"새로 짓는데 10년, 기존 원전 키운다"… 美 빅테크, '출력 증강'에 수조 원 베팅

인공지능(AI) 데이터센터 증설에 따른 사상 유례없는 전력 갈증을 해소하기 위해 미국 빅테크와 원자력 발전 업계가 기존 원자로의 성능을 개조해 발전 용량을 극대화하는 '파워 업레이트(Power Uprate·출력 증강)'에 천문학적인 자금을 쏟아붓고 있다.
신규 대형원전을 인허가받아 완공하기까지 통상 10년 이상의 천문학적 시간과 비용이 소요되는 반면, 가동 중인 원전의 터빈과 계측제어 시스템을 교체하는 출력 증강은 5년 이내에 기가와트(GW)급 청정 기저전력을 즉각 전력망에 수혈할 수 있는 가장 확실한 '패스트트랙(지름길)'으로 평가받기 때문이다.

10월 19일(현지시각) 글로벌 에너지 전문 미디어 오일프라이스(Oilprice.com)의 펠리시티 브래드스톡(Felicity Bradstock) 분석에 따르면, 구글과 아마존 등 글로벌 하이퍼스케일러들은 미 전역의 원자력 운영사들과 손잡고 기존 원자로의 출력을 상향하는 대규모 개보수 프로젝트를 잇달아 성사시키고 있다.


가장 발 빠르게 움직인 곳은 미국 최대 원자력 발전 사업자인 콘스텔레이션 에너지(Constellation Energy)다.
콘스텔레이션은 일리노이, 펜실베이니아, 뉴저지주에 위치한 6개 원전 내 11기 원자로의 출력을 증강하기 위해 43억 달러(약 5조 8,500억 원) 이상의 대규모 투자를 단행한다고 발표했다.

이번 개보수를 통해 확보되는 추가 전력은 890MW로, 일반 가정 70만 가구에 전력을 공급할 수 있는 대형원전 1기 규모에 육박한다. 구글은 이 증강된 전력을 장기 고정 가격에 전량 구매하기로 계약을 체결했다. 구글은 이에 더해 조지아주 내 4기 원자로의 출력 상향 프로젝트에도 참여하기로 확정했다.

아마존 역시 메릴랜드주에 위치한 콘스텔레이션의 칼버트 클리프(Calvert Cliffs) 원자력 발전소 개보수 계약을 완료했다.

미국 연방정부도 자금 지원에 속도를 내고 있다. 미 에너지부(DoE)는 이번 달 펜실베이니아와 오하이오주에 위치한 3개 원자력 발전소의 출력을 높여 430MW의 용량을 추가하기 위해 에너지 기업 비스트라(Vistra)에 42억 달러 규모의 조건부 저리 대출을 승인했다.

'파워 업레이트'는 원자력 발전소가 안전하게 운전할 수 있는 최대 열출력과 전기출력 한도를 상향 조정하는 규제 절차다.

원자로의 계측 장비, 냉각 펌프, 증기 터빈, 발전기 등 핵심 기자재를 최신 고효율 설비로 교체함으로써 기존 원자로 노심에서 더 많은 에너지를 안전하게 뽑아내는 방식이다.

미국 원자력규제위원회(NRC)는 지난 20년간 엄격한 안전성 평가를 거쳐 대형 원자로 6기 분량에 달하는 약 6GW의 전력 업레이트를 승인해 왔다.
에너지 시장 분석가들은 현재 가동 중인 원전의 출력 상향 잠재력을 최대한 끌어올릴 경우, 미국 전력망에 최소 6~8GW의 탄소 배출 없는 청정 전력이 단기간에 추가될 수 있을 것으로 추산하고 있다.

일부 원전 사업자들은 개보수 기간 동안 수개월간 원전을 세워야 해 단기 발전 손실을 꺼려왔으나, 빅테크들이 기꺼이 장기 프리미엄 단가를 지불하겠다고 나서면서 경제성 계산이 완전히 바뀌었다.


이러한 출력 증강 열풍은 백악관의 강력한 정책 지원과 맞물려 있다.

도널드 트럼프 행정부는 오는 2050년까지 미국 내 원자력 발전 용량을 현재의 4배로 확대하겠다는 로드맵을 선언하고 규제 완화에 박차를 가하고 있다.

크리스 라이트(Chris Wright) 신임 미 에너지부 장관은 "우리가 이미 보유한 원전 자산에서 더 많은 전력을 뽑아내는 것이야말로 가장 저렴하고 신뢰할 수 있는 24시간 무탄소 에너지를 확보하는 최선의 전략"이라고 강조했다.

인허가를 총괄하는 미 NRC는 2026년부터 2032년까지 총 31건의 전력 업레이트 신청이 쏟아져 들어올 것으로 전망하고 있다. 이를 통해 열출력 기준 7.3GWth, 순수 전기출력 기준 2.4GWe 규모의 전력이 추가 생산될 전망이다.

에너지 통상 전문가들은 "빅테크의 천문학적 AI 인프라 자본이 원전 업계의 설비 개선 비용을 전액 흡수하고 있다"며 "차세대 소형모듈원전(SMR)이나 신규 대형원전이 본격 상용화되는 2030년대 중반까지의 전력 공백을 메울 가장 현실적이고 경제적인 징검다리가 될 것"이라고 내다봤다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com