체코원전 협상단이 현재 우리나라를 방문하여 내년 3월 한국수력원자력과의 본 계약을 위해, 한수원, 새울원전, 두산에너빌리티 등을 방문하여 현장실시를 하는 등 최종협상을 할 예정이며, 현대건설의 불가리아 원전 설계계약 (미국 웨스팅하우스와 컨소시엄) 소식이 들려온다. SMR(소형모듈원자로)은 미국 빅테크 기업들의 적극적인 투자, 우리나라 정부 주도하의 i-SMR개발 촉진, 두산에너빌리티, 나, 현대엔지니어링, 삼성물산, 현대건설 등 민간기업들의 SMR 투자 등으로 우리나라, 미국, 중국, 러시아, 영국, 일본, 프랑스 등 70여 개 기업들이 참여하여 약 80여 종이 연구. 개발 중이다. 개인투자가들이 관심이 큰 사항인 어떤 기업들이 제4세대 원전인 SMR의 개발과 투자에 적극적으로 참여 중인지 알아보자.
우리나라의 주요 투자기업
한국수력원자력
우리나라의 SMR 기술개발사업은 2019년부터 한국수력원자력과 한국원자력연구원을 중심으로 새로운 SMR 개발을 위한 논의를 시작했고, 2020년부터는 산학연 추진위원회 및 산학연 포럼을 통해 혁신형 SMR의 개념 그리고 최상위 요건을 논의하여 향후 개발할 혁신형 SMR을 경수형의 전력 생산용 노형으로 결정했다. 혁신형 SMR은 한국수력원자력(주) 주도하에 한국원자력연구원, 한국전력기술, 한전원자력연료 등이 2021년부터 3년간에 걸쳐 기본설계를 진행했다. 2022년 정부주도의 예비타당성 심사통과로 본 사업은 산업부/과기부 주관의 정부연구개발사업으로 전환되었고 2023년부터 약 4천억원의 예산으로 6년간의 일정으로 추진되고 있으며, 혁신형 SMR 1단계 기술개발(2021년~2023년)에서 개념 안 및 최상위요건개발·기본설계를 수행하였고, 2단계 기술개발(2023년~2028년) 과정 중 2025년 말이 되면 원자력안전위원회에 표준설계인가를 신청하기 위한 표준설계를 완료하고, 3년간의 검증 및 인허가 과정을 거쳐서 2028년에는 혁신형 SMR에 대한 표준설계인가를 획득하는 것을 목표로 하고 있다.
두산에너빌리티
두산에너빌리티는 원전의 핵심 설비인 "원자로, 증기발생기 등과 핵연료 취급 설비, 핵연료 운반 용기 및 원자로 계통 보조기기의 대부분을 제작"해 공급하고 있다. 앞으로 두산에너빌리티는 반도체 산업의 TSMC와 같은 "SMR 산업에서 세계1위 파운드리기업"이 될 것으로 보이며 향후 두산에너빌리티의 주가에 상당히 긍정적인 영향을 미칠 것으로 보인다.
SMR 분야에서 향후 5년간 약 62기 수주를 목표로 하고 있으며, 적극적인 시설 투자를 통해 연 20기 규모의 SMR 제작 시설을 확충할 계획이다. 한국(한수원, 한국원자력연구원) - 사우디 공동으로 개발한 스마트(SMART - 110 MWe급) 원전의 주요기기 설계 업무에 참여 중이며, 스마트(SMART) 원전의 핵심 기자재를 공급할 예정입니다. 아울러 두산에너빌리티는 국내 투자사들과 함께 2019년에 뉴스케일파워에 4,400만 달러, 2021년에 6,000만 달러 규모의 지분투자를 완료하는 등 뉴스케일파워와의 전략적 협력관계를 구축하였으며, 앞으로 뉴스케일파워를 통해 미국 및 세계시장에서 SMR 주요 기자재를 공급할 수 있는 기반을 마련했다. 뉴스케일파워는 미국 플루어와 루마니아 SMR 사업 관련 기본설계 2단계 계약을 체결했다고 하며, “향후 두산에너빌리티의 SMR 기자재 공급도 가시화될 전망이다. 특히 뉴스케일파워는 다수의 빅테크 기업과 데이터센터 전력 공급을 논의 중”이다. 또한 두산에너빌리티는 아마존이 미국의 엑스에너지(X-energy와 계약한 고온가스로 SMR Xe-100을 이용힌 소형원전건설 공사에 핵심 기자재 공급하는 MOU를 체결했다. 두산에너빌리티는 X-에너지의 지분 일부를 보유하고 있다.
