가상자산 채굴에 원자력이 필요한 이유
무탄소 전력 공급에 있어 원자력을 피할 수 없다
이 기사를 공유합니다
Florent Heidet
Florent Heidet 2021년 10월24일 17:15
출처=Nicolas Hippert/Unsplash
출처=Nicolas Hippert/Unsplash

플로렌트 하이데트 박사는 대형 공공 연구 기관에서 과학 분야 연구자로 일하고 있다. 그는 지난 15년간 핵무기 심화 기술을 연구하며 여러 종류의 원자로 심화 기술 개발에 기여했다. 마일로스 마츠 박사는 대형 공공 연구 기관의 핵기술자로, 다양한 종류의 원자로 심화 분석과 폐기물 관리 연구 프로젝트를 진행하고 있다.

가상자산을 반대하는 사람들은 가상자산의 채굴로 인한 에너지 및 오염 발자국을 주된 이유로 꼽는다. 하지만 가상자산 채굴과 원자력 사이의 자연적 시너지는 이 문제를 완전히 해결해줄 수 있다.

가상자산은 암호해독술을 기반으로 한 디지털 화폐다. 달러와 같은 물리적인 화폐와 다르게, 가상자산은 국가 기관에 의해 주조되지 않는다. 그 대신 가상자산은 컴퓨터 네트워크에서 발생하는 복잡한 알고리즘을 통해 생성된다.

모든 가상자산이 특수한 기능을 가진 것은 아니지만, 비트코인이나 이더리움 같이 가치가 높은 가상자산은 블록체인에 내장된 금융 거래, 즉 암호학적인 거래 기록을 실행하기 위하여 존재한다.

최근 많은 가상자산들의 가치가 급등했는데, 그 원인은 일부 가상자산의 수용 증대와 더불어 가상자산 기반의 탈중앙화된 금융 시스템과 은행 및 정부의 통제를 받는 기존의 중앙화된 금융 시스템 간의 향후 경쟁 구도에 있다.

공통의 컴퓨터 하드웨어를 통한 채굴의 용이함으로 인해 가상자산의 가치가 급등하면서, 그 어느 때보다도 가상자산 채굴자의 수가 늘어났다. 이와 같은 채굴자의 증가는 시스템의 탈중앙화를 가속화시키면서 결국 가상자산의 안전성을 강화하는 결과를 낳는다.

대부분의 주요 가상자산은 작업 증명 방식(PoW)을 기반으로 운용된다. 작업 증명 방식에서 채굴자들은 가상자산 거래의 실행에 사용되는 컴퓨터 자원을 활용하기 위하여 서로 경쟁하고, 그 대가로 자신이 채굴한 가상자산의 형태로 보상을 받게 된다.

물론 지분 증명 방식(PoS)이나 공간 증명 방식(proof-of-space)과 같이 작업 증명 방식보다 에너지 효율성이 높은 대안들이 존재하지만, 이러한 방법들은 주요 가상자산에 의해 널리 수용되지는 않았다.

주요 가상자산의 채굴에 사용되는 총 전력량은 당시 네트워크 규모 및 평균 채굴 장비 전력을 기반으로 수십 기가와트 또는 GWe에 달한다. 스웨덴이나 몬타나의 전력 수요와 맞먹는 양이다. 차세대 컴퓨터 하드웨어는 효율적이며 해시레이트당 전력 소모량을 획기적으로 감소시키지만, 채굴의 높은 수익성은 더 많은 참가자들을 유인하여 네트워크가 사용하는 전체 전력을 순증가시킨다.

실제로 전력과 하드웨어의 비용 합산이 생성된 가상자산의 가치보다 낮게 유지되는 한, 네트워크 및 전력 소모량은 계속해서 늘어날 것이며 국가 대부분의 전력 소모량을 능가하게 될 것이다.

비록 가상자산 채굴이 많은 에너지를 소모하기는 하나, 채굴 과정 자체는 직접적으로 오염을 발생시키지 않는다. 채굴에 필요한 천연 자원 요건은 컴퓨터 하드웨어 제조와 채굴 작업을 위한 전력 생성에 필요한 정도로 제한된다. 가상자산 채굴은 최소한의 다운타임으로 지속적인 전력을 사용하여 시간 제한 없이 이루어지는 작업이다.

또한 대형 채굴 업체들은 100 메가와트를 초과하는 전력을 필요로 하며, 중형 공장이 배출하는 정도의 탄소 발자국을 남긴다. 이들의 채굴 작업에는 안정적이고 중단 없는 전력 수급이 필수적이다.

