군 어민들은 지속해서 피해를 호소하고 있다. 2000년대 초부터 기장군 어업피해대책위원회는 고리원전이 상업 가동을 시작한 뒤 인근 해역 수온이 상승하고 해조류 생산량이 급감하는 등 온배수가 해양생태계에 부정적인 영향을 미치고 있다는 주장을 지속 제기해왔다. 어대위는 기장 지역 18개 어촌계 1600여 명의 어민으로 구성됐다.

2006년 한국수력원자력 고리원자력본부는 어대위와 온배수 배출로 인한 어업인 피해조사를 하기로 합의했다. 한수원과 어대위는 조사기관으로 부경대와 해양대를 각각 추천했고, 두 기관이 공동으로 조사에 착수했다. 원전 온배수 확산범위는 5.7km, 어업 피해는 7.8km까지 이른다는 조사 결과가 발표됐지만 어대위 측은 부실 조사 의혹을 제기하며 재조사를 요구했다. 논란이 지속되자 한수원은 어대위가 추천한 전남대와 경상대 중 전남대를 선정했고, 전남대는 보완조사에 나섰다.28)

그러나 이번에는 한수원 측에서 용역 결과를 받아들이지 않았다. 전남대 보고서에서는 온배수 확산범위가 8.45㎞, 어업 피해는 11.5㎞로 나타났다. 2015년부터 한수원은 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 시작했고, 전남대 용역을 인정할 수 없다는 이유로 용역비 청구 반환소송을 제기했다. 어대위의 반발이 이어진 가운데 2017년 서울중앙지법은 용역비 반환소송에서 원고 패소를 선고했고, 지난 3월 서울고등법원은 원고 항소를 기각했다. 법원 판단을 두고 양측 입장이 또 갈렸다. 한수원은 여전히 전남대 용역 결과를 인정하지 않았으며 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 진행하면서 민-민 갈등까지 불거지고 있다.29)

2003년 6월 대법원은 원전의 온배수 배출이 환경오염에 해당한다는 판례를 남겼다. 대법원은 “환경정책기본법 제3조 제4호의 ‘환경오염이란 사업 활동 기타 사람의 활동에 따라 발생하는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 해양오염, 방사능오염, 소음·진동, 악취 등으로서 사람의 건강이나 환경에 피해를 주는 상태를 말한다’라고 규정하고 있으므로, 원전냉각수 순환 시 발생하는 온배수의 배출은 사람의 활동으로 자연환경에 영향을 주는 수질오염 또는 해양오염으로서 환경오염에 해당한다“고 판시했다.

다만 배출구 인근 양식장의 어류가 집단 폐사한 것은 원전에서의 온배수 배출행위와 해수 온도 상승이라는 자연력이 복합적으로 작용했기 때문에 손해 배상 범위 결정 시 자연력의 기여도를 고려하는 것이 타당하다고 봤다.30)

원전 온배수 관련 최근 판례는 지난 4월 전북 고창군 어민들과 상인들이 영광원전 온배수로 피해를 봤다며 한수원을 상대로 제기했던 소송의 항소심 결과다. 이들은 2001년 대책위를 구성해 사업자와 협상에 나섰고 보상 여부는 법원 판결에 따르기로 한 바 있다. 서울고등법원은 1심과 마찬가지로 원고 패소로 판결했다. 항소심 재판부는 “영광원전 가동으로 인한 온배수 배출은 통상적으로 발생하는 것으로 어업권자들에게 일반적인 한도를 넘는 정도로 이례적인 손해가 발생했다고 볼 만한 자료가 없다”고 판시했다.31)

온배수 배출을 둘러싼 논란은 현재 진행형이다. 환경영향평가를 담당한 기관에 따라 온배수의 피해 범위와 어느 정도의 영향을 미치는지가 달라지기 때문이다. 조사 결과를 둘러싼 논란은 사업자와 어민 간 분쟁으로 이어지고 이는 다시 민-민 갈등으로 확대되면서 지역사회는 분열된다.

문제는 온배수 배출기준 등 별도의 규제 제도가 미흡하다는 것이다. 발전사들은 환경영향평가를 통해 일정 부분 보상을 제공할 뿐만 아니라 온배수를 활용한 양식장 조성으로 큰 문제가 없다는 입장이다. 그러나 실제로 활용되는 온배수조차 저조한 실정이다.

지난해 국감에서 김정호 더불어민주당 의원이 6개 발전사로부터 제출받은 ‘온배수 활용 현황’ 자료에 따르면 한수원은 5개의 원전 중 2개 발전소에서만 온배수를 활용하고 있으며, 지난해 1~8월까지 활용량은 전체 배출량(198.71억t)의 0.002% 수준에 불과했다. 화력발전소를 운영 중인 서부발전도 2019년 배출한 온배수 65.6억t에 비해 활용량은 0.07%로 집계됐다.

원전을 비롯한 발전소 온배수가 주변 해역의 수온 상승에 미치는 영향은 제한적일까. 온배수 배출행위는 인위적인 것으로, 해수 온도 상승은 자연력으로 구분하고 별도로 봐야 할까. 바다가 따뜻해지는 원인에 대해 일각에서는 발전소 온배수가 바닷물 상승의 근본적인 원인이라며 온배수를 기상변수로 포함해야 한다는 주장도 제기하고 있다.

원자력발전 전 주기의 정확한 이산화탄소 발생량을 측정하기 위해 온배수가 바다에 미치는 영향에 대한 조사는 필수다. 과거부터 원전 온배수 문제를 주의 깊게 들여다봤다는 이병환 영덕신규핵발전소반대범대책위원회 공동대표는 “이산화탄소가 마지막으로 향하는 곳이 바다인데 해역 온도가 상승하면서 바다에 녹아있던 것조차 대기 중으로 방출되고 있다”면서 “주변 해역 온도가 1℃ 상승하면 육지 온도는 3.6℃ 상승한다. 탄소세보다는 온배수세를 신설할 필요가 있다고 본다”고 말했다.

5. 온배수 관련 ‘명시적인’ 규정이 없다?

5-1. 한국 온배수 관리규정의 사각지대

해양관리관리법 제2조제11호에 의하면 ‘오염물질’이란 해양에 유입 또는 해양으로 배출돼 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 폐기물·기름·유해액체물질 및 포장유해물질을 말한다. 오염물질을 관리하기 위해 해양수산부는 동법 제22조에 따라 선박과 해양 공간으로 구분하고, 오염물질을 해양에 배출하는 것으로 원칙적으로 금지하고 있다.

현재 온배수 관련 직접적인 규정을 가진 법률은 존재하지 않으나 이산화탄소의 경우 해양환경관리법 제4장 대기오염방지를 위한 규제에서 규율하고 있다. 다만 온배수는 해양환경관리법 제2조2호의 ʻ해양오염ʼ에 포함될 여지는 존재한다. 해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인해 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다.32)33)

온배수와 관련된 법률은 해양환경관리법을 비롯해 △해양환경의 보전 및 활용에 관한 법률 △공유수면 관리 및 매립에 관한 법률 △환경정책기본법이 있다. 그러나 어느 법률도 온배수 배출에 관해 명시적으로 표현된 법률은 없어 법적 사각지대에 놓여 있다는 지적이다. 온배수를 열에너지원으로 보고 있는 상황에서 해양오염의 원인 물질로 볼 수 있을지는 해석상 논란이 존재한다는 것이다. 다만 물환경보전법 시행규칙에서 오염물질 배출수의 온도를 40℃로 규정하고 있다.34) 그러나 관련 규정은 소량의 오염물질이 해양으로 유입될 때 해당하므로 온배수 배출기준을 통한 관리규정으로 보기에는 한계가 있다는 의견도 있다.

특히 원전의 경우 환경문제에서도 산업통상자원부에서 대부분 관리되고 있으며, 전기사업법 및 환경영향평가법에서 발전시설로 인한 일반적인 환경에 대한 현황 및 문제점에 대해서만 다루고 있을 뿐이다.

2008년 산자부와 해수부는 ‘통합해양관리법’을 둘러싸고 갈등을 빚기도 했다. 관 지름 60㎝ 이상 취배수 시설을 해양시설로 규정할 것인지 아닌지가 관건이었다. 규정대로라면 화력/원자력발전소의 취배수 시설은 해양시설에 포함된다. 그러나 산자부는 이런 시설이 전원개발촉진법에서 규정한 전기사업용 설비지 해수부 소관 사항이 아니라는 주장을 고수했다. 양 부처의 갈등은 당시 정부조직개편안 협상 타결로 마무리됐고, 해수부는 새 정부에서 국토해양부에 흡수 통합된 바 있다.37)

5-2. 외국의 온배수 관련 규정

세계 각국에서는 1960년대부터 발전소 가동에 따른 온배수의 영향에 관심을 보여왔다. 1970년대에 두 차례에 걸쳐 열생태학 분야의 대규모 심포지엄이 열리면서 연구 결과가 축적됐고, 수온의 변화가 해조류의 생장과 분포에 미치는 영향이 다각적으로 분석된 바 있다.38)

미국에서는 연방수질오염관리법을 통해 열물질 배출 관리에 관한 사항을 규정하고 있으며, 이에 근거해 주별로 관리제도를 운용하고 있다. 미국 대부분 주는 여름철 고수온기의 온도 차이를 0.8℃를 기준으로 하고 있으며, 그 외에는 2.2℃를 적용하고 있다.39)

캘리포니아주는 자연 수온이 높으므로 온배수 배출에 대해 강한 규제를 시행하고 있다. 구체적으로 △최대배출허용 수온 상승 폭은 11℃ 이하, 혼합구역에서 허용되는 최대수온은 30℃ 이하 △만과 하구의 경우 해역면적의 25% 이상에서 수온 상승 폭이 0.5℃ 이하 등이다.

플로리다주의 경우 연안역에서 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 32℃ 이하이며, 최대수온 상승 폭으로 6~8월까지는 배출구 기준 1℃ 이하, 9월부터 이듬해 5월까지는 2.2℃ 이하로 한다. 원해에서의 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 36℃로 하고, 최대 수온 상승 폭은 허용 수온의 범위 이내에서 9.5℃로 한다.40)

일본의 경우 수질오탁방지법 제2장 배출수에 관한 규제 제3조제1항에 따라 온배수 배출이 규정되어 있다. 발전소별 소속 지방자치단체의 기준에 의해 수온 상승 폭이 규정되고 있으며, 온배수 온도 차이를 7℃ 정도로 보고, 이상이면 위법으로 처리하고 있다. 발전소가 허가를 받고 가동 중인 경우에도 환경영향평가법에 따라 가동 후 온배수 관리를 하게 되며, 사후조사와 모니터링 조사의 방법으로 시행된다. 또 온배수의 체계적 관리를 위해 해양생물환경연구소를 운영하고 있다.41)

5-3. 개선 방안

해양환경보전법 제2조 제3호에서 에너지를 해양오염의 한 원인으로 규정하고 있지만 ‘해양에서 발생하는 에너지’에 온배수를 포함하기 위해서는 별도의 근거 규정이 필요하다.


▲출처: <발전시설과 온배수 관리를 위한 제도 개선에 관한 연구(환경법과 정책 제21권)>

바다 수온이 비정상적으로 높아지면 슈퍼태풍의 발생 가능성이 커지고 해수에 축적된 이산화탄소가 대기로 방출되는 양이 늘어난다. 해양은 인류가 매년 방출하는 이산화탄소의 약 30%를 흡수하는 것으로 추정된다. 이는 식물과 토양이 흡수하는 양의 3배다. 바다 온도 1℃가 상승할 경우 해양이 끌어안고 있던 이산화탄소 2%가 대기 중으로 배출된다. <바다, 지구온난화를 말하다>에서 이재학 박사는 “해양 수온을 높이는 행위는 삼림 벌채와 비슷하다”고 언급한 바 있다.14)

발전소가 밀집한 동해 지역은 정말 뜨거워지고 있을까. 한국 주변 해역의 해면 수위 상승 원인으로는 열팽창이 거론되고 있다. 2007년 해양연구원 조사에 따르면 과거 100년 동안 동해 표층 수온은 약 2℃ 상승했다. 1985년 이후 연평균 0.06℃의 상승률을 보였는데 이는 전 지구 해양의 표층 수온 평균 상승률(0.04℃)보다 높은 수준이다.15)

한국 및 일본 연안에서의 해수면 상승률은 최근 30년간 연평균 3.2mm 상승률을 보였지만 최근 9년, 14년간에는 각각 6.5mm/년, 6.4mm/년 상승한 것으로 밝혀져 90년대 들어 증가한 높은 상승률이 최근까지 유지되고 있는 것으로 연구원은 분석했다. 이런 결과는 전 지구 해양 변화의 평균값보다 높은 것으로 한국의 주변 해역이 기후변화에 대한 반응이 크다는 것을 의미한다.16)

2007년 포항공대 이기택 교수팀은 바닷물의 수직 순환이 지구온난화에 따른 수온 변화에 영향을 받는다는 사실을 처음 확인했다. 동해의 이산화탄소 흡수량이 1992~1999년(매년 약 800만t의 이산화탄소를 흡수) 대비 1999~2007년에는 절반 이하로 줄었다는 것이다. 바다는 해수면에서 300m 지점까지는 표층수, 그 이하는 중층/심해로 구분된다. 아울러 수심 200~1000m에는 영구(수온)약층이 존재한다. 수심이 깊어짐에 따라 수온이 급격하게 감소하는 해수층이며, 상대적으로 따뜻하고 잘 혼합돼있는 표층수 아래에 위치한다. 수온약층 아래에 있는 심층수 수온은 해저에 이르기까지 서서히 감소한다는 특징이 있다.