현대엔지니어링
2022년 6월 3일 현대엔지니어링은 미국 에너지기업 USNC와 "캐나다 초크리버 MMR 실증사업" 상세설계 계약을 맺었다. 캐나다 초크리버 MMR 실증사업은 현대엔지니어링이 USNC, 캐나다 건설회사 PCL, 캐나다 엔지니어링사 HATCH와 함께 캐나다 온타리오주 초크리버 원자력연구소 부지에 MMR을 건설하는 사업이다. 현대엔지니어링과 USNC는 2012년 3월 고온가스로(爐) 기술 개발 협력을 시작해 2016년에는 한국원자력연구원, 미국 국립연구소와 함께 고온가스로 개념설계 및 기본설계를 수행해 왔다. 2019년 2월 캐나다 원자력 규제기관의 사전 인허가를 받았고 이번 상세설계 단계를 거치면 2026년 상업운전이 가능할 것이라고 한다. 이 캐나다 초크리버 MMR 실증사업이 4세대 원자로 가운데 상용화에 가장 가까운 지점에 있어 전 세계의 주목을 받고 있다.
현대건설
현대건설은 미국의 홀텍 인터내셔널과 160MW급 SMR을 개발하고 있다. 범용 원자로인 "SMR-160"은 안전성을 검증받아 미국 에너지부의 "차세대 원자로 실증 프로그램" 모델로 선정됐다. 캐나다 원자력위원회(CNSC)의 원자로 설계 예비 인허가 1단계를 통과했고 미국 원자력위원회(USNRC)의 인허가 절차를 밟고 있다. 현대건설이 상용화를 위한 표준모델 상세설계에 직접 참여해 미국의 "오이스터 크릭" 원전해체 부지에 SMR 건설을 주진 중이며, 향후 유럽을 포함한 세계 각국에 공동 진출을 모색하는 등 긴밀한 협조를 이어가고 있다. 최근 원자력 전문 기업인 홀텍 인터내셔널의 영국 법인인 홀텍 브리튼과 함께 영국 원자력청이 주관하는 SMR 기술 경쟁 입찰 프로그램에서 최종 후보에 올라 사업 수주을 위한 본격적인 협상에 돌입했다고 한다.
SK 그룹
SK㈜와 SK이노베이션은 2022년 미국의 테라파워에 2억 5000만 달러(한화 약 3000억원)를 투자하였고 그룹의 임원 중 한 사람이 이사진에 포함되어 투자자 지위를 확보하고 있다.
한수원과 삼성중공업
2023년 4월 용융염 핵연료를 사용하는 소형용융염 원자로(CMSR)를 개발 중인 덴마크의 시보그(Seaborg)와 업무협약(MOU)을 체결했다. 용융염 원자로를 적용한 부유식 발전 설비 제품 개발 및 사업화를 위해서다.
한국원자력연료와 GS건설
2023년 6월 저농축 용융염 원료의 국내 생산시설 개발 타당성 조사를 위해 시보그와 MOU를 맺었다. 한국원자력연구원은 2023년 5월 용융염 원자로 개발 협력과 관련한 MOU를 체결했다.
DL이앤씨
2023년 1월 미국 SMR 개발사인 X-에너지(X-Energy)의 전략적 투자를 단행했다. DL이앤씨는 향후 X-에너지와 SMR 플랜트 사업 개발을 협력하고 에너지 사업 분야에서 기회와 경쟁력을 더욱 확장할 계획이다.
미국 등 해외 주요 투자기업
테라파워(TerraPower)/미국
테라파워 2024년 6월 10일(현지시간) 미국 와이오밍주에서 4세대 SMR 실증단지를 착공하였다. 4세대 SMR 공장을 건설하는 것은 미국 기업에선 첫 사례다. 마이크로소프트(MS) 창업자 빌 게이츠가 2008년 설립한 차세대 소형모듈원자로(SMR) 기업 테라파워의 테라파워의 이사회 의장은 빌 게이츠가 맡고 있으며, SK그룹의 임원중 한 명이 이사회에 들어가 있다. SK㈜와 SK이노베이션이 2억5,000만달러, HD한국조선해양이 3,000만달러를 각각 투자해 공동연구를 진행하고 있다. GE-히타치와 345MW급 차세대 SMR인 "Natrium"을 개발하고 있다.
X-에너지(X-Energy)/미국
4세대 고온가스로 SMR 선두주자인 X-에너지는 Xe-100 노형 개발을 진행 중이며, 최근 아마존으로부터 5억달러(6800억원) 규모의 지분 투자 계약을 유치했다. 아마존은 2039년까지 X에너지 SMR을 5GW 이상 도입하는 것을 목표로 발표했다.
우리나라의 두산에너빌리티가 지분을 투자하였고, 한전 KPS, DL이엔씨 등이 참여하고 있다.
