구글·아마존이 투자하는 'SMR', 韓은 어디까지 왔나

[이데일리 최정희 기자] 구글, 아마존 등 글로벌 빅테크 기업들이 인공지능(AI) 개발과 맞물려 폭증하는 전력 수요에 대비해 소형모듈원자로(SMR·Small Modular Reactor) 투자에 적극 나서고 있다.

SMR은 대형 원자력 발전소 대비 차지하는 공간이 작고 송전망이 없어도 설치할 수 있을뿐더러 건설 비용도 적게 들어가는 간다는 장점이 있다. 태양광 등 재생에너지와 보완적인 에너지원으로도 주목을 받고 있다.

그러나 현재까지 SMR을 상용화한 나라는 전 세계적으로 없다. 우리나라는 작년부터 본격적으로 4000억원을 들여 AI 데이터센터 등에 전력 공급이 가능한 ‘i-SMR(혁신형소형모듈원자로)’개발에 나서 뒤늦게 발을 올렸다.

원자력 업계가 개발 중인 i-SMR 모형

◇ SMR 세계 최초 개발에도 데이터센터용은 작년에야 착수

17일 과학기술정보통신부에 따르면, 1997년 SMR의 원조격인 스마트(SMART) 노형이 개발됐고, 2012년에는 국내에서 세계 최초로 표준 설계 인허가를 취득했다. 그러나 문재인 정부의 ‘탈원전 정책’으로 인해 사실상 개발이 중단됐다. 이후 윤석열 정부의 원전 정책 부활로 SMR 개발에 다시 박차를 가하고 있다.

하지만 최근 구글 등 빅테크들이 필요로 하는 SMR은 스마트보다는 더 전력 수요가 큰 원자로다. 이에 과기정통부와 산업통상자원부는 작년부터 8년간 총 4000억원을 투입해 ‘i-SMR’ 개발에 착수했다.

‘혁신형소형모듈원자로기술개발사업단’ 주도로 한국수력원자력(한수원), 한국원자력연구원, 한국전력기술, 효성, 미래와도전, 삼신밸브 등 공공연구기관과 민간 기업들이 참여해 내년 말까지 설계를 완료하고 2028년까지 원안위의 표준설계인가를 받는 것을 목표로 하고 있다. 기존 스마트는 하나의 모듈당 110메가와트(MW)의 전기가 출력되고 모듈을 두 개밖에 못 붙여 최대 220MW의 전기만 출력할 수 있지만, i-SMR은 한 모듈당 170MW가 출력되고 총 4개까지 모듈을 붙일 수 있어 680MW까지 출력된다.

원자력연구원 관계자는 “캐나다는 오일샌드(Oil-sand·흙 속에 포함된 석유)에서 중유를 통해 고온·고압으로 기름을 녹여 석유를 추출하는데 중유를 ‘스마트’로 교체하기 위해 업무협약을 체결했는데 스마트는 데이터센터를 공급하기에는 전력이 작다”며 “i-SMR이 데이터센터 등에는 더 적합하다”고 밝혔다.

하지만 i-SMR의 갈 길은 멀다. 표준설계인가를 받은 후 건설, 운영 인허가 등을 거쳐 2030년 중반에야 상용화가 예상되고 있기 때문이다. 최근 정부가 발표한 11차 전력수급 계획에 따르면 i-SMR은 2035~2036년 기간 중 건설될 것으로 예측되고 있다. i-SMR을 민간 사업으로 전환하기 위한 움직임도 동시에 진행되고 있다. 산업부는 인허가 등을 포함해 i-SMR 사업을 주도할 ‘특수목적법인(SPC)’의 내년 설립을 목표로 투자 의향 등을 타진하고 있다.

산업부 관계자는 “대형 원전은 ‘한수원’이라는 독점 사업자가 하지만 i-SMR은 이러한 사업자가 없어 다수의 주주로 구성된 SPC(가칭, i-SMR홀딩스)가 필요하다”며 “SPC주주는 한수원, 원자력연구원 등 기술 주주 외에 EPC(설계·구매·건설)업체 뿐 아니라 지분 투자를 할 전략적 투자자 등이 될 것”이라고 밝혔다. SK, GS, 두산 등이 참여할 전망이다. 민관 합동으로 SMR기술 개발 및 상용화를 위한 ‘SMR얼라이언스’가 구성됐고 협회로 추진될 예정인 만큼 i-SMR 사업화가 이뤄질 전망이다. i-SMR 사업 기간이 10년 이상 소요되는 만큼 추후엔 SPC를 상장해 지속적인 자금 조달을 이루겠다는 방침이다.

◇ 2028년 안전성 문턱 넘은 후 2030년대 상용화 목표

i-SMR이 성공적으로 안착하기 위해선 안전성과 경제성이라는 문턱을 넘어야 한다. 앞서 스마트, 스마트100이 원안위에서 표준설계인가를 승인받은 만큼 i-SMR의 안정성 통과가 수월할 것이란 의견이 나온다. 다만 경제성은 우리나라 뿐 아니라 다른 나라 역시 숙제다. 김한곤 혁신형소형모듈원자로기술개발사업단장은 “안전성은 국민들이 원하는 수준까지 나와야 하기 때문에 안전하다는 전제로 보면 경제성이 가장 큰 난관”이라며 “작게 만들면 규모의 경제 측면에선 경제성이 떨어지게 돼 SMR 개발 주체들이 극복해야 할 과제”라고 설명했다. 실제로 미국의 뉴스케일파워는 유타주에서 SMR프로젝트를 추진했으나 비용 증가로 인해 작년 사업을 중단한 바 있다. SMR은 대형 원전보다 소형이기 때문에 투자 비용이 적지만 전력 대비로는 여전히 비싼 편이다. 전력은 10분의 1로 줄어드는데 투자 비용이 10분의 1보다는 높다는 게 문제다.

한편에선 AI개발 관련 전력수요가 넘치면서 주요국간 경쟁이 붙었다는 점도 살펴봐야 할 지점이다. 우리나라는 i-SMR의 표준설계가 나온 후에야 원자력 발전소 비상 계획 구역(EPZ·방사능 누출시 주민 안전을 보장하기 위한 구역) 등의 안전 규제도 마련돼야 한다는 입장이지만 미국은 규제 완화에 속도를 가하고 있다.

김장겸 국민의힘 의원은 최근 국회 과학기술방송정보통신위원회 국정감사에서 “미국은 원전 시장 선점을 위해 발 빠르게 움직이고 있다”며 “미국은 대형 원전 관련 EPZ를 16킬로미터(km)로 보고 있는데 SMR에 대해선 200~300미터(m)로 줄이겠다는 데 우리나라는 관련 규제도 못 만들고 있는 상황”이라고 지적했다.