이산화탄소는 표층수에 녹았다가 깊은 바다로 이동하게 되는데 표층수와 심층수는 100년 주기로 뒤바뀐다. 표층수가 깊은 바다로 이동하는 현상을 수직 순환이라고 한다. 이 교수팀은 2008년 러시아 관측선에서 수심 3500m까지 이산화탄소 함유량을 측정한 결과 300m 이하에서는 ‘대기 중’ 이산화탄소가 거의 발견되지 않는다는 사실을 발견했다.

원래 동해는 바닷물의 수직 순환이 활발한 지역이었지만 표층수 수온이 상승하면서 수직 순환이 제대로 이뤄지지 않고 있다는 설명이다. 이 교수팀에 따르면 지난 200년 동안 동해가 흡수한 이산화탄소는 4억t으로 이는 한국이 2003년 방출한 이산화탄소 총량의 3배다.17)18)

그렇다면 표층수 수온 상승에 영향을 주는 요인들은 무엇이 있을까. 기온이 오르기 때문에 바닷물 수온이 상승하고 녹아있던 이산화탄소가 대기 중으로 방출되는 것이 일반적인 메커니즘이다. 그중 하나로 지목된 것이 바로 발전소 온배수다. 발전소 온배수가 해양에 어느 정도의 영향을 미치는지를 두고 과거부터 논란이 지속된 바 있다.

4. 원전 온배수와 해양 수온

원자력발전 온배수를 중심으로 분석하려는 이유는 열효율이 화력발전보다 상대적으로 떨어진다는 점과 화력발전이 다량의 이산화탄소를 내뿜는 주범이라는 인식에 비해 원자력발전은 탄소를 단 1g도 배출하지 않는다는 잘못된 인식이 있기 때문이다. 온배수가 해양에 미치는 영향을 분석한다면 원전 전체 운전 주기에 걸친 이산화탄소 배출량 측정도 가능할 것으로 보인다.


▲석탄화력발전의 원리(출처: 한국남동발전 홈페이지)


화력 및 원자력발전소에서는 석탄 등 화석원료를 연소시키거나, 우라늄 핵분열에 의한 열의 일부분만 전력으로 전환되고 나머지는 폐열로 분류돼 외부로 배출된다. 일반적으로 발전소 열효율은 화력발전이 40% 내외, 원자력발전이 35% 정도다. 화력발전의 경우 액화천연가스(LNG)를 연료로 이용한다면 49% 이상의 열효율 달성이 가능하다.2)3) 원자력발전이 화력발전보다 열효율이 낮은 이유는 연료 건전성의 제약으로 인해 터빈으로 보내는 증기 온도를 약 280℃까지밖에 올릴 수 없기 때문으로 알려졌다.4)

원전을 기준으로 본다면 발생에너지의 35% 정도만 발전에 사용하고 나머지는 온배수로 버려진다는 뜻이다. 이러한 폐열 처리방식으로는 관류냉각방식과 냉각탑방식, 자연냉각방식 등이 있다. 이중 가장 간편하고 저렴한 방식은 가까운 수원에서 표층수를 취수해 냉각수로 쓰고 온배수를 다시 배출하는 방식이다. 한국의 화력·원자력발전소는 대부분 관류냉각방식이다.



발전소에서는 터빈을 돌리고 나온 증기를 복수기(condenser)에서 물로 변환시킬 때 바닷물을 냉각수로 사용한다. 취수된 해수는 복수기에서 열 치환 후 바다로 되돌려 보낸다. 관류냉각방식의 복수기 설계에 따라 차이는 있지만, 복수기 양쪽 끝에서의 온도 차이는 저온복수기가 6~11℃, 고온복수기가 14~17℃ 범위다. 양쪽 끝 온도 차는 14℃ 내외다. 한국에서는 통상 저온복수기를 사용하고 있지만 고온복수기를 사용하는 발전소가 늘어나는 추세다.5)


▲출처: 한수원 및 5개 발전사(김정호 의원실 재구성)


전력 사용량이 늘어나면 온배수 배출량도 늘어난다. 화력발전과 원자력발전 온배수를 비교해보면 한국수력원자력과 5개 발전사의 2020년 1월부터 8월까지 온배수 배출량은 총 399.25억t으로 집계됐다. 평균온도는 취수 전보다 7.2℃ 높았다. 총배출량 가운데 198.71억t이 원전에서, 200.54t이 화력발전소에서 배출됐다. 한울원전이 56.25억t으로 27개 발전소 가운데 가장 많은 배출량을 기록했다.6)

2. 발전소 온배수와 해양 수온

발전소 온배수가 논란이 되는 이유는 수온 상승 때문이다. 발전소 온배수는 취수 전인 자연 해수 대비 수온이 연평균 약 7℃ 정도 높으며, 100만kW급의 발전소 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50~60t이다. 온배수는 취수 전에 비해 따뜻해진 상태로 해양에 배출된다는 점에서 수산업적 피해와 해역 온도 상승, 나아가 해양에 흡수됐던 이산화탄소가 다시 대기로 방출되는 원인으로 작용한다는 점에서 그동안 논란이 됐다. 즉 온배수는 ‘열오염(thermal pollution)’이라는 것이다.

유엔해양법협약(United Nations Convention on the Law of the Sea)에서는 에너지의 해양유입을 오염의 한 형태로 보고 있다. 제1장 서언 제1항 용어 사용과 범위에서 “해양환경오염이란 생물자원과 해양생물에 대한 손상, 인간의 건강에 대한 위험, 어업과 그 밖의 적법한 해양이용을 포함한 해양활동에 대한 장애, 해수 이용에 의한 수질 악화 및 쾌적도 감소 등과 같은 해로운 결과를 가져오거나 가져올 가능성이 있는 물질이나 에너지를 인간이 직접 또는 간접적으로 강어귀를 포함한 해양환경에 들여오는 것을 말한다”라고 정의하고 있다.

(원문: ‘pollution of the marine environment’ means the introduction by man, directly or indirectly, of substances or energy into the marine environment, including estuaries, which results or is likely to result in such deleterious effects as harm to living resources and marine life, hazards to human health, hindrance to marine activities, including fishing and other legitimate uses of the sea, impairment of quality for use of sea water and reduction of amenities)

미국의 경우 연방수질오염관리법(Federal Water Pollution Control Act)에 열에너지 배출에 관한 별도의 조항을 두고 있다. 이에 근거해 각 주 정부는 독자적인 관리규정을 제정한다. 특히 뉴욕주는 하구 역에 있는 발전소들에 대해 2003년부터 냉각방법을 관류냉각식에서 폐쇄순환식으로 전환하는 것을 조건으로 재허가서를 발급하고 있으며, 워싱턴주와 오리건주는 연어의 회유로 보호를 위해 강력한 열오염 규제를 시행하고 있다.7)

한국도 2007년 1월 해양환경관리법이 제정·공포됐지만, 온배수의 해양배출을 해양오염의 한 형태로 볼 것인가에 대해서는 모호하다는 지적이다. 해당 법 제2조제2호에 따르면 해양오염이란 ‘해양환경 보전 및 활용에 관한 법률’ 제2조제3호에 따른 해양오염을 말한다.8) 해양환경 보전 및 활용에 관한 법률 제2조제3호에서는 “해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인하여 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다”고 규정하고 있다.9)



1994년 한국원자력연구원의 <원전 주변 해수 유동 및 온배수 확산 해석 연구> 보고서에는 “해양으로 방출되는 온배수는 주변 해양환경 및 생태계에 여러 영향을 주게 된다. 발전소 정상 가동 시 온배수는 인근 해양으로 유출돼 해수에 혼합된 후 함께 이동하게 된다. 이때 배출된 온배수는 주변 해역의 해양환경을 인위적으로 변화시켜 해양생태계에 영향을 미치며 수온을 상승시켜 온도 차에 의한 내부 순환을 일으킨다”고 기재돼있다.10)

수중의 모든 물리, 화학, 생물학적 반응속도는 수온에 따라 좌우된다. 해양생물의 지리적 분포는 수온이 따라 구획되며, 수중에서의 생리작용도 수온에 따라 달라진다. 적정 수온의 범위 내에서는 수온 상승이 해양생물의 성장을 촉진하지만 임계 수온 이상에서는 생물의 생체리듬이 깨지면서 서식 범위 축소 등의 원인이 되고 사망까지 초래할 수 있다.

일반적으로 수온이 올라가면 해수 밀도가 감소하고 용존산소의 용해도를 감소시킨다. 발전소 온배수에 의해 해수 온도가 27.2℃에서 31℃로 상승할 경우, 부착성 군집구조가 우세하게 되며, 37℃ 이상의 수온에서는 수주고둥 및 따개비류를 제외한 모든 동식물이 소멸하게 된다.12)

온배수는 배수구에서 방출된 후 주위 해수와 혼합된다. 발전소가 위치한 지역에 따라 온배수의 확산범위는 다르지만, 일반적으로 배수구(원전) 기준 1.5~2.5km로 알려졌다. 그러나 온배수의 영향이 미치는 범위는 어디까지인지 온배수가 실질적으로 해양생태계에 미치는 영향은 어느 정도인지를 둘러싼 논란은 여전하다. 조사기관에 따라 결과가 널뛰기도 한다. 온배수를 둘러싼 발전사업자와 어업 종사자 간 분쟁은 지속하고 있지만 대부분 피해보상에만 관심이 집중될 뿐 구체적인 제도 확립과 분석은 흐지부지되기 일쑤라는 지적이다.

3. 따뜻해지는 바다와 이산화탄소 배출

바다는 기후변화의 완급을 조절하는 역할을 한다. 기후변화의 과정은 대기권 현상보다는 바다와 밀접한 관련이 있다. 메커니즘을 좀 더 들여다보자면 순환계 유지 원동력은 바람과 해수 밀도분포의 차이에서 기인한다. 해수 밀도는 수온과 염분에 의해 결정되며 태양 복사열과 강수, 증발, 결빙, 해빙, 강을 통한 담수 유입 등이 밀도 변수로 작용한다. 열과 이산화탄소 등의 온실기체는 바다와 대기 사이 끊임없는 교환 과정을 통해 재분배되며, 해수면에서 열과 온실기체의 교환이 발생한다.13)



바다 수온이 비정상적으로 높아지면 슈퍼태풍의 발생 가능성이 커지고 해수에 축적된 이산화탄소가 대기로 방출되는 양이 늘어난다. 해양은 인류가 매년 방출하는 이산화탄소의 약 30%를 흡수하는 것으로 추정된다. 이는 식물과 토양이 흡수하는 양의 3배다. 바다 온도 1℃가 상승할 경우 해양이 끌어안고 있던 이산화탄소 2%가 대기 중으로 배출된다. <바다, 지구온난화를 말하다>에서 이재학 박사는 “해양 수온을 높이는 행위는 삼림 벌채와 비슷하다”고 언급한 바 있다.14)

발전소가 밀집한 동해 지역은 정말 뜨거워지고 있을까. 한국 주변 해역의 해면 수위 상승 원인으로는 열팽창이 거론되고 있다. 2007년 해양연구원 조사에 따르면 과거 100년 동안 동해 표층 수온은 약 2℃ 상승했다. 1985년 이후 연평균 0.06℃의 상승률을 보였는데 이는 전 지구 해양의 표층 수온 평균 상승률(0.04℃)보다 높은 수준이다.15)

한국 및 일본 연안에서의 해수면 상승률은 최근 30년간 연평균 3.2mm 상승률을 보였지만 최근 9년, 14년간에는 각각 6.5mm/년, 6.4mm/년 상승한 것으로 밝혀져 90년대 들어 증가한 높은 상승률이 최근까지 유지되고 있는 것으로 연구원은 분석했다. 이런 결과는 전 지구 해양 변화의 평균값보다 높은 것으로 한국의 주변 해역이 기후변화에 대한 반응이 크다는 것을 의미한다.16)

2007년 포항공대 이기택 교수팀은 바닷물의 수직 순환이 지구온난화에 따른 수온 변화에 영향을 받는다는 사실을 처음 확인했다. 동해의 이산화탄소 흡수량이 1992~1999년(매년 약 800만t의 이산화탄소를 흡수) 대비 1999~2007년에는 절반 이하로 줄었다는 것이다. 바다는 해수면에서 300m 지점까지는 표층수, 그 이하는 중층/심해로 구분된다. 아울러 수심 200~1000m에는 영구(수온)약층이 존재한다. 수심이 깊어짐에 따라 수온이 급격하게 감소하는 해수층이며, 상대적으로 따뜻하고 잘 혼합돼있는 표층수 아래에 위치한다. 수온약층 아래에 있는 심층수 수온은 해저에 이르기까지 서서히 감소한다는 특징이 있다.