전력 생산의 환경적 영향은 많은 부분 사용된 에너지원에 따라 결정된다. 주된 영향으로는 화석 연료의 소각에서 발생하는 탄소 배출과 대기 오염 등이 있다. 이용 가능한 전력 공급원의 조합은 지역과 가상자산 채굴자들이 그리드에서 전력을 구매하는 시점에 따라 크게 달라지며, 환경적 영향은 해당 지역의 에너지 발전 정책(energy mix)와 긴밀하게 연결되어 있다.

가상자산의 탄소 발자국은 화석 연료가 그리드의 주요 공급원인 경우에 최대로 늘어난다.

가상자산 및 채굴이 초래하는 환경적 영향 간의 연관성에 대한 뉴스가 늘어나면서 그에 따른 지정학적 결정들이 가상자산의 가치를 손상시켰다. 이러한 현상은 가상자산 업계에도 우려를 초래하고 있으며, 업계 관계자들은 환경적 영향을 최소화하기 위하여 청정한 전력 공급원의 다양화를 꾀하게 되었다.

탄소를 배출하지 않는 전력 생산을 보장하기 위해서 가상자산 채굴 업체들은 지역의 그리드 운영업체 또는 전력 생산업체와 계약을 체결해야 한다. 일부 대규모 채굴 업체들은 자체적으로 전력 생산 시설을 설치하고 운영하는 방안을 선택할 수도 있다.

무탄소 전력의 가용 에너지원에는 신재생에너지(주로 풍력 및 태양광 에너지), 수력에너지 및 원자력에너지 등이 있다. 수력에너지는 지리적∙계절적 제약사항이 있으므로, 신재생에너지와 원자력에너지가 가장 기술적으로 가능성 높은 선택지다.

신재생에너지의 특징 중 하나는 간헐성(intermittency)인데, 즉 채굴 작업에 필요한 지속적인 전력 수급을 보장하기 위하여 대규모의 에너지 저장 시스템 또는 예비 화석 연료를 필요로 한다는 것이다.

또한 신재생에너지는 탄소 발자국을 남기기 때문에 원하는 장소에서 대규모의 에너지를 생산하는 것이 다른 에너지원에 비해 훨씬 어렵다. 이러한 특성들로 인해 신재생에너지는 가상자산 채굴에 있어 그다지 선호되지 않는 에너지원이다.

가상자산 채굴 업계의 전력 수요가 원자력과 결합하면 흥미로운 기회가 만들어진다. 원자로는 우라늄과 같은 핵분열 에너지를 동력으로 활용한다. 핵분열 에너지는 탄소를 기반으로 하지 않으므로, 원자로에서 생산된 에너지는 탄소를 배출하지 않는다. 2020년 원자력은 미국 내 무탄소 전력 50%를 생산했다.

우라늄 채굴, 연료 농축 및 연료 가공을 포함한 원자력 수명주기상 온실가스 배출은 아래 차트에 나온 전력 발전용 기타 신재생에너지 원료와 비슷한 수준이다. 원자력은 탄소를 배출하지 않는 것뿐만 아니라 킬로와트에서 기가와트 단위로 생산량이 증대되었으며, 다음과 같은 두 가지 특성으로 인해 가상자산 채굴에 최적의 원료라고 할 수 있다.

각 에너지원의 탄소배출량.
각 에너지원의 탄소배출량.

첫째로, 원자력은 수급 안정성이 높다. 안정성은 “이용률(capacity factor)”으로 측정되는데, 이용률이란 발전기가 일정 기간 동안 최대 출력으로 연속 운전시에 생산 가능한 전력량에 대한 실제 전력 생산량의 비율을 의미한다. 원자력은 미국 내 어떠한 전력원보다도 높은 이용률을 기록한다.

원자력은 “기저전원(baseload electricity)”이라고도 불리는데, 즉 안정적인 전력 공급원이라는 뜻이다. 지속적인 전력이 필요한 가상자산 채굴 업체들에게 이는 매우 큰 장점이다.

둘째로, 원자력은 굉장히 밀도가 높은 에너지원이다. 핵분열 반응은 연소 반응보다 100만 배 더 많은 에너지를 생산한다. 그러므로 원자로에 필요한 연료와 그로 인해 생성되는 탄소 발자국은 아주 적으며, 채굴 업체는 소규모의 시설로도 작업을 수행할 수 있다.

