'원자력의 아이폰' SMR, 청정에너지 전환의 '게임 체인저'로 급부상

소형 모듈형 원자로(SMR)가 원자력 에너지의 근본적 재구상으로 청정에너지 전환의 판도를 바꿀 것으로 주목받고 있다. 기존 원자력 발전소가 1000메가와트(MWe)를 초과하는 반면, SMR은 모듈당 300MWe 이하로 에너지 수요에 따라 확장 가능한 배치가 가능하다고 27일(현지시각) 에너지 전문 매체 디스커버리 알러트가 보도했다.
SMR의 핵심 혁신은 공장 제작을 통해 건설 시간을 기존 10년 이상에서 3-4년으로 단축한다는 점이다. 표준화된 설계로 규모의 경제가 아닌 연속 생산의 경제를 실현하며, 수동 안전 시스템은 중력과 대류 같은 자연 물리학 원리를 활용해 안전성을 높인다.

자본 집약도 감소로 원자력 배치의 재정적 장벽을 낮춰 기존 원자력 발전소 대비 유연성이 향상되고 프로젝트 위험이 감소된 무탄소 기저부하 전력을 제공한다.

현재 여러 SMR 기술이 상용화를 앞두고 있다. NuScale의 77MWe 경수로는 미국 원자력 규제위원회(NRC) 설계 인증을 받아 2029-2030년 아이다호에서 첫 프로젝트 완료를 목표로 한다. GE-히타치 BWRX-300은 캐나다 온타리오에서 2028년 가동을 목표로 하며, 중국 CNNC의 링롱원은 2026년 완공 예정으로 세계 최초의 상업용 육상 기반 SMR이 될 전망이다.
경제적 측면에서 SMR은 제조 경제를 통해 생산된 단위가 두 배로 늘어날 때마다 학습 곡선 비용을 10-15%까지 절감할 수 있다. 건설 기간 단축으로 건설 중 이자를 최소화하며, 이는 대규모 원자력 프로젝트 비용의 25-30%를 차지하는 부분이다.

최초 상용 SMR은 3000-5000달러/kW의 자본 비용을 목표로 하며, 제조 규모 확대에 따라 2000-3000달러/kW로 감소할 가능성이 있다. 여전히 복합 사이클 천연가스 발전소(800-1200달러/kW)보다 높지만 연료 가격 변동성 없이 무공해 기저부하 발전을 제공한다.

안전성 측면에서도 혁신적 발전을 이뤘다. 더 작은 코어의 높은 표면 대 부피 비율로 완전한 전력 손실 중에도 수동 냉각이 가능하다. 많은 설계에서 원자로를 지하에 배치해 외부 위협으로부터 자연적으로 보호하며, 비상 계획 구역도 기존 10마일에서 1-2마일로 축소됐다.

SMR의 활용 분야는 기존 원자력을 넘어 확장되고 있다. 원격 지역의 디젤 발전 대체, 시멘트·철강·화학 등 감축 어려운 산업 부문의 공정 열 공급, 가변 재생 에너지를 보완하는 확고한 용량 제공 등이 가능하다. 마이크로소프트의 2024년 컨스텔레이션 에너지와의 파트너십은 24시간 무탄소 전기를 추구하는 빅테크 기업들의 관심을 보여준다.
글로벌 투자도 급증하고 있다. SMR과 첨단 원자로 기술에 대한 전 세계 총 투자액은 2020-2025년 사이 70억 달러를 초과했으며, 배치율과 정책 지원에 따라 시장이 2040년까지 150-3000억 달러에 이를 것으로 예상된다.

정부 지원도 강화되고 있다. 미국 인플레이션 감축법은 새로운 원자력 발전에 최대 25달러/MWh의 생산 세금 공제를 제공하며, 캐나다는 SMR 개발에 9억7000만 캐나다 달러를 약속했다. 영국과 프랑스도 각각 핵연료기금과 프랑스 2030 투자 계획을 통해 SMR 개발을 지원하고 있다.

국제에너지기구의 2050년 넷제로 시나리오는 전 세계 원자력 용량을 두 배 이상 늘려야 한다고 제시하며, SMR이 대형 원자로가 제약에 직면한 지역에서 이러한 확장을 달성하는 핵심 역할을 할 것으로 전망한다.


신민철 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com