이산화탄소는 표층수에 녹았다가 깊은 바다로 이동하게 되는데 표층수와 심층수는 100년 주기로 뒤바뀐다. 표층수가 깊은 바다로 이동하는 현상을 수직 순환이라고 한다. 이 교수팀은 2008년 러시아 관측선에서 수심 3500m까지 이산화탄소 함유량을 측정한 결과 300m 이하에서는 ‘대기 중’ 이산화탄소가 거의 발견되지 않는다는 사실을 발견했다.

원래 동해는 바닷물의 수직 순환이 활발한 지역이었지만 표층수 수온이 상승하면서 수직 순환이 제대로 이뤄지지 않고 있다는 설명이다. 이 교수팀에 따르면 지난 200년 동안 동해가 흡수한 이산화탄소는 4억t으로 이는 한국이 2003년 방출한 이산화탄소 총량의 3배다.17)18)

그렇다면 표층수 수온 상승에 영향을 주는 요인들은 무엇이 있을까. 기온이 오르기 때문에 바닷물 수온이 상승하고 녹아있던 이산화탄소가 대기 중으로 방출되는 것이 일반적인 메커니즘이다. 그중 하나로 지목된 것이 바로 발전소 온배수다. 발전소 온배수가 해양에 어느 정도의 영향을 미치는지를 두고 과거부터 논란이 지속된 바 있다.

4. 원전 온배수와 해양 수온

원자력발전 온배수를 중심으로 분석하려는 이유는 열효율이 화력발전보다 상대적으로 떨어진다는 점과 화력발전이 다량의 이산화탄소를 내뿜는 주범이라는 인식에 비해 원자력발전은 탄소를 단 1g도 배출하지 않는다는 잘못된 인식이 있기 때문이다. 온배수가 해양에 미치는 영향을 분석한다면 원전 전체 운전 주기에 걸친 이산화탄소 배출량 측정도 가능할 것으로 보인다.



교토대학 원자력연구소의 고이데 히로아키 박사는 ‘원전은 거대한 해수온난장치’라고 언급한 바 있다. 그는 자신의 저서를 통해 “내가 원자력 공부를 시작했던 무렵 당시 도쿄대 조교수였던 미토 이와오 선생은 ‘원자력발전소라고 부르는 것은 옳지 않아. 정확히 말하자면 바다 데우기 장치’라고 내게 가르쳐주셨다. (중략) 100만kW 원자력발전소의 경우 1초에 바닷물 70t의 온도를 7℃ 상승시킨다. 유량이 1초에 70t이 넘는 하천은 일본 전체에서도 30개가 채 되지 않는다. (중략) 일본 원전에서 배출하는 온배수 총량은 연간 1000억t에 이른다. 일본의 모든 하천 유량으로 환산해보면 강물을 약 2℃씩 데우고 있는 셈”이라고 설명한 바 있다.19)

원전에서 사용되는 냉각수는 크게 3가지로 나뉜다. 원자로에서 우라늄 핵분열로 만들어진 열에너지를 전달받는 1차 냉각수와 증기발생기를 통과하면서 증기로 변환돼 터빈을 돌리는 2차 냉각수, 터빈에서 배출되는 증기를 다시 물로 응축시키기 위한 3차 냉각수가 있다. 3차 냉각수의 경우 해안가 주변에 있는 원전은 바닷물을, 내륙은 강물이나 호수, 저수지 물을 사용한다. 3차 냉각수가 바로 원전에서 배출되는 온배수다.

국내 100만kW급 원전 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50∼60t으로 알려졌다. 온배수는 취수 전보다 수온이 높지만, 바다로 방출되면 주위 다른 바닷물과 혼합돼 수온이 떨어진다는 것이 원전업계 측 입장이다. 온배수 영향이 미치는 범위는 배수구 주변 극히 제한된 곳일 뿐만 아니라 온배수 영향만을 명확하게 규명하는 것은 어렵다는 것. 또 온배수 영향을 받는 해양생물은 극히 제한된 종에 국한되며 실태 조사를 통해 보상하고 있을 뿐만 아니라 온배수를 이용한 어류장 조성은 주변 어민들에게 오히려 도움이 된다는 입장이다.20) 그러나 높은 온도의 물은 온약층과 잘 혼합되지 않으며 연안류를 따라 표층으로 확산한다는 주장도 있다.

한국의 원자력발전소는 정상적으로 가동할 경우 20°C 이상의 온배수가 주변으로 방출되며, 여름에는 30°C 이상의 온배수가 방출되고 있다. 1983년 고리원자력발전소 1호기 배수로에서 관찰된 해조류 11종은 발전소 가동 관련 국내에서 처음으로 보고된 내열종이다.21)

과거 언론 보도에서도 원전 온배수 배출과 인근 해역의 수온과의 관계에 대해 다룬 내용이 간혹 발견된다. 1993년 11월 <매일경제> 등의 보도에 따르면 원전 온배수로 인해 고리와 울진(한울) 원전 인근 해역 바닷물 온도가 1.2~1.6℃ 상승해 해양에 영향을 미친다는 조사 결과가 나왔다. 부산수산진흥원 한상복 박사는 <핵발전소 연안 수온분포> 보고서를 통해 2기의 원전이 가동 중(1993년 11월 기준)인 울진 지역의 경우 발전소에서 5km ᄄᅠᆯ어진 지점에서 측정한 바닷물 평균온도가 가동 전 5년(1983~1987년) 동안 온도인 14.3℃ 대비 가동 후 5년(1988~1992년) 온도인 15.9℃ 사이에 격차가 있다는 것이다.

고리 지역의 경우 원자력발전이 시작되기 전인 1970년의 평균 수온이 15.27℃였는데 1호기가 가동 중이었던 1979년에는 16.18℃로, 4호기가 모두 가동 중인 1990년에는 16.52℃로 높아졌다. 한 박사는 보고서를 통해 “특히 고리 원전의 경우 온배수가 연안 수온 상승에 어느 정도 영향을 미쳤는지 정확하게 진단하기는 곤란하지만, 발전소 주변 20km 이내의 연안 해역을 단위로 지난 10년간의 수온 변화를 살펴보면 온배수의 영향을 충분히 짐작할 수 있다”고 설명했다.22)23)24)

2000년대에도 비슷한 보도가 이어졌다. 2004년과 2006년 한나라당 이병석 의원은 국회 산업자원위원회(현 산업통상자원벤처위원회) 국정감사를 통해 원전 온배수와 인근 해역 수온 상승과의 상관관계를 지적했다. 2004년 국감에서 이 의원은 “영광원전의 경우 온배수로 인해 반경 2~3㎞ 안의 바닷물 온도가 주변 지역보다 7℃ 높은 것으로 나타났고, 월성원전과 울진원전 부근도 각각 5℃ 높은 것으로 조사됐다”고 밝혔다.25)26)

또 2006년에는 “온배수 영향으로 동해안에 있는 고리, 울진, 월성원전 인근 10km 이내 해역의 수온이 지난 1996년에 비해 1.2℃에서 최대 4℃까지 상승했다”라고 언급했다. 이 의원에 따르면 현재 각 원전이 바다로 배출하고 있는 온배수는 △고리가 초당 201㎥ △영광 337.2㎥ △월성 144㎥ △울진은 초당 318㎥로 나타났다. 이는 전 국민의 상수도 급수량인 초당 180㎥를 훨씬 웃도는 수치라며 온배수 대책 마련을 촉구했다.

<현대해양> 보도에서 1993년 한 박사는 <고리 연안의 수온분포> 논문을 통해 “초당 200t의 온배수가 수온 상승에 영향을 준다. 발전소 인근 12km 지점에서 수온을 측정한 결과 발전 전보다 1.2℃의 수온 상승이 있었다”라며 발전 5년 전과 5년 후의 자료를 비교 분석해 발표했다. 그는 “원자력발전소가 배출하는 온배수 영향은 발전소 반경 30km까지 미친다. 특히 미역 등 겨울 양식업에는 큰 피해를 준다”라고 강조한 바 있다.27)

온배수로 인한 해양생태계 교란으로 사업자와 주민 간 갈등은 지난 몇 년간 꾸준히 이어졌다. 특히 고리 원전이 소재한 기장군 어민들은 지속해서 피해를 호소하고 있다. 2000년대 초부터 기장군 어업피해대책위원회는 고리원전이 상업 가동을 시작한 뒤 인근 해역 수온이 상승하고 해조류 생산량이 급감하는 등 온배수가 해양생태계에 부정적인 영향을 미치고 있다는 주장을 지속 제기해왔다. 어대위는 기장 지역 18개 어촌계 1600여 명의 어민으로 구성됐다.

2006년 한국수력원자력 고리원자력본부는 어대위와 온배수 배출로 인한 어업인 피해조사를 하기로 합의했다. 한수원과 어대위는 조사기관으로 부경대와 해양대를 각각 추천했고, 두 기관이 공동으로 조사에 착수했다. 원전 온배수 확산범위는 5.7km, 어업 피해는 7.8km까지 이른다는 조사 결과가 발표됐지만 어대위 측은 부실 조사 의혹을 제기하며 재조사를 요구했다. 논란이 지속되자 한수원은 어대위가 추천한 전남대와 경상대 중 전남대를 선정했고, 전남대는 보완조사에 나섰다.28)

그러나 이번에는 한수원 측에서 용역 결과를 받아들이지 않았다. 전남대 보고서에서는 온배수 확산범위가 8.45㎞, 어업 피해는 11.5㎞로 나타났다. 2015년부터 한수원은 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 시작했고, 전남대 용역을 인정할 수 없다는 이유로 용역비 청구 반환소송을 제기했다. 어대위의 반발이 이어진 가운데 2017년 서울중앙지법은 용역비 반환소송에서 원고 패소를 선고했고, 지난 3월 서울고등법원은 원고 항소를 기각했다. 법원 판단을 두고 양측 입장이 또 갈렸다. 한수원은 여전히 전남대 용역 결과를 인정하지 않았으며 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 진행하면서 민-민 갈등까지 불거지고 있다.29)

2003년 6월 대법원은 원전의 온배수 배출이 환경오염에 해당한다는 판례를 남겼다. 대법원은 “환경정책기본법 제3조 제4호의 ‘환경오염이란 사업 활동 기타 사람의 활동에 따라 발생하는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 해양오염, 방사능오염, 소음·진동, 악취 등으로서 사람의 건강이나 환경에 피해를 주는 상태를 말한다’라고 규정하고 있으므로, 원전냉각수 순환 시 발생하는 온배수의 배출은 사람의 활동으로 자연환경에 영향을 주는 수질오염 또는 해양오염으로서 환경오염에 해당한다“고 판시했다.

다만 배출구 인근 양식장의 어류가 집단 폐사한 것은 원전에서의 온배수 배출행위와 해수 온도 상승이라는 자연력이 복합적으로 작용했기 때문에 손해 배상 범위 결정 시 자연력의 기여도를 고려하는 것이 타당하다고 봤다.30)

원전 온배수 관련 최근 판례는 지난 4월 전북 고창군 어민들과 상인들이 영광원전 온배수로 피해를 봤다며 한수원을 상대로 제기했던 소송의 항소심 결과다. 이들은 2001년 대책위를 구성해 사업자와 협상에 나섰고 보상 여부는 법원 판결에 따르기로 한 바 있다. 서울고등법원은 1심과 마찬가지로 원고 패소로 판결했다. 항소심 재판부는 “영광원전 가동으로 인한 온배수 배출은 통상적으로 발생하는 것으로 어업권자들에게 일반적인 한도를 넘는 정도로 이례적인 손해가 발생했다고 볼 만한 자료가 없다”고 판시했다.31)

온배수 배출을 둘러싼 논란은 현재 진행형이다. 환경영향평가를 담당한 기관에 따라 온배수의 피해 범위와 어느 정도의 영향을 미치는지가 달라지기 때문이다. 조사 결과를 둘러싼 논란은 사업자와 어민 간 분쟁으로 이어지고 이는 다시 민-민 갈등으로 확대되면서 지역사회는 분열된다.