원자력에는 늘 핵폐기물과 원자력 사고라는 오명이 따라다닌다. 물론 과거에 몇 차례의 대규모 원자력 사고가 있었지만, 원자력 발전소는 인류가 만든 가장 안전한 건축물 중 하나이며, 원자력은 가장 안전한 전력 공급원으로 꼽힌다. 핵 반응 과정에는 불가피하게 핵폐기물이 수반되지만, 높은 자원 이용률으로 인해 최소한의 탄소 발자국으로 안전하게 관리될 수 있는 소량의 폐기물만이 생성된다.

출처=Anders J/Unsplash
출처=Anders J/Unsplash

이처럼 전 세계적으로 원자력은 앞으로의 과제를 훨씬 뛰어넘는 장점을 갖고 있다.

급성장하고 있는 가상자산 업계와의 협력은 원자력 업계에도 유리하게 작용할 것이다. 원자력 발전소는 무탄소 전력을 안정적으로 생산함에도 불구하고, 전력 시장을 지배하는 저렴한 천연 가스와의 경쟁에서 고군분투하고 있다. 이러한 상황에서 가상자산 업계는 원자력이 가진 고유한 장점에 대한 수요가 있기 때문에 두 산업 간의 협력은 좋은 기회다.

총 전력 소비 및 미국의 평균 전력 비용을 바탕으로 할 때, 가상자산 채굴에 소요되는 연간 에너지 비용은 수백억 달러에 육박한다. 가상자산 네트워크가 성장하면서 에너지 비용은 필연적으로 증가하게 것이다. 향후 가상자산의 가치가 증가할 가능성이 높으므로 가상자산과 청정 에너지원 간 협력의 중요성은 더욱 강조되고 있다.

이처럼 가상자산 채굴 업체들은 원자력 업계와 손을 잡고 전력 비용을 절감할 수 있다. 전력 생산 비용은 각종 세금, 송전 및 배전 비용 등 총 비용의 일부분에 불과하다. 비록 원자력을 통한 전력 생산 비용이 가장 낮지는 않지만, 가상자산 채굴 업체들은 원자력의 수급 안정성, 높은 에너지 밀도 및 지정학적 유연성의 장점을 모두 취할 수 있다.

원자력을 사용하는 가상자산 채굴 농장들은 기존 발전기의 배열 또는 자체 발전기의 보유를 통해서 그리드에서 탄소집약적 전력을 구매하는 것보다 낮은 비용으로 무탄소 전력을 생산할 수 있다.

가상자산 채굴 및 원자력 업계 간의 협력은 이미 활발하게 일어나고 있다. 최근 가상자산 채굴 업체들과 원자력 산업체/원자로 공급업체들 간 다수의 협약이 체결되었다는 소식이 들려오고 있다. 가상자산 에너지 수요와 원자력 간의 시너지를 바탕으로, 이 두 업계가 계속해서 긴밀하게 협력하여 상호 이익이 되는 다양한 성장과 협력의 기회를 창출하기를 바란다.

영어기사: 김예린 번역, 임준혁 코인데스크 코리아 편집

This story originally appeared on CoinDesk, the global leader in blockchain news and publisher of the Bitcoin Price Index. view BPI.

제보, 보도자료는 contact@coindeskkorea.com으로 보내주세요.



관련기사
댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 2
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.
방병현 2021-11-02 10:21:52
원자력발전이 탄소배출 제로라는 것은 허구입니다.
말 그대로 "탄소배출" 은 제로에 가까운 것은 팩트입니다만, 원자로를 냉각하기 위해 매일 방출하는 뜨거운 물(이 물속에 삼중수소가 배출되고 있다는 것 까지는 굳이 이야기 하지 않겠습니다.) 이 배출되고 있는데, 이 자체가 바닷물의 온도를 높이고 있고 그것 자체로 지구를 뜨겁게 만들고 있습니다.
그리고, 폐 연료봉은 지구상 어디에도 보관하지 못해서 원전 건물 내부에 계속 쌓아 두고만 있는 현실을 모른 척하지 않길 바랍니다.

안상훈 2021-10-25 14:12:32
옆동네 후쿠시마는 아직도 방사능때문에 출입불가지역인데 채굴충들 전기 안정적으로 빨아먹어야 한다고 원자력지어달라고 정부에 건의하면 뺨따구 씨게 얻어터지지 않을까요?

4차산업 전기차나 스마트 시티에 전기가 많이들어가니 원자력 풀어달라면 설득이 되겠는데
지금 논리는 너무 추하고 속물적임