뉴스케일파워 (Nuscale Power)/미국
미국의 뉴스케일 파워는 2020년 말 미국 원자력규제위원회의 설계인증을 받아 2030년까지 아이다호주에 SMR 6기를 묶어 462MW급 원전 단지를 구축한다는 계획이다. 두산에너빌리티와 삼성물산, GS에너지로부터 각각 1억400만달러, 7,000만달러, 4,000만달러의 투자를 받은 상황이다. 최근 루마니아 SMR 사업 관련 기본설계(FEED) 2단계 계약을 체결하면서 사업에 속도를 내고 있다.
오클로
오픈 AI창업자인 샘 알트먼 투자한 스타트업 소형모듈원자로(SMR) 개발 기업 오클로(Oklo)는 2024년 5월 미국 뉴욕증권거래소에서 거래를 시작했다. 2013년 설립한 오클로는 A-프레임 구조의 소형모듈원자로를 개발 중이며 오는 2027년 첫 번째 원자력 발전소 가동을 목표로 하고 있다.
시보그 (Seaborg)/덴마크
용융염 원자로를 적용한 부유식 발전 설비 제품 개발 및 사업화를 진행 중이며, 한국수력원자력, 삼성중공업, 한국원자력연구원, GS건설 등이 참여하고 있다.
중국핵공업집단공사(CNCC, 중핵그룹)/중국
중국핵공업집단공사(CNCC, 중핵그룹)는 2015년에 상업화가 가능한 SMR개발을 목표로 "링룽(玲龍) 프로젝트"를 시작했다. 2022년 12월 하이난(海南)성 창장(昌江)에 건설을 착공했고 시범 공정 시작에서 정식 착공까지 1년 5개월이 소요됐다. 이 기간 동안 설계 수정 및 최적화 작업, 기술 검증 및 성능 테스트 작업, 규제 승인을 위한 절차 등을 진행했다. 링룽 1호는 IAEA의 안전 심사를 통과한 세계 최초의 SMR이라는 평가를 받게 됐다. 링룽 1호는 2024년에 완공될 예정이며, 시운전을 거쳐 2026년에 상업 운행에 돌입한다는 목표다. 링룽 1호는 세계 최초의 SMR인 만큼, 전 세계적인 관심도가 높은 편이다. 링룽 1호는 올 상반기 40여 개국에서 107명이 현지 조사를 하는 등 국제사회의 주목을 받고 있다. 현재 세계에서 건설 중인 SMR은 링룽 1이 유일하다.
빅테크 기업들의 SMR 투자
아마존, 마이크로소프트(MS), 구글 등 글로벌 주요 빅테크가 원자력 기업과의 협력에 속도를 내는 것은 소형모듈원자로(SMR)가 인공지능(AI) 시대 전력 수요 폭증의 해법으로 주목받고 있어서다. 미국 SMR 기업인 X-에너지 외에도 뉴스케일파워, 테라파워, 카이로스파워 등이 빅테크 기업들과 데이터센터 전력 공급을 위한 구체적인 논의를 진행하고 있다. 아마존은 X-에너지에 5억 달러 투자를 발표하였고, 구글은 카이로스파워와 향후 가동하는 7개 SMR 원자로에서 총 500㎿ 전력을 구매하는 내용의 계약을 맺었다고 발표했다. MS는 SMR 건설 지원을 위해 원자력 에너지 전문가를 고용하고 있으며 지난달에는 미국 원전기업 콘스텔레이션 에너지와 데이터센터에 20년간 전력을 공급하는 계약을 체결하기도 했다. 오픈 AI 올트먼 최고경영자(CEO)가 직접 SMR 스타트업 오클로의 이사회 의장으로 참여하고 있다. 오클로는 2027년 첫 SMR 가동을 목표로 개발에 속도를 내고 있다.
마무리
대원원전의 대안으로 부상하고 있는 소형모듈원자로(SMR)는 우리나라를 포함하여 전 세계적으로 70여 종이 개발 중에 있고 중국은 실증사업을 이미 진행하여 내년이면 마무리 단계에 들어고 2026년에 전력생산에 들러갈 예정이다. 사실살 중국과 러시아는 모든 것을 자체적으로 조달하므로 투자자들과는 크게 상관이 없으나 향후 SMR 사업의 전개방향에 중요한 시사점이 될 것이다. 우리나라와 미국 등은 2027년 SMR 개발 완료를 목표로 진행 중임으로 향배를 지켜보자.
원전(원자력발전소) 이야기 4 - SMR(소형모듈원자로)
참고자료 : 혁신형소형모듈원자로기술개발사업단 홈페이지, 위키백과, 혁신형 소형모듈원자로(SMR) 개발현황과 발전방향/한국수력원자력 최광식부장, 나무위키, 한경 경제용어사전, 두산에너빌리티/한국수력원자력 홈피, 기계설비신문, 팍스경제TV
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