문제는 온배수 배출기준 등 별도의 규제 제도가 미흡하다는 것이다. 발전사들은 환경영향평가를 통해 일정 부분 보상을 제공할 뿐만 아니라 온배수를 활용한 양식장 조성으로 큰 문제가 없다는 입장이다. 그러나 실제로 활용되는 온배수조차 저조한 실정이다.

지난해 국감에서 김정호 더불어민주당 의원이 6개 발전사로부터 제출받은 ‘온배수 활용 현황’ 자료에 따르면 한수원은 5개의 원전 중 2개 발전소에서만 온배수를 활용하고 있으며, 지난해 1~8월까지 활용량은 전체 배출량(198.71억t)의 0.002% 수준에 불과했다. 화력발전소를 운영 중인 서부발전도 2019년 배출한 온배수 65.6억t에 비해 활용량은 0.07%로 집계됐다.

원전을 비롯한 발전소 온배수가 주변 해역의 수온 상승에 미치는 영향은 제한적일까. 온배수 배출행위는 인위적인 것으로, 해수 온도 상승은 자연력으로 구분하고 별도로 봐야 할까. 바다가 따뜻해지는 원인에 대해 일각에서는 발전소 온배수가 바닷물 상승의 근본적인 원인이라며 온배수를 기상변수로 포함해야 한다는 주장도 제기하고 있다.

원자력발전 전 주기의 정확한 이산화탄소 발생량을 측정하기 위해 온배수가 바다에 미치는 영향에 대한 조사는 필수다. 과거부터 원전 온배수 문제를 주의 깊게 들여다봤다는 이병환 영덕신규핵발전소반대범대책위원회 공동대표는 “이산화탄소가 마지막으로 향하는 곳이 바다인데 해역 온도가 상승하면서 바다에 녹아있던 것조차 대기 중으로 방출되고 있다”면서 “주변 해역 온도가 1℃ 상승하면 육지 온도는 3.6℃ 상승한다. 탄소세보다는 온배수세를 신설할 필요가 있다고 본다”고 말했다.

5. 온배수 관련 ‘명시적인’ 규정이 없다?

5-1. 한국 온배수 관리규정의 사각지대

해양관리관리법 제2조제11호에 의하면 ‘오염물질’이란 해양에 유입 또는 해양으로 배출돼 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 폐기물·기름·유해액체물질 및 포장유해물질을 말한다. 오염물질을 관리하기 위해 해양수산부는 동법 제22조에 따라 선박과 해양 공간으로 구분하고, 오염물질을 해양에 배출하는 것으로 원칙적으로 금지하고 있다.

현재 온배수 관련 직접적인 규정을 가진 법률은 존재하지 않으나 이산화탄소의 경우 해양환경관리법 제4장 대기오염방지를 위한 규제에서 규율하고 있다. 다만 온배수는 해양환경관리법 제2조2호의 ʻ해양오염ʼ에 포함될 여지는 존재한다. 해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인해 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다.32)33)

온배수와 관련된 법률은 해양환경관리법을 비롯해 △해양환경의 보전 및 활용에 관한 법률 △공유수면 관리 및 매립에 관한 법률 △환경정책기본법이 있다. 그러나 어느 법률도 온배수 배출에 관해 명시적으로 표현된 법률은 없어 법적 사각지대에 놓여 있다는 지적이다. 온배수를 열에너지원으로 보고 있는 상황에서 해양오염의 원인 물질로 볼 수 있을지는 해석상 논란이 존재한다는 것이다. 다만 물환경보전법 시행규칙에서 오염물질 배출수의 온도를 40℃로 규정하고 있다.34) 그러나 관련 규정은 소량의 오염물질이 해양으로 유입될 때 해당하므로 온배수 배출기준을 통한 관리규정으로 보기에는 한계가 있다는 의견도 있다.

특히 원전의 경우 환경문제에서도 산업통상자원부에서 대부분 관리되고 있으며, 전기사업법 및 환경영향평가법에서 발전시설로 인한 일반적인 환경에 대한 현황 및 문제점에 대해서만 다루고 있을 뿐이다.

2008년 산자부와 해수부는 ‘통합해양관리법’을 둘러싸고 갈등을 빚기도 했다. 관 지름 60㎝ 이상 취배수 시설을 해양시설로 규정할 것인지 아닌지가 관건이었다. 규정대로라면 화력/원자력발전소의 취배수 시설은 해양시설에 포함된다. 그러나 산자부는 이런 시설이 전원개발촉진법에서 규정한 전기사업용 설비지 해수부 소관 사항이 아니라는 주장을 고수했다. 양 부처의 갈등은 당시 정부조직개편안 협상 타결로 마무리됐고, 해수부는 새 정부에서 국토해양부에 흡수 통합된 바 있다.37)

5-2. 외국의 온배수 관련 규정

세계 각국에서는 1960년대부터 발전소 가동에 따른 온배수의 영향에 관심을 보여왔다. 1970년대에 두 차례에 걸쳐 열생태학 분야의 대규모 심포지엄이 열리면서 연구 결과가 축적됐고, 수온의 변화가 해조류의 생장과 분포에 미치는 영향이 다각적으로 분석된 바 있다.38)

미국에서는 연방수질오염관리법을 통해 열물질 배출 관리에 관한 사항을 규정하고 있으며, 이에 근거해 주별로 관리제도를 운용하고 있다. 미국 대부분 주는 여름철 고수온기의 온도 차이를 0.8℃를 기준으로 하고 있으며, 그 외에는 2.2℃를 적용하고 있다.39)

캘리포니아주는 자연 수온이 높으므로 온배수 배출에 대해 강한 규제를 시행하고 있다. 구체적으로 △최대배출허용 수온 상승 폭은 11℃ 이하, 혼합구역에서 허용되는 최대수온은 30℃ 이하 △만과 하구의 경우 해역면적의 25% 이상에서 수온 상승 폭이 0.5℃ 이하 등이다.

플로리다주의 경우 연안역에서 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 32℃ 이하이며, 최대수온 상승 폭으로 6~8월까지는 배출구 기준 1℃ 이하, 9월부터 이듬해 5월까지는 2.2℃ 이하로 한다. 원해에서의 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 36℃로 하고, 최대 수온 상승 폭은 허용 수온의 범위 이내에서 9.5℃로 한다.40)

일본의 경우 수질오탁방지법 제2장 배출수에 관한 규제 제3조제1항에 따라 온배수 배출이 규정되어 있다. 발전소별 소속 지방자치단체의 기준에 의해 수온 상승 폭이 규정되고 있으며, 온배수 온도 차이를 7℃ 정도로 보고, 이상이면 위법으로 처리하고 있다. 발전소가 허가를 받고 가동 중인 경우에도 환경영향평가법에 따라 가동 후 온배수 관리를 하게 되며, 사후조사와 모니터링 조사의 방법으로 시행된다. 또 온배수의 체계적 관리를 위해 해양생물환경연구소를 운영하고 있다.41)

5-3. 개선 방안

해양환경보전법 제2조 제3호에서 에너지를 해양오염의 한 원인으로 규정하고 있지만 ‘해양에서 발생하는 에너지’에 온배수를 포함하기 위해서는 별도의 근거 규정이 필요하다.


▲출처: <발전시설과 온배수 관리를 위한 제도 개선에 관한 연구(환경법과 정책 제21권)>

교토대학 원자력연구소의 고이데 히로아키 박사는 ‘원전은 거대한 해수온난장치’라고 언급한 바 있다. 그는 자신의 저서를 통해 “내가 원자력 공부를 시작했던 무렵 당시 도쿄대 조교수였던 미토 이와오 선생은 ‘원자력발전소라고 부르는 것은 옳지 않아. 정확히 말하자면 바다 데우기 장치’라고 내게 가르쳐주셨다. (중략) 100만kW 원자력발전소의 경우 1초에 바닷물 70t의 온도를 7℃ 상승시킨다. 유량이 1초에 70t이 넘는 하천은 일본 전체에서도 30개가 채 되지 않는다. (중략) 일본 원전에서 배출하는 온배수 총량은 연간 1000억t에 이른다. 일본의 모든 하천 유량으로 환산해보면 강물을 약 2℃씩 데우고 있는 셈”이라고 설명한 바 있다.19)

원전에서 사용되는 냉각수는 크게 3가지로 나뉜다. 원자로에서 우라늄 핵분열로 만들어진 열에너지를 전달받는 1차 냉각수와 증기발생기를 통과하면서 증기로 변환돼 터빈을 돌리는 2차 냉각수, 터빈에서 배출되는 증기를 다시 물로 응축시키기 위한 3차 냉각수가 있다. 3차 냉각수의 경우 해안가 주변에 있는 원전은 바닷물을, 내륙은 강물이나 호수, 저수지 물을 사용한다. 3차 냉각수가 바로 원전에서 배출되는 온배수다.

국내 100만kW급 원전 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50∼60t으로 알려졌다. 온배수는 취수 전보다 수온이 높지만, 바다로 방출되면 주위 다른 바닷물과 혼합돼 수온이 떨어진다는 것이 원전업계 측 입장이다. 온배수 영향이 미치는 범위는 배수구 주변 극히 제한된 곳일 뿐만 아니라 온배수 영향만을 명확하게 규명하는 것은 어렵다는 것. 또 온배수 영향을 받는 해양생물은 극히 제한된 종에 국한되며 실태 조사를 통해 보상하고 있을 뿐만 아니라 온배수를 이용한 어류장 조성은 주변 어민들에게 오히려 도움이 된다는 입장이다.20) 그러나 높은 온도의 물은 온약층과 잘 혼합되지 않으며 연안류를 따라 표층으로 확산한다는 주장도 있다.

한국의 원자력발전소는 정상적으로 가동할 경우 20°C 이상의 온배수가 주변으로 방출되며, 여름에는 30°C 이상의 온배수가 방출되고 있다. 1983년 고리원자력발전소 1호기 배수로에서 관찰된 해조류 11종은 발전소 가동 관련 국내에서 처음으로 보고된 내열종이다.21)

과거 언론 보도에서도 원전 온배수 배출과 인근 해역의 수온과의 관계에 대해 다룬 내용이 간혹 발견된다. 1993년 11월 <매일경제> 등의 보도에 따르면 원전 온배수로 인해 고리와 울진(한울) 원전 인근 해역 바닷물 온도가 1.2~1.6℃ 상승해 해양에 영향을 미친다는 조사 결과가 나왔다. 부산수산진흥원 한상복 박사는 <핵발전소 연안 수온분포> 보고서를 통해 2기의 원전이 가동 중(1993년 11월 기준)인 울진 지역의 경우 발전소에서 5km ᄄᅠᆯ어진 지점에서 측정한 바닷물 평균온도가 가동 전 5년(1983~1987년) 동안 온도인 14.3℃ 대비 가동 후 5년(1988~1992년) 온도인 15.9℃ 사이에 격차가 있다는 것이다.

고리 지역의 경우 원자력발전이 시작되기 전인 1970년의 평균 수온이 15.27℃였는데 1호기가 가동 중이었던 1979년에는 16.18℃로, 4호기가 모두 가동 중인 1990년에는 16.52℃로 높아졌다. 한 박사는 보고서를 통해 “특히 고리 원전의 경우 온배수가 연안 수온 상승에 어느 정도 영향을 미쳤는지 정확하게 진단하기는 곤란하지만, 발전소 주변 20km 이내의 연안 해역을 단위로 지난 10년간의 수온 변화를 살펴보면 온배수의 영향을 충분히 짐작할 수 있다”고 설명했다.22)23)24)

2000년대에도 비슷한 보도가 이어졌다. 2004년과 2006년 한나라당 이병석 의원은 국회 산업자원위원회(현 산업통상자원벤처위원회) 국정감사를 통해 원전 온배수와 인근 해역 수온 상승과의 상관관계를 지적했다. 2004년 국감에서 이 의원은 “영광원전의 경우 온배수로 인해 반경 2~3㎞ 안의 바닷물 온도가 주변 지역보다 7℃ 높은 것으로 나타났고, 월성원전과 울진원전 부근도 각각 5℃ 높은 것으로 조사됐다”고 밝혔다.25)26)

또 2006년에는 “온배수 영향으로 동해안에 있는 고리, 울진, 월성원전 인근 10km 이내 해역의 수온이 지난 1996년에 비해 1.2℃에서 최대 4℃까지 상승했다”라고 언급했다. 이 의원에 따르면 현재 각 원전이 바다로 배출하고 있는 온배수는 △고리가 초당 201㎥ △영광 337.2㎥ △월성 144㎥ △울진은 초당 318㎥로 나타났다. 이는 전 국민의 상수도 급수량인 초당 180㎥를 훨씬 웃도는 수치라며 온배수 대책 마련을 촉구했다.

