SMR 시대, 한국의 가능성과 글로벌 경쟁 속 기회

SMR이란 무엇인가?

소형 모듈 원자로(Small Modular Reactor, SMR)는 기존 대형 원자력발전소와 달리, 소규모로 설계되어 모듈화된 형태로 제작 및 조립이 가능한 원자로를 말합니다. SMR은 주로 3세대와 4세대로 구분되며, 이는 기술의 발전 정도와 안전성 및 경제성에서 차이를 보입니다.

• 3세대 SMR: 기존 원자로의 설계를 소형화하고 안전성을 강화한 모델입니다. 자연 순환 냉각 시스템과 같은 수동적 안전 설계를 통해 사고 가능성을 줄였으며, 건설 기간 단축과 비용 절감이 주요 목표입니다.
• 4세대 SMR: 4세대 원자로는 기존의 경수로 기반 기술을 넘어 고온가스로(HTGR), 소듐냉각고속로(SFR)와 같은 신기술을 채택합니다. 높은 에너지 효율과 다양한 연료 사용이 가능하며, 이산화탄소 배출이 적어 탄소중립 시대에 적합한 에너지로 주목받고 있습니다.

원전 (출처: iStock)

 

글로벌 SMR 시장의 현황과 산업 트렌드

SMR은 전 세계적으로 에너지 전환과 탄소중립 목표를 달성하기 위한 핵심 기술로 주목받고 있습니다. 세계적으로 기존 대형 원전 프로젝트가 높은 비용과 사회적 반발로 인해 어려움을 겪고 있는 가운데, SMR은 작은 크기와 유연한 설치 가능성으로 인해 새로운 대안으로 떠오르고 있습니다.

• 시장 규모: SMR 시장은 2023년 기준 약 20억 달러 규모로 평가되며, 2030년에는 200억 달러 이상으로 성장할 것으로 예상됩니다. 이는 연평균 30% 이상의 높은 성장률을 의미합니다.
• 파일럿 프로젝트:
  • NuScale Power: 미국에서는 NuScale Power가 최초의 상용화 SMR 프로젝트를 진행 중입니다. NuScale의 SMR 기술은 이미 미국 원자력규제위원회(NRC)의 설계 인증을 획득했으며, 현재 유타주에서 첫 번째 SMR 상용화 프로젝트(UAMPS 프로젝트)를 추진 중입니다. 이 프로젝트는 2030년대 초반 가동을 목표로 하며, 전력 비용을 약 58달러/MWh로 유지하려는 계획입니다. 하지만 초기에는 예상보다 높은 발전 단가와 오프테이커 확보 문제로 일정 지연을 겪은 바 있습니다.
  • 테라파워(TerraPower): 빌 게이츠가 설립한 테라파워는 나트륨(Sodium) 냉각 기술을 적용한 원전을 개발 중입니다. 테라파워는 와이오밍주에 시범 플랜트를 건설할 예정이며, 이 프로젝트는 미국 에너지부(DOE)의 지원을 받아 진행되고 있습니다. 또한, 콜롬비아 지역에도 나트륨 원전을 도입하려는 계획이 논의되고 있습니다. 나트륨 원전은 높은 안전성과 지속 가능성을 목표로 하며, 특히 신재생 에너지와의 조화로운 운용이 가능하다는 점에서 주목받고 있습니다.

국내 기업들의 역할과 한계

한국은 원자력 기술 강국으로 평가받고 있으나, SMR 시장에서 주도권을 잡기 위해 넘어야 할 과제가 많습니다. 한국수력원자력(한수원)은 자체 SMR 개발을 목표로 연구를 진행 중이며, 중소형 원전 "SMART" 모델을 선보인 바 있습니다. 하지만 아직 글로벌 시장에서 경쟁력을 갖추기에는 부족한 점이 있습니다.

• 국내 SMR 개발의 역사적 배경: 한수원이 개발한 "SMART"는 세계 최초로 사우디아라비아에 수출된 SMR 모델로 주목받았습니다. 하지만 문재인 정부 당시 원전 축소 기조로 인해 SMR 관련 기술 개발이 지연되었고, 글로벌 SMR 경쟁에서 뒤처지게 되는 계기가 되었습니다. 현재는 원전 확대 정책으로 기조가 전환되며 기술 개발 재개에 박차를 가하고 있습니다.
• 두산에너빌리티: 두산에너빌리티는 SMR 전용 공장을 신축하고, 분말야금, 전자빔 용접, 로봇 등의 제작 기술을 확보하여 SMR 기자재 공급 업체로서의 역량을 강화하고 있습니다. 또한, 미국의 4세대 고온가스로 SMR 개발사인 엑스-에너지(X-energy)와 지분투자 및 핵심 기자재 공급을 위한 협약을 체결하여 글로벌 SMR 시장 진출을 모색하고 있습니다.
• 국내 건설사: 국내 건설사들은 원자로 설계보다는 플랜트 건설 및 모듈 제작에 특화된 강점을 보유하고 있습니다. 하지만 현재 미국 기업들이 진행하고 있는 파일럿 프로젝트에는 참여하지 못하고 있으며, 이러한 프로젝트는 주로 미국 내에서 진행될 것으로 예상됩니다.

2030~2035년, 한국 SMR 시장의 기회는 언제 올까?

SMR 시장의 본격적인 개화 시점은 미국 및 다른 선진국의 파일럿 프로젝트가 성공적으로 완료된 후일 가능성이 높습니다. 2030년에서 2035년 사이에 이러한 프로젝트가 잘 마무리된다면, 이후 플랜트 건설 및 모듈 제작 역량을 가진 한국 기업들에게 새로운 기회가 열릴 것으로 예상됩니다. 특히, 해외에서 검증된 기술을 기반으로 한국형 SMR 프로젝트를 추진한다면, 한국은 SMR 산업에서 중요한 역할을 할 수 있을 것입니다.

결론적으로, SMR 강국으로 거듭나기 위해서는 한수원을 중심으로 기술 개발에 집중하는 동시에, 글로벌 파트너십을 확대하여 기술 표준에 참여하려는 노력이 필요합니다. 또한, 현재 강점인 플랜트 및 모듈 건설 역량을 바탕으로 글로벌 시장에 적극적으로 진출할 준비를 해야 합니다. SMR 시장은 지금부터의 10년이 매우 중요한 시점이며, 한국 기업들이 이에 대응할 전략을 갖추는 것이 필수적입니다.