SMR이 몰고올 원전르네상스, AI 시대 전력난 해결사 될까[AK라디오]

최근 치러진 차기 미국 대통령 선거에서 가장 큰 대립을 보였던 것중 하나가 에너지정책이었다. 제47대 대통령에 당선된 도널드 트럼프 전 대통령은 화석연료 정책을 강조해왔지만, 원전 정책만큼은 조 바이든 현 행정부와 큰 차이를 보이지 않았다. 전통적으로 공화당은 화석연료 산업을 지지해왔지만, 원자력 발전에 대해서는 초당적 합의가 이루어지고 있는 모습이다.

바이든 행정부는 최근 2050년까지 원전 발전용량을 현재의 3배인 300기가와트로 확대하겠다는 야심찬 계획을 발표했다. 현재 미국의 원전 발전 용량은 100.6기가와트 수준이다. '원자력 발전 촉진법(ADVANCE법)'을 통해 복잡한 인허가 절차를 간소화하고 규제를 완화하는 등 원전 산업 육성에 강한 의지를 보이고 있다. 이는 임기 말임에도 불구하고 장기적인 에너지 정책의 방향성을 제시했다는 점에서 주목받고 있다.

미국에서는 1979년 스리마일 섬 사고 이후 중단됐던 원전의 재가동도 추진되고 있다. 스리마일 섬 원전의 경우 2019년 이후 휴면 상태였으나, 최근 재가동이 결정됐다. 이는 미국이 직면한 전력난 해소를 위해 원전이 불가피하다는 인식이 확산하고 있음을 보여준다.

이러한 흐름 속에서 소형모듈원자로(SMR)가 차세대 원전 기술로 떠오르고 있다. SMR은 기존 원전의 구성품을 소형화해 하나의 용기에 넣고, 공장에서 미리 제작한 뒤 현장에서 조립하는 방식이다.

SMR의 가장 큰 특징은 안전성이다. 기존 대형 원전이 전력이 끊기면 냉각수 순환이 멈춰 사고 위험이 있는 반면, SMR은 '피동 설계' 방식을 채택해 전력이 끊겨도 자연 순환으로 냉각이 가능하다. 이는 후쿠시마 원전 사고와 같은 대형 사고를 방지할 수 있는 획기적인 기술로 평가받고 있다.

빅테크 기업들도 SMR에 큰 관심을 보이고 있다. 마이크로소프트 창업자 빌 게이츠는 2006년 테라파워를 설립해 SMR 개발을 선도해왔다. 최근에는 아마존이 SMR 관련 기업 3곳에 투자하고 전력 구매 계획을 발표했으며, 구글도 SMR 전력 구매 의사를 밝혔다. 실리콘밸리의 대표적인 투자자 피터 틸은 SMR 핵연료 개발 기업에 투자하는 등 기술 기업들의 참여가 이어지고 있다.

주목할 만한 점은 트럼프 행정부의 에너지부 장관으로 지명된 크리스 라이트가 SMR 기업 오클로(Oklo)의 이사회 멤버라는 사실이다. 오클로는 오픈AI 창업자 샘 알트만이 투자한 기업이기도 하다. 이는 SMR이 정치적 성향과 관계없이 미래 에너지 해법으로 인정받고 있음을 보여준다.

한국 기업들의 SMR 시장 진출도 활발하다. 예를 들어 두산에너빌리티와 DL이앤씨는 아마존이 투자한 엑스에너지(X-에너지) 프로젝트에 참여하고 있다. 특히 한국 기업들은 원전 시공과 운영 경험이 풍부해 미국 기업들의 파트너로 주목받고 있다. 미국의 SMR 스타트업들이 원천 기술은 보유하고 있으나 실제 시공과 운영 경험이 부족한 반면, 한국 기업들은 이 분야에서 풍부한 경험을 보유하고 있기 때문이다.

이러한 관심은 AI 시대의 전력 수요 급증과도 관련이 있다. AI 데이터센터는 엄청난 전력을 소비하는데, 컴퓨팅 연산에도 전력이 필요하지만 이를 냉각하는 데도 상당한 전력이 소요된다. 골드만삭스는 2030년까지 AI 데이터센터의 전력 수요가 현재보다 160% 증가할 것으로 전망하고 있다.

SMR은 데이터센터 근처에 설치할 수 있다는 장점이 있다. 기존 대형 원전은 안전성과 냉각수 문제로 해안가에 건설해야 했지만, SMR은 상대적으로 안전성이 높아 전력 소비처 인근에 설치할 수 있다. 이는 송전 비용을 크게 절감할 수 있다는 의미다.

하지만 SMR 상용화까지는 아직 갈 길이 멀다는 지적도 있다. 테라파워는 15년이 넘도록 상용화에 성공하지 못했고, 미국의 대표적 SMR 기업 뉴스케일은 최근 비용 상승으로 프로젝트가 취소되는 등 난관에 부딪혔다. 당초 SMR은 소형화를 통해 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대됐으나, 오히려 규모의 경제 효과가 줄어들면서 발전 단가가 상승하는 문제가 발생하고 있다.

또한 아무리 안전성이 향상됐다고 해도 원전에 대한 주민들의 우려를 완전히 해소하기는 어려운 상황이다. SMR이 기존 원전보다 안전하다고 해도, 거주지 인근에 원자로가 설치되는 것에 대한 심리적 거부감은 여전히 존재한다. 이는 SMR 확대에 있어 중요한 사회적 과제로 남아있다.

전문가들은 SMR이 유망한 기술이지만 아직 검증이 필요하다고 지적한다. 소형화로 인한 효율성 저하와 비용 상승 문제도 해결 과제다. 특히 AI 시대를 맞아 데이터센터의 전력 수요가 급증하는 상황에서, 2030년 이후에나 상용화가 가능한 SMR만으로는 당장의 전력 수요를 감당하기 어렵다는 우려가 나온다.

결국 SMR은 미래 에너지 문제를 해결할 수 있는 유망한 대안이지만, 현실적인 과제도 많은 상황이다. 전문가들은 SMR에 대한 장밋빛 전망보다는 실현 가능한 단기 대책과 함께 종합적인 에너지 정책이 필요하다고 조언하고 있다.

정부와 기업들은 SMR 개발을 지속하되, 현실적인 과제들을 하나씩 해결해나가는 신중한 접근이 필요해 보인다. 동시에 급증하는 전력 수요에 대응하기 위한 단기적인 해결책도 마련해야 할 것이다. 결국 미래 에너지 문제는 어느 한 가지 기술이나 정책으로 해결할 수 없으며, 다양한 에너지원과 기술을 균형 있게 발전시켜나가는 것이 중요할 것으로 보인다.

강희종 기자 mindle@asiae.co.kr
백종민 기자 cinqange@asiae.co.kr
이경도 기자 lgd0120@asiae.co.kr