<현대해양> 보도에서 1993년 한 박사는 <고리 연안의 수온분포> 논문을 통해 “초당 200t의 온배수가 수온 상승에 영향을 준다. 발전소 인근 12km 지점에서 수온을 측정한 결과 발전 전보다 1.2℃의 수온 상승이 있었다”라며 발전 5년 전과 5년 후의 자료를 비교 분석해 발표했다. 그는 “원자력발전소가 배출하는 온배수 영향은 발전소 반경 30km까지 미친다. 특히 미역 등 겨울 양식업에는 큰 피해를 준다”라고 강조한 바 있다.27)

온배수로 인한 해양생태계 교란으로 사업자와 주민 간 갈등은 지난 몇 년간 꾸준히 이어졌다. 특히 고리 원전이 소재한 기장군 어민들은 지속해서 피해를 호소하고 있다. 2000년대 초부터 기장군 어업피해대책위원회는 고리원전이 상업 가동을 시작한 뒤 인근 해역 수온이 상승하고 해조류 생산량이 급감하는 등 온배수가 해양생태계에 부정적인 영향을 미치고 있다는 주장을 지속 제기해왔다. 어대위는 기장 지역 18개 어촌계 1600여 명의 어민으로 구성됐다.

2006년 한국수력원자력 고리원자력본부는 어대위와 온배수 배출로 인한 어업인 피해조사를 하기로 합의했다. 한수원과 어대위는 조사기관으로 부경대와 해양대를 각각 추천했고, 두 기관이 공동으로 조사에 착수했다. 원전 온배수 확산범위는 5.7km, 어업 피해는 7.8km까지 이른다는 조사 결과가 발표됐지만 어대위 측은 부실 조사 의혹을 제기하며 재조사를 요구했다. 논란이 지속되자 한수원은 어대위가 추천한 전남대와 경상대 중 전남대를 선정했고, 전남대는 보완조사에 나섰다.28)

그러나 이번에는 한수원 측에서 용역 결과를 받아들이지 않았다. 전남대 보고서에서는 온배수 확산범위가 8.45㎞, 어업 피해는 11.5㎞로 나타났다. 2015년부터 한수원은 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 시작했고, 전남대 용역을 인정할 수 없다는 이유로 용역비 청구 반환소송을 제기했다. 어대위의 반발이 이어진 가운데 2017년 서울중앙지법은 용역비 반환소송에서 원고 패소를 선고했고, 지난 3월 서울고등법원은 원고 항소를 기각했다. 법원 판단을 두고 양측 입장이 또 갈렸다. 한수원은 여전히 전남대 용역 결과를 인정하지 않았으며 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 진행하면서 민-민 갈등까지 불거지고 있다.29)

2003년 6월 대법원은 원전의 온배수 배출이 환경오염에 해당한다는 판례를 남겼다. 대법원은 “환경정책기본법 제3조 제4호의 ‘환경오염이란 사업 활동 기타 사람의 활동에 따라 발생하는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 해양오염, 방사능오염, 소음·진동, 악취 등으로서 사람의 건강이나 환경에 피해를 주는 상태를 말한다’라고 규정하고 있으므로, 원전냉각수 순환 시 발생하는 온배수의 배출은 사람의 활동으로 자연환경에 영향을 주는 수질오염 또는 해양오염으로서 환경오염에 해당한다“고 판시했다.

다만 배출구 인근 양식장의 어류가 집단 폐사한 것은 원전에서의 온배수 배출행위와 해수 온도 상승이라는 자연력이 복합적으로 작용했기 때문에 손해 배상 범위 결정 시 자연력의 기여도를 고려하는 것이 타당하다고 봤다.30)

원전 온배수 관련 최근 판례는 지난 4월 전북 고창군 어민들과 상인들이 영광원전 온배수로 피해를 봤다며 한수원을 상대로 제기했던 소송의 항소심 결과다. 이들은 2001년 대책위를 구성해 사업자와 협상에 나섰고 보상 여부는 법원 판결에 따르기로 한 바 있다. 서울고등법원은 1심과 마찬가지로 원고 패소로 판결했다. 항소심 재판부는 “영광원전 가동으로 인한 온배수 배출은 통상적으로 발생하는 것으로 어업권자들에게 일반적인 한도를 넘는 정도로 이례적인 손해가 발생했다고 볼 만한 자료가 없다”고 판시했다.31)

온배수 배출을 둘러싼 논란은 현재 진행형이다. 환경영향평가를 담당한 기관에 따라 온배수의 피해 범위와 어느 정도의 영향을 미치는지가 달라지기 때문이다. 조사 결과를 둘러싼 논란은 사업자와 어민 간 분쟁으로 이어지고 이는 다시 민-민 갈등으로 확대되면서 지역사회는 분열된다.

문제는 온배수 배출기준 등 별도의 규제 제도가 미흡하다는 것이다. 발전사들은 환경영향평가를 통해 일정 부분 보상을 제공할 뿐만 아니라 온배수를 활용한 양식장 조성으로 큰 문제가 없다는 입장이다. 그러나 실제로 활용되는 온배수조차 저조한 실정이다.

지난해 국감에서 김정호 더불어민주당 의원이 6개 발전사로부터 제출받은 ‘온배수 활용 현황’ 자료에 따르면 한수원은 5개의 원전 중 2개 발전소에서만 온배수를 활용하고 있으며, 지난해 1~8월까지 활용량은 전체 배출량(198.71억t)의 0.002% 수준에 불과했다. 화력발전소를 운영 중인 서부발전도 2019년 배출한 온배수 65.6억t에 비해 활용량은 0.07%로 집계됐다.

원전을 비롯한 발전소 온배수가 주변 해역의 수온 상승에 미치는 영향은 제한적일까. 온배수 배출행위는 인위적인 것으로, 해수 온도 상승은 자연력으로 구분하고 별도로 봐야 할까. 바다가 따뜻해지는 원인에 대해 일각에서는 발전소 온배수가 바닷물 상승의 근본적인 원인이라며 온배수를 기상변수로 포함해야 한다는 주장도 제기하고 있다.

원자력발전 전 주기의 정확한 이산화탄소 발생량을 측정하기 위해 온배수가 바다에 미치는 영향에 대한 조사는 필수다. 과거부터 원전 온배수 문제를 주의 깊게 들여다봤다는 이병환 영덕신규핵발전소반대범대책위원회 공동대표는 “이산화탄소가 마지막으로 향하는 곳이 바다인데 해역 온도가 상승하면서 바다에 녹아있던 것조차 대기 중으로 방출되고 있다”면서 “주변 해역 온도가 1℃ 상승하면 육지 온도는 3.6℃ 상승한다. 탄소세보다는 온배수세를 신설할 필요가 있다고 본다”고 말했다.

5. 온배수 관련 명시적인’ 규정이 없다?

5-1. 한국 온배수 관리규정의 사각지대

해양관리관리법 제2조제11호에 의하면 ‘오염물질’이란 해양에 유입 또는 해양으로 배출돼 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 폐기물·기름·유해액체물질 및 포장유해물질을 말한다. 오염물질을 관리하기 위해 해양수산부는 동법 제22조에 따라 선박과 해양 공간으로 구분하고, 오염물질을 해양에 배출하는 것으로 원칙적으로 금지하고 있다.

현재 온배수 관련 직접적인 규정을 가진 법률은 존재하지 않으나 이산화탄소의 경우 해양환경관리법 제4장 대기오염방지를 위한 규제에서 규율하고 있다. 다만 온배수는 해양환경관리법 제2조2호의 ʻ해양오염ʼ에 포함될 여지는 존재한다. 해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인해 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다.32)33)

온배수와 관련된 법률은 해양환경관리법을 비롯해 △해양환경의 보전 및 활용에 관한 법률 △공유수면 관리 및 매립에 관한 법률 △환경정책기본법이 있다. 그러나 어느 법률도 온배수 배출에 관해 명시적으로 표현된 법률은 없어 법적 사각지대에 놓여 있다는 지적이다. 온배수를 열에너지원으로 보고 있는 상황에서 해양오염의 원인 물질로 볼 수 있을지는 해석상 논란이 존재한다는 것이다. 다만 물환경보전법 시행규칙에서 오염물질 배출수의 온도를 40℃로 규정하고 있다.34) 그러나 관련 규정은 소량의 오염물질이 해양으로 유입될 때 해당하므로 온배수 배출기준을 통한 관리규정으로 보기에는 한계가 있다는 의견도 있다.

특히 원전의 경우 환경문제에서도 산업통상자원부에서 대부분 관리되고 있으며, 전기사업법 및 환경영향평가법에서 발전시설로 인한 일반적인 환경에 대한 현황 및 문제점에 대해서만 다루고 있을 뿐이다.

2008년 산자부와 해수부는 ‘통합해양관리법’을 둘러싸고 갈등을 빚기도 했다. 관 지름 60㎝ 이상 취배수 시설을 해양시설로 규정할 것인지 아닌지가 관건이었다. 규정대로라면 화력/원자력발전소의 취배수 시설은 해양시설에 포함된다. 그러나 산자부는 이런 시설이 전원개발촉진법에서 규정한 전기사업용 설비지 해수부 소관 사항이 아니라는 주장을 고수했다. 양 부처의 갈등은 당시 정부조직개편안 협상 타결로 마무리됐고, 해수부는 새 정부에서 국토해양부에 흡수 통합된 바 있다.37)

5-2. 외국의 온배수 관련 규정

세계 각국에서는 1960년대부터 발전소 가동에 따른 온배수의 영향에 관심을 보여왔다. 1970년대에 두 차례에 걸쳐 열생태학 분야의 대규모 심포지엄이 열리면서 연구 결과가 축적됐고, 수온의 변화가 해조류의 생장과 분포에 미치는 영향이 다각적으로 분석된 바 있다.38)

미국에서는 연방수질오염관리법을 통해 열물질 배출 관리에 관한 사항을 규정하고 있으며, 이에 근거해 주별로 관리제도를 운용하고 있다. 미국 대부분 주는 여름철 고수온기의 온도 차이를 0.8℃를 기준으로 하고 있으며, 그 외에는 2.2℃를 적용하고 있다.39)

캘리포니아주는 자연 수온이 높으므로 온배수 배출에 대해 강한 규제를 시행하고 있다. 구체적으로 △최대배출허용 수온 상승 폭은 11℃ 이하, 혼합구역에서 허용되는 최대수온은 30℃ 이하 △만과 하구의 경우 해역면적의 25% 이상에서 수온 상승 폭이 0.5℃ 이하 등이다.

플로리다주의 경우 연안역에서 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 32℃ 이하이며, 최대수온 상승 폭으로 6~8월까지는 배출구 기준 1℃ 이하, 9월부터 이듬해 5월까지는 2.2℃ 이하로 한다. 원해에서의 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 36℃로 하고, 최대 수온 상승 폭은 허용 수온의 범위 이내에서 9.5℃로 한다.40)

일본의 경우 수질오탁방지법 제2장 배출수에 관한 규제 제3조제1항에 따라 온배수 배출이 규정되어 있다. 발전소별 소속 지방자치단체의 기준에 의해 수온 상승 폭이 규정되고 있으며, 온배수 온도 차이를 7℃ 정도로 보고, 이상이면 위법으로 처리하고 있다. 발전소가 허가를 받고 가동 중인 경우에도 환경영향평가법에 따라 가동 후 온배수 관리를 하게 되며, 사후조사와 모니터링 조사의 방법으로 시행된다. 또 온배수의 체계적 관리를 위해 해양생물환경연구소를 운영하고 있다.41)

5-3. 개선 방안

해양환경보전법 제2조 제3호에서 에너지를 해양오염의 한 원인으로 규정하고 있지만 ‘해양에서 발생하는 에너지’에 온배수를 포함하기 위해서는 별도의 근거 규정이 필요하다.


▲석탄화력발전의 원리(출처: 한국남동발전 홈페이지)


화력 및 원자력발전소에서는 석탄 등 화석원료를 연소시키거나, 우라늄 핵분열에 의한 열의 일부분만 전력으로 전환되고 나머지는 폐열로 분류돼 외부로 배출된다. 일반적으로 발전소 열효율은 화력발전이 40% 내외, 원자력발전이 35% 정도다. 화력발전의 경우 액화천연가스(LNG)를 연료로 이용한다면 49% 이상의 열효율 달성이 가능하다.2)3) 원자력발전이 화력발전보다 열효율이 낮은 이유는 연료 건전성의 제약으로 인해 터빈으로 보내는 증기 온도를 약 280℃까지밖에 올릴 수 없기 때문으로 알려졌다.4)

원전을 기준으로 본다면 발생에너지의 35% 정도만 발전에 사용하고 나머지는 온배수로 버려진다는 뜻이다. 이러한 폐열 처리방식으로는 관류냉각방식과 냉각탑방식, 자연냉각방식 등이 있다. 이중 가장 간편하고 저렴한 방식은 가까운 수원에서 표층수를 취수해 냉각수로 쓰고 온배수를 다시 배출하는 방식이다. 한국의 화력·원자력발전소는 대부분 관류냉각방식이다.



발전소에서는 터빈을 돌리고 나온 증기를 복수기(condenser)에서 물로 변환시킬 때 바닷물을 냉각수로 사용한다. 취수된 해수는 복수기에서 열 치환 후 바다로 되돌려 보낸다. 관류냉각방식의 복수기 설계에 따라 차이는 있지만, 복수기 양쪽 끝에서의 온도 차이는 저온복수기가 6~11℃, 고온복수기가 14~17℃ 범위다. 양쪽 끝 온도 차는 14℃ 내외다. 한국에서는 통상 저온복수기를 사용하고 있지만 고온복수기를 사용하는 발전소가 늘어나는 추세다.5)


▲출처: 한수원 및 5개 발전사(김정호 의원실 재구성)


전력 사용량이 늘어나면 온배수 배출량도 늘어난다. 화력발전과 원자력발전 온배수를 비교해보면 한국수력원자력과 5개 발전사의 2020년 1월부터 8월까지 온배수 배출량은 총 399.25억t으로 집계됐다. 평균온도는 취수 전보다 7.2℃ 높았다. 총배출량 가운데 198.71억t이 원전에서, 200.54t이 화력발전소에서 배출됐다. 한울원전이 56.25억t으로 27개 발전소 가운데 가장 많은 배출량을 기록했다.6)

2. 발전소 온배수와 해양 수온

발전소 온배수가 논란이 되는 이유는 수온 상승 때문이다. 발전소 온배수는 취수 전인 자연 해수 대비 수온이 연평균 약 7℃ 정도 높으며, 100만kW급의 발전소 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50~60t이다. 온배수는 취수 전에 비해 따뜻해진 상태로 해양에 배출된다는 점에서 수산업적 피해와 해역 온도 상승, 나아가 해양에 흡수됐던 이산화탄소가 다시 대기로 방출되는 원인으로 작용한다는 점에서 그동안 논란이 됐다. 즉 온배수는 ‘열오염(thermal pollution)’이라는 것이다.

유엔해양법협약(United Nations Convention on the Law of the Sea)에서는 에너지의 해양유입을 오염의 한 형태로 보고 있다. 제1장 서언 제1항 용어 사용과 범위에서 “해양환경오염이란 생물자원과 해양생물에 대한 손상, 인간의 건강에 대한 위험, 어업과 그 밖의 적법한 해양이용을 포함한 해양활동에 대한 장애, 해수 이용에 의한 수질 악화 및 쾌적도 감소 등과 같은 해로운 결과를 가져오거나 가져올 가능성이 있는 물질이나 에너지를 인간이 직접 또는 간접적으로 강어귀를 포함한 해양환경에 들여오는 것을 말한다”라고 정의하고 있다.

(원문: ‘pollution of the marine environment’ means the introduction by man, directly or indirectly, of substances or energy into the marine environment, including estuaries, which results or is likely to result in such deleterious effects as harm to living resources and marine life, hazards to human health, hindrance to marine activities, including fishing and other legitimate uses of the sea, impairment of quality for use of sea water and reduction of amenities)

미국의 경우 연방수질오염관리법(Federal Water Pollution Control Act)에 열에너지 배출에 관한 별도의 조항을 두고 있다. 이에 근거해 각 주 정부는 독자적인 관리규정을 제정한다. 특히 뉴욕주는 하구 역에 있는 발전소들에 대해 2003년부터 냉각방법을 관류냉각식에서 폐쇄순환식으로 전환하는 것을 조건으로 재허가서를 발급하고 있으며, 워싱턴주와 오리건주는 연어의 회유로 보호를 위해 강력한 열오염 규제를 시행하고 있다.7)

한국도 2007년 1월 해양환경관리법이 제정·공포됐지만, 온배수의 해양배출을 해양오염의 한 형태로 볼 것인가에 대해서는 모호하다는 지적이다. 해당 법 제2조제2호에 따르면 해양오염이란 ‘해양환경 보전 및 활용에 관한 법률’ 제2조제3호에 따른 해양오염을 말한다.8) 해양환경 보전 및 활용에 관한 법률 제2조제3호에서는 “해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인하여 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다”고 규정하고 있다.9)



1994년 한국원자력연구원의 <원전 주변 해수 유동 및 온배수 확산 해석 연구> 보고서에는 “해양으로 방출되는 온배수는 주변 해양환경 및 생태계에 여러 영향을 주게 된다. 발전소 정상 가동 시 온배수는 인근 해양으로 유출돼 해수에 혼합된 후 함께 이동하게 된다. 이때 배출된 온배수는 주변 해역의 해양환경을 인위적으로 변화시켜 해양생태계에 영향을 미치며 수온을 상승시켜 온도 차에 의한 내부 순환을 일으킨다”고 기재돼있다.10)

수중의 모든 물리, 화학, 생물학적 반응속도는 수온에 따라 좌우된다. 해양생물의 지리적 분포는 수온이 따라 구획되며, 수중에서의 생리작용도 수온에 따라 달라진다. 적정 수온의 범위 내에서는 수온 상승이 해양생물의 성장을 촉진하지만 임계 수온 이상에서는 생물의 생체리듬이 깨지면서 서식 범위 축소 등의 원인이 되고 사망까지 초래할 수 있다.

일반적으로 수온이 올라가면 해수 밀도가 감소하고 용존산소의 용해도를 감소시킨다. 발전소 온배수에 의해 해수 온도가 27.2℃에서 31℃로 상승할 경우, 부착성 군집구조가 우세하게 되며, 37℃ 이상의 수온에서는 수주고둥 및 따개비류를 제외한 모든 동식물이 소멸하게 된다.12)

온배수는 배수구에서 방출된 후 주위 해수와 혼합된다. 발전소가 위치한 지역에 따라 온배수의 확산범위는 다르지만, 일반적으로 배수구(원전) 기준 1.5~2.5km로 알려졌다. 그러나 온배수의 영향이 미치는 범위는 어디까지인지 온배수가 실질적으로 해양생태계에 미치는 영향은 어느 정도인지를 둘러싼 논란은 여전하다. 조사기관에 따라 결과가 널뛰기도 한다. 온배수를 둘러싼 발전사업자와 어업 종사자 간 분쟁은 지속하고 있지만 대부분 피해보상에만 관심이 집중될 뿐 구체적인 제도 확립과 분석은 흐지부지되기 일쑤라는 지적이다.

3. 따뜻해지는 바다와 이산화탄소 배출

바다는 기후변화의 완급을 조절하는 역할을 한다. 기후변화의 과정은 대기권 현상보다는 바다와 밀접한 관련이 있다. 메커니즘을 좀 더 들여다보자면 순환계 유지 원동력은 바람과 해수 밀도분포의 차이에서 기인한다. 해수 밀도는 수온과 염분에 의해 결정되며 태양 복사열과 강수, 증발, 결빙, 해빙, 강을 통한 담수 유입 등이 밀도 변수로 작용한다. 열과 이산화탄소 등의 온실기체는 바다와 대기 사이 끊임없는 교환 과정을 통해 재분배되며, 해수면에서 열과 온실기체의 교환이 발생한다.13)



바다 수온이 비정상적으로 높아지면 슈퍼태풍의 발생 가능성이 커지고 해수에 축적된 이산화탄소가 대기로 방출되는 양이 늘어난다. 해양은 인류가 매년 방출하는 이산화탄소의 약 30%를 흡수하는 것으로 추정된다. 이는 식물과 토양이 흡수하는 양의 3배다. 바다 온도 1℃가 상승할 경우 해양이 끌어안고 있던 이산화탄소 2%가 대기 중으로 배출된다. <바다, 지구온난화를 말하다>에서 이재학 박사는 “해양 수온을 높이는 행위는 삼림 벌채와 비슷하다”고 언급한 바 있다.14)

발전소가 밀집한 동해 지역은 정말 뜨거워지고 있을까. 한국 주변 해역의 해면 수위 상승 원인으로는 열팽창이 거론되고 있다. 2007년 해양연구원 조사에 따르면 과거 100년 동안 동해 표층 수온은 약 2℃ 상승했다. 1985년 이후 연평균 0.06℃의 상승률을 보였는데 이는 전 지구 해양의 표층 수온 평균 상승률(0.04℃)보다 높은 수준이다.15)

한국 및 일본 연안에서의 해수면 상승률은 최근 30년간 연평균 3.2mm 상승률을 보였지만 최근 9년, 14년간에는 각각 6.5mm/년, 6.4mm/년 상승한 것으로 밝혀져 90년대 들어 증가한 높은 상승률이 최근까지 유지되고 있는 것으로 연구원은 분석했다. 이런 결과는 전 지구 해양 변화의 평균값보다 높은 것으로 한국의 주변 해역이 기후변화에 대한 반응이 크다는 것을 의미한다.16)

2007년 포항공대 이기택 교수팀은 바닷물의 수직 순환이 지구온난화에 따른 수온 변화에 영향을 받는다는 사실을 처음 확인했다. 동해의 이산화탄소 흡수량이 1992~1999년(매년 약 800만t의 이산화탄소를 흡수) 대비 1999~2007년에는 절반 이하로 줄었다는 것이다. 바다는 해수면에서 300m 지점까지는 표층수, 그 이하는 중층/심해로 구분된다. 아울러 수심 200~1000m에는 영구(수온)약층이 존재한다. 수심이 깊어짐에 따라 수온이 급격하게 감소하는 해수층이며, 상대적으로 따뜻하고 잘 혼합돼있는 표층수 아래에 위치한다. 수온약층 아래에 있는 심층수 수온은 해저에 이르기까지 서서히 감소한다는 특징이 있다.

이산화탄소는 표층수에 녹았다가 깊은 바다로 이동하게 되는데 표층수와 심층수는 100년 주기로 뒤바뀐다. 표층수가 깊은 바다로 이동하는 현상을 수직 순환이라고 한다. 이 교수팀은 2008년 러시아 관측선에서 수심 3500m까지 이산화탄소 함유량을 측정한 결과 300m 이하에서는 ‘대기 중’ 이산화탄소가 거의 발견되지 않는다는 사실을 발견했다.

원래 동해는 바닷물의 수직 순환이 활발한 지역이었지만 표층수 수온이 상승하면서 수직 순환이 제대로 이뤄지지 않고 있다는 설명이다. 이 교수팀에 따르면 지난 200년 동안 동해가 흡수한 이산화탄소는 4억t으로 이는 한국이 2003년 방출한 이산화탄소 총량의 3배다.17)18)

그렇다면 표층수 수온 상승에 영향을 주는 요인들은 무엇이 있을까. 기온이 오르기 때문에 바닷물 수온이 상승하고 녹아있던 이산화탄소가 대기 중으로 방출되는 것이 일반적인 메커니즘이다. 그중 하나로 지목된 것이 바로 발전소 온배수다. 발전소 온배수가 해양에 어느 정도의 영향을 미치는지를 두고 과거부터 논란이 지속된 바 있다.

4. 원전 온배수와 해양 수온

원자력발전 온배수를 중심으로 분석하려는 이유는 열효율이 화력발전보다 상대적으로 떨어진다는 점과 화력발전이 다량의 이산화탄소를 내뿜는 주범이라는 인식에 비해 원자력발전은 탄소를 단 1g도 배출하지 않는다는 잘못된 인식이 있기 때문이다. 온배수가 해양에 미치는 영향을 분석한다면 원전 전체 운전 주기에 걸친 이산화탄소 배출량 측정도 가능할 것으로 보인다.



교토대학 원자력연구소의 고이데 히로아키 박사는 ‘원전은 거대한 해수온난장치’라고 언급한 바 있다. 그는 자신의 저서를 통해 “내가 원자력 공부를 시작했던 무렵 당시 도쿄대 조교수였던 미토 이와오 선생은 ‘원자력발전소라고 부르는 것은 옳지 않아. 정확히 말하자면 바다 데우기 장치’라고 내게 가르쳐주셨다. (중략) 100만kW 원자력발전소의 경우 1초에 바닷물 70t의 온도를 7℃ 상승시킨다. 유량이 1초에 70t이 넘는 하천은 일본 전체에서도 30개가 채 되지 않는다. (중략) 일본 원전에서 배출하는 온배수 총량은 연간 1000억t에 이른다. 일본의 모든 하천 유량으로 환산해보면 강물을 약 2℃씩 데우고 있는 셈”이라고 설명한 바 있다.19)

원전에서 사용되는 냉각수는 크게 3가지로 나뉜다. 원자로에서 우라늄 핵분열로 만들어진 열에너지를 전달받는 1차 냉각수와 증기발생기를 통과하면서 증기로 변환돼 터빈을 돌리는 2차 냉각수, 터빈에서 배출되는 증기를 다시 물로 응축시키기 위한 3차 냉각수가 있다. 3차 냉각수의 경우 해안가 주변에 있는 원전은 바닷물을, 내륙은 강물이나 호수, 저수지 물을 사용한다. 3차 냉각수가 바로 원전에서 배출되는 온배수다.

국내 100만kW급 원전 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50∼60t으로 알려졌다. 온배수는 취수 전보다 수온이 높지만, 바다로 방출되면 주위 다른 바닷물과 혼합돼 수온이 떨어진다는 것이 원전업계 측 입장이다. 온배수 영향이 미치는 범위는 배수구 주변 극히 제한된 곳일 뿐만 아니라 온배수 영향만을 명확하게 규명하는 것은 어렵다는 것. 또 온배수 영향을 받는 해양생물은 극히 제한된 종에 국한되며 실태 조사를 통해 보상하고 있을 뿐만 아니라 온배수를 이용한 어류장 조성은 주변 어민들에게 오히려 도움이 된다는 입장이다.20) 그러나 높은 온도의 물은 온약층과 잘 혼합되지 않으며 연안류를 따라 표층으로 확산한다는 주장도 있다.

한국의 원자력발전소는 정상적으로 가동할 경우 20°C 이상의 온배수가 주변으로 방출되며, 여름에는 30°C 이상의 온배수가 방출되고 있다. 1983년 고리원자력발전소 1호기 배수로에서 관찰된 해조류 11종은 발전소 가동 관련 국내에서 처음으로 보고된 내열종이다.21)

과거 언론 보도에서도 원전 온배수 배출과 인근 해역의 수온과의 관계에 대해 다룬 내용이 간혹 발견된다. 1993년 11월 <매일경제> 등의 보도에 따르면 원전 온배수로 인해 고리와 울진(한울) 원전 인근 해역 바닷물 온도가 1.2~1.6℃ 상승해 해양에 영향을 미친다는 조사 결과가 나왔다. 부산수산진흥원 한상복 박사는 <핵발전소 연안 수온분포> 보고서를 통해 2기의 원전이 가동 중(1993년 11월 기준)인 울진 지역의 경우 발전소에서 5km ᄄᅠᆯ어진 지점에서 측정한 바닷물 평균온도가 가동 전 5년(1983~1987년) 동안 온도인 14.3℃ 대비 가동 후 5년(1988~1992년) 온도인 15.9℃ 사이에 격차가 있다는 것이다.

고리 지역의 경우 원자력발전이 시작되기 전인 1970년의 평균 수온이 15.27℃였는데 1호기가 가동 중이었던 1979년에는 16.18℃로, 4호기가 모두 가동 중인 1990년에는 16.52℃로 높아졌다. 한 박사는 보고서를 통해 “특히 고리 원전의 경우 온배수가 연안 수온 상승에 어느 정도 영향을 미쳤는지 정확하게 진단하기는 곤란하지만, 발전소 주변 20km 이내의 연안 해역을 단위로 지난 10년간의 수온 변화를 살펴보면 온배수의 영향을 충분히 짐작할 수 있다”고 설명했다.22)23)24)

2000년대에도 비슷한 보도가 이어졌다. 2004년과 2006년 한나라당 이병석 의원은 국회 산업자원위원회(현 산업통상자원벤처위원회) 국정감사를 통해 원전 온배수와 인근 해역 수온 상승과의 상관관계를 지적했다. 2004년 국감에서 이 의원은 “영광원전의 경우 온배수로 인해 반경 2~3㎞ 안의 바닷물 온도가 주변 지역보다 7℃ 높은 것으로 나타났고, 월성원전과 울진원전 부근도 각각 5℃ 높은 것으로 조사됐다”고 밝혔다.25)26)

또 2006년에는 “온배수 영향으로 동해안에 있는 고리, 울진, 월성원전 인근 10km 이내 해역의 수온이 지난 1996년에 비해 1.2℃에서 최대 4℃까지 상승했다”라고 언급했다. 이 의원에 따르면 현재 각 원전이 바다로 배출하고 있는 온배수는 △고리가 초당 201㎥ △영광 337.2㎥ △월성 144㎥ △울진은 초당 318㎥로 나타났다. 이는 전 국민의 상수도 급수량인 초당 180㎥를 훨씬 웃도는 수치라며 온배수 대책 마련을 촉구했다.

<현대해양> 보도에서 1993년 한 박사는 <고리 연안의 수온분포> 논문을 통해 “초당 200t의 온배수가 수온 상승에 영향을 준다. 발전소 인근 12km 지점에서 수온을 측정한 결과 발전 전보다 1.2℃의 수온 상승이 있었다”라며 발전 5년 전과 5년 후의 자료를 비교 분석해 발표했다. 그는 “원자력발전소가 배출하는 온배수 영향은 발전소 반경 30km까지 미친다. 특히 미역 등 겨울 양식업에는 큰 피해를 준다”라고 강조한 바 있다.27)

온배수로 인한 해양생태계 교란으로 사업자와 주민 간 갈등은 지난 몇 년간 꾸준히 이어졌다. 특히 고리 원전이 소재한 기장군 어민들은 지속해서 피해를 호소하고 있다. 2000년대 초부터 기장군 어업피해대책위원회는 고리원전이 상업 가동을 시작한 뒤 인근 해역 수온이 상승하고 해조류 생산량이 급감하는 등 온배수가 해양생태계에 부정적인 영향을 미치고 있다는 주장을 지속 제기해왔다. 어대위는 기장 지역 18개 어촌계 1600여 명의 어민으로 구성됐다.

2006년 한국수력원자력 고리원자력본부는 어대위와 온배수 배출로 인한 어업인 피해조사를 하기로 합의했다. 한수원과 어대위는 조사기관으로 부경대와 해양대를 각각 추천했고, 두 기관이 공동으로 조사에 착수했다. 원전 온배수 확산범위는 5.7km, 어업 피해는 7.8km까지 이른다는 조사 결과가 발표됐지만 어대위 측은 부실 조사 의혹을 제기하며 재조사를 요구했다. 논란이 지속되자 한수원은 어대위가 추천한 전남대와 경상대 중 전남대를 선정했고, 전남대는 보완조사에 나섰다.28)

그러나 이번에는 한수원 측에서 용역 결과를 받아들이지 않았다. 전남대 보고서에서는 온배수 확산범위가 8.45㎞, 어업 피해는 11.5㎞로 나타났다. 2015년부터 한수원은 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 시작했고, 전남대 용역을 인정할 수 없다는 이유로 용역비 청구 반환소송을 제기했다. 어대위의 반발이 이어진 가운데 2017년 서울중앙지법은 용역비 반환소송에서 원고 패소를 선고했고, 지난 3월 서울고등법원은 원고 항소를 기각했다. 법원 판단을 두고 양측 입장이 또 갈렸다. 한수원은 여전히 전남대 용역 결과를 인정하지 않았으며 어대위가 아닌 기장수협과 협상을 진행하면서 민-민 갈등까지 불거지고 있다.29)

2003년 6월 대법원은 원전의 온배수 배출이 환경오염에 해당한다는 판례를 남겼다. 대법원은 “환경정책기본법 제3조 제4호의 ‘환경오염이란 사업 활동 기타 사람의 활동에 따라 발생하는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 해양오염, 방사능오염, 소음·진동, 악취 등으로서 사람의 건강이나 환경에 피해를 주는 상태를 말한다’라고 규정하고 있으므로, 원전냉각수 순환 시 발생하는 온배수의 배출은 사람의 활동으로 자연환경에 영향을 주는 수질오염 또는 해양오염으로서 환경오염에 해당한다“고 판시했다.

다만 배출구 인근 양식장의 어류가 집단 폐사한 것은 원전에서의 온배수 배출행위와 해수 온도 상승이라는 자연력이 복합적으로 작용했기 때문에 손해 배상 범위 결정 시 자연력의 기여도를 고려하는 것이 타당하다고 봤다.30)

원전 온배수 관련 최근 판례는 지난 4월 전북 고창군 어민들과 상인들이 영광원전 온배수로 피해를 봤다며 한수원을 상대로 제기했던 소송의 항소심 결과다. 이들은 2001년 대책위를 구성해 사업자와 협상에 나섰고 보상 여부는 법원 판결에 따르기로 한 바 있다. 서울고등법원은 1심과 마찬가지로 원고 패소로 판결했다. 항소심 재판부는 “영광원전 가동으로 인한 온배수 배출은 통상적으로 발생하는 것으로 어업권자들에게 일반적인 한도를 넘는 정도로 이례적인 손해가 발생했다고 볼 만한 자료가 없다”고 판시했다.31)

온배수 배출을 둘러싼 논란은 현재 진행형이다. 환경영향평가를 담당한 기관에 따라 온배수의 피해 범위와 어느 정도의 영향을 미치는지가 달라지기 때문이다. 조사 결과를 둘러싼 논란은 사업자와 어민 간 분쟁으로 이어지고 이는 다시 민-민 갈등으로 확대되면서 지역사회는 분열된다.

문제는 온배수 배출기준 등 별도의 규제 제도가 미흡하다는 것이다. 발전사들은 환경영향평가를 통해 일정 부분 보상을 제공할 뿐만 아니라 온배수를 활용한 양식장 조성으로 큰 문제가 없다는 입장이다. 그러나 실제로 활용되는 온배수조차 저조한 실정이다.

지난해 국감에서 김정호 더불어민주당 의원이 6개 발전사로부터 제출받은 ‘온배수 활용 현황’ 자료에 따르면 한수원은 5개의 원전 중 2개 발전소에서만 온배수를 활용하고 있으며, 지난해 1~8월까지 활용량은 전체 배출량(198.71억t)의 0.002% 수준에 불과했다. 화력발전소를 운영 중인 서부발전도 2019년 배출한 온배수 65.6억t에 비해 활용량은 0.07%로 집계됐다.

원전을 비롯한 발전소 온배수가 주변 해역의 수온 상승에 미치는 영향은 제한적일까. 온배수 배출행위는 인위적인 것으로, 해수 온도 상승은 자연력으로 구분하고 별도로 봐야 할까. 바다가 따뜻해지는 원인에 대해 일각에서는 발전소 온배수가 바닷물 상승의 근본적인 원인이라며 온배수를 기상변수로 포함해야 한다는 주장도 제기하고 있다.

원자력발전 전 주기의 정확한 이산화탄소 발생량을 측정하기 위해 온배수가 바다에 미치는 영향에 대한 조사는 필수다. 과거부터 원전 온배수 문제를 주의 깊게 들여다봤다는 이병환 영덕신규핵발전소반대범대책위원회 공동대표는 “이산화탄소가 마지막으로 향하는 곳이 바다인데 해역 온도가 상승하면서 바다에 녹아있던 것조차 대기 중으로 방출되고 있다”면서 “주변 해역 온도가 1℃ 상승하면 육지 온도는 3.6℃ 상승한다. 탄소세보다는 온배수세를 신설할 필요가 있다고 본다”고 말했다.

5. 온배수 관련 ‘명시적인’ 규정이 없다?

5-1. 한국 온배수 관리규정의 사각지대

해양관리관리법 제2조제11호에 의하면 ‘오염물질’이란 해양에 유입 또는 해양으로 배출돼 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 폐기물·기름·유해액체물질 및 포장유해물질을 말한다. 오염물질을 관리하기 위해 해양수산부는 동법 제22조에 따라 선박과 해양 공간으로 구분하고, 오염물질을 해양에 배출하는 것으로 원칙적으로 금지하고 있다.

현재 온배수 관련 직접적인 규정을 가진 법률은 존재하지 않으나 이산화탄소의 경우 해양환경관리법 제4장 대기오염방지를 위한 규제에서 규율하고 있다. 다만 온배수는 해양환경관리법 제2조2호의 ʻ해양오염ʼ에 포함될 여지는 존재한다. 해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인해 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다.32)33)

온배수와 관련된 법률은 해양환경관리법을 비롯해 △해양환경의 보전 및 활용에 관한 법률 △공유수면 관리 및 매립에 관한 법률 △환경정책기본법이 있다. 그러나 어느 법률도 온배수 배출에 관해 명시적으로 표현된 법률은 없어 법적 사각지대에 놓여 있다는 지적이다. 온배수를 열에너지원으로 보고 있는 상황에서 해양오염의 원인 물질로 볼 수 있을지는 해석상 논란이 존재한다는 것이다. 다만 물환경보전법 시행규칙에서 오염물질 배출수의 온도를 40℃로 규정하고 있다.34) 그러나 관련 규정은 소량의 오염물질이 해양으로 유입될 때 해당하므로 온배수 배출기준을 통한 관리규정으로 보기에는 한계가 있다는 의견도 있다.

특히 원전의 경우 환경문제에서도 산업통상자원부에서 대부분 관리되고 있으며, 전기사업법 및 환경영향평가법에서 발전시설로 인한 일반적인 환경에 대한 현황 및 문제점에 대해서만 다루고 있을 뿐이다.

2008년 산자부와 해수부는 ‘통합해양관리법’을 둘러싸고 갈등을 빚기도 했다. 관 지름 60㎝ 이상 취배수 시설을 해양시설로 규정할 것인지 아닌지가 관건이었다. 규정대로라면 화력/원자력발전소의 취배수 시설은 해양시설에 포함된다. 그러나 산자부는 이런 시설이 전원개발촉진법에서 규정한 전기사업용 설비지 해수부 소관 사항이 아니라는 주장을 고수했다. 양 부처의 갈등은 당시 정부조직개편안 협상 타결로 마무리됐고, 해수부는 새 정부에서 국토해양부에 흡수 통합된 바 있다.37)

5-2. 외국의 온배수 관련 규정

세계 각국에서는 1960년대부터 발전소 가동에 따른 온배수의 영향에 관심을 보여왔다. 1970년대에 두 차례에 걸쳐 열생태학 분야의 대규모 심포지엄이 열리면서 연구 결과가 축적됐고, 수온의 변화가 해조류의 생장과 분포에 미치는 영향이 다각적으로 분석된 바 있다.38)

미국에서는 연방수질오염관리법을 통해 열물질 배출 관리에 관한 사항을 규정하고 있으며, 이에 근거해 주별로 관리제도를 운용하고 있다. 미국 대부분 주는 여름철 고수온기의 온도 차이를 0.8℃를 기준으로 하고 있으며, 그 외에는 2.2℃를 적용하고 있다.39)

캘리포니아주는 자연 수온이 높으므로 온배수 배출에 대해 강한 규제를 시행하고 있다. 구체적으로 △최대배출허용 수온 상승 폭은 11℃ 이하, 혼합구역에서 허용되는 최대수온은 30℃ 이하 △만과 하구의 경우 해역면적의 25% 이상에서 수온 상승 폭이 0.5℃ 이하 등이다.

플로리다주의 경우 연안역에서 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 32℃ 이하이며, 최대수온 상승 폭으로 6~8월까지는 배출구 기준 1℃ 이하, 9월부터 이듬해 5월까지는 2.2℃ 이하로 한다. 원해에서의 혼합구역 외측의 최대 허용 수온은 36℃로 하고, 최대 수온 상승 폭은 허용 수온의 범위 이내에서 9.5℃로 한다.40)

일본의 경우 수질오탁방지법 제2장 배출수에 관한 규제 제3조제1항에 따라 온배수 배출이 규정되어 있다. 발전소별 소속 지방자치단체의 기준에 의해 수온 상승 폭이 규정되고 있으며, 온배수 온도 차이를 7℃ 정도로 보고, 이상이면 위법으로 처리하고 있다. 발전소가 허가를 받고 가동 중인 경우에도 환경영향평가법에 따라 가동 후 온배수 관리를 하게 되며, 사후조사와 모니터링 조사의 방법으로 시행된다. 또 온배수의 체계적 관리를 위해 해양생물환경연구소를 운영하고 있다.41)

5-3. 개선 방안

해양환경보전법 제2조 제3호에서 에너지를 해양오염의 한 원인으로 규정하고 있지만 ‘해양에서 발생하는 에너지’에 온배수를 포함하기 위해서는 별도의 근거 규정이 필요하다.


▲출처: <발전시설과 온배수 관리를 위한 제도 개선에 관한 연구(환경법과 정책 제21권)>
▲출처: <발전시설과 온배수 관리를 위한 제도 개선에 관한 연구(환경법과 정책 제21권)>

배출부담금 제도를 도입하는 방식도 거론되고 있다. <해양환경관리법> 제19조 해양환경개선부담금 규정에 따르면 해양수산부 장관은 해양환경 및 해양생태계에 현저한 영향을 미치는 다음 각호의 행위에 대하여 해양환경개선부담금을 부과·징수한다. 해당 규정을 근거로 온배수 배출에 대해서도 일정 수준의 부담금을 부과할 수 있다는 의견이다.42) 부담금은 오염자부담원칙에 의해 결정된다.

국가적 차원의 온배수 관리를 위해 ‘중앙온배수관리위원회(가칭)’ 등의 이름으로 별도 조직을 구성하고 운영을 감독하는 방안도 있다. 위원회 운영 예산은 온배수 배출부담금을 통해 충당한다. 현재 국내에서 온배수 관련 연구를 담당하고 있는 곳은 한국전력 전력연구원 등 다수의 기관이 있다. 그러나 전 국민적 신뢰를 얻고, 조사 결과의 객관성 확보를 위해 비영리 전문연구기관의 설립이 필요하다는 것이다.43)

1) 물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률 (law.go.kr)
2) http://oak.cni.re.kr/handle/2016.oak/3962 <충남 화력발전소 온배수 배출의 실태와 활용방안> 충남발전연구원 2012.12
3) https://scienceon.kisti.re.kr/commons/util/originalView.do?cn=TRKO201600013922&dbt=TRKO&rn= <해양생태계 보전을 위한 온배수 관리방안 연구> 한국해양연구원/충북대학교 2007.3
4) http://mdportal.kaeri.re.kr/posts/d20150027/ 증기발생기는 열교환 방법 또는 전열관 형태에 따라 재순환형 (recirculating type)과 직류형 또는 일관 유로형(once through type)으로 구분된다. 재순환형인 경우 급수관으로 공급된 물이 하향 유로 통로를 타고 아래로 내려가 관판(tube sheet)을 가로질러 흘러 상부로 올라가며 열을 흡수한다. 이 과정에서 관 내부로 1차 냉각수가 흐르는데, 이 1차 냉각수 입구(hot leg, 고온관측) 온도는 315~327℃ 부근이며 열을 2차 측에 전달하고 난 뒤의 저온관(cold leg) 온도는 288℃ 부근이다.
5) 각주 3)과 동일
6) https://blog.naver.com/bongha4rang/222134215627 <지구온난화 앞당기는 발전소 온배수 올해만 399억톤 배출> 김정호 더불어민주당 의원 2020 국정감사 보도자료
7) https://scienceon.kisti.re.kr/commons/util/originalView.do?cn=TRKO201600013922&dbt=TRKO&rn= <해양생태계 보전을 위한 온배수 관리방안 연구> 한국해양연구원/충북대학교 2007.3
8) 해양환경관리법 (law.go.kr)
9) 국가법령정보센터 | 법령 > 본문 – 해양환경 보전 및 활용에 관한 법률 (law.go.kr)
10) https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/26/010/26010526.pdf <원전 주변 해수 유동 및 온배수 확산 해석 연구> 한국원자력연구원 1994.8
11) https://scienceon.kisti.re.kr/commons/util/originalView.do?cn=TRKO201600013922&dbt=TRKO&rn= <해양생태계 보전을 위한 온배수 관리방안 연구> 한국해양연구원/충북대학교 2007.3
12) http://oak.cni.re.kr/handle/2016.oak/3962 <충남 화력발전소 온배수 배출의 실태와 활용방안> 충남발전연구원 2012.12
13) http://www.kma.go.kr/down/t_policy/t_policy_200912.pdf <기상기술정책-기후변화에 있어서 해양의 중요성과 정책 방향> 기상청 2009.12
14) <해양과 문화-바다, 지구온난화를 말하다> 이재학 2008
15) https://www.hani.co.kr/arti/PRINT/212210.html
16) https://kiost.ac.kr/cop/bbs/BBSMSTR_000000000075/selectBoardArticle.do;jsessionid=B325F14387C25033FCD17EB8C693FFC2?nttId=6424&kind=&mno=sitemap_12&pageIndex=81&searchCnd=&searchWrd=
17) https://www.chosun.com/site/data/html_dir/2009/01/05/2009010501797.html?Dep0=chosunmain&Dep1=news&Dep2=headline1&Dep3=h1_02
18) https://www.theguardian.com/environment/2009/jan/12/sea-co2-climate-japan-environment
19) <은폐된 원자력 핵의 진실-원자력 전문가가 원자력을 반대하는 이유> 97~99page, 110~111page 고이데 히로아키 2011
20) http://www.wiin.or.kr/Pages/ExhibitionHall/?Id=41
21) https://www.koreascience.or.kr/article/JAKO200716049040454.pdf <고리원전의 온배수 방출이 주변 해조군집에 미치는 영향> 충북대학교 2007
22) https://www.mk.co.kr/news/home/view/1993/11/49984/
23) https://m.hankookilbo.com/News/Read/199311100055425343
24) https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/1993/11/19/1993111972303.html
25) http://www.e2news.com/news/articleView.html?idxno=5192
26) https://news.v.daum.net/v/20041008124439848?f=o
27) http://www.hdhy.co.kr/news/articleView.html?idxno=9643
28) https://www.yna.co.kr/view/AKR20210325062100051
29) http://www.hdhy.co.kr/news/articleView.html?idxno=14317
30) https://www.law.go.kr/LSW/precInfoP.do?mode=0&evtNo=2001%EB%8B%A4734#yo
31) https://www.yna.co.kr/view/AKR20210416130300004?input=1179m
32) http://203.254.179.120:8080/SynapDocViewServer/viewer/doc.html?key=4028808c772b24c70179f13040e74d39&convType=img&convLocale=ko&contextPath=/SynapDocViewServer <해양환경 관리 체계 개선연구> 한국해양수산개발원 2015.11
33) 다만 <해양생태계 보전을 위한 온배수 관리방안 연구(2007)>에서는 “온배수 관리방안의 법적 근거는 2007년 1월 22일 법령 제8560호로 공포된 해양환경관리법(이하 관리법)이다. 관리법 제2조(정의)2에 ‘해양오염이란 해양에 유입되거나 해양에서 발생하는 물질 또는 에너지로 인해 해양환경에 해로운 결과를 미치거나 미칠 우려가 있는 상태를 말한다’로 명기해 온배수의 해양배출이 해양오염의 한 형태인 것을 법률로 규정했다”라고 설명하고 있다.
34) <해양생태계 보전을 위한 온배수 관리방안 연구(2007>에는 다음과 같은 의견도 있다. “수질환경보전법 시행규칙을 인용해 온배수를 40℃까지 배출해도 법률적으로 하자가 없다는 주장도 있다. 그러나 수질환경보전법 제2조 4항은 ‘폐수는 액체 및 고체성 수질오염물질이 혼입돼 그대로 사용할 수 없는 물’로 정의하고 있다. 온배수에는 액체성이나 고체성을 불문하고 어떠한 수질오염물질이 혼입돼 있지 않으며 온배수를 어류양식에 사용할 수 있다. 온배수는 수질환경보전법에서 정한 폐수가 아니며 또 시행규칙 표1에 정한 오염물질 배출허용 기준인 40℃를 온배수 배출허용치로 정할 수는 없다.
35) http://cls.kangwon.ac.kr/data/file/sub41/1917250899_ca967ccd_B1E8C0BAC1A4.pdf <발전시설과 온배수 관리를 위한 제도 개선에 관한 연구> 환경법과 정책 제21권 2018.9
36) 각주 35)와 동일
37) http://weekly.khan.co.kr/khnm.html?mode=view&code=115&artid=16969
38) https://www.koreascience.or.kr/article/JAKO200716049040454.pdf <고리원전의 온배수 방출이 주변 해조군집에 미치는 영향> 충북대학교 2007
39) http://cls.kangwon.ac.kr/data/file/sub41/1917250899_ca967ccd_B1E8C0BAC1A4.pdf <발전시설과 온배수 관리를 위한 제도 개선에 관한 연구(환경법과 정책 제21권)> 한국법제연구원 2018.9
40) 각주 38)과 동일
41) 각주 38)과 동일
42) 각주 38)과 동일
43) https://scienceon.kisti.re.kr/commons/util/originalView.do?cn=TRKO201600013922&dbt=TRKO&rn= <해양생태계 보전을 위한 온배수 관리방안 연구> 한국해양연구원/충북대학교 2007.3


*이 글은 <월간 PRCDN> 2021년 07월 제3호에도 실렸습니다.
 

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