SMR(소형모듈원자로)은 차세대 에너지 기술의 핵심으로 급부상하고 있으며, 에너지 안보 강화, 탄소중립 목표 달성, 그리고 분산형 전원으로서의 유연성 등 다양한 장점으로 인해 전 세계적인 주목을 받고 있습니다.

1. SMR (소형모듈원자로) 개요 및 차세대 에너지 기술로서의 전망

개념:

SMR은 기존 대형 원자로보다 훨씬 작은 출력(대부분 300MWe 이하)을 가지며, 주요 설비가 하나의 모듈형으로 통합되거나 여러 개의 모듈로 구성되어 공장에서 제작 후 현장에서 조립되는 방식의 원자로입니다.

차세대 에너지 기술로서의 전망:

• 시장 규모의 폭발적 성장: 국제에너지기구(IEA)는 2050년까지 SMR 120GW 설치를 전망하고 있으며, 총 6,700억 달러 규모의 투자가 예상됩니다. 일부 분석기관은 2030년 SMR 시장 규모가 약 400조 원에 육박할 것으로 예측하며, 2035년까지 글로벌 SMR 시장이 약 600조 원 규모로 성장할 것이라는 전망도 있습니다.
• 탄소중립 목표 달성 기여: SMR은 탄소 배출이 거의 없는 청정 에너지원으로, 기후 변화 대응 및 탄소중립 목표 달성에 필수적인 기술로 인식되고 있습니다.
• 에너지 안보 강화: 대형 원전에 비해 건설 기간이 짧고 부지 선정에 유연하며, 모듈화로 인한 생산 효율성을 통해 안정적인 전력 공급에 기여할 수 있습니다.
• 다양한 활용성: 전력 생산 외에도 수소 생산, 해수 담수화, 지역 난방, 산업용 열원 등 다양한 용도로 활용될 수 있어 에너지 시스템 전반에 걸쳐 유연성을 제공합니다.
• AI 데이터센터 등 신규 전력 수요 대응: AI 데이터센터의 급증으로 안정적이고 품질 높은 대규모 전력 공급이 필수가 되면서, SMR이 이러한 전력 수요를 충족시킬 유력한 대안으로 부상하고 있습니다. 구글, 아마존 등 빅테크 기업들도 SMR 전력 구매 계약을 체결하는 등 관심을 보이고 있습니다.

2. 현재 기술 개발 상황

전 세계적으로 약 90개 이상의 SMR 프로젝트가 진행 중이며, 미국, 중국, 러시아, 캐나다, 영국, 한국 등 주요 국가들이 기술 개발 및 상용화에 박차를 가하고 있습니다.

글로벌 주요 개발 현황:

• 미국:
  • 뉴스케일 파워(NuScale Power): 77MWe급 SMR 설계가 미국 원자력규제위원회(NRC)로부터 최초로 설계 인증(2020년 8월)을 받아 가장 개발 진도가 빠르다고 평가됩니다. 루마니아에 SMR 배치를 추진 중이며, Standard Power사의 데이터센터 전력 공급 계약도 체결했습니다.
  • 카이로스파워(Kairos Power): 용융염 원자로 기반의 시범 플랜트 건설을 승인받았습니다.
• 중국:
  • 2010년대 초부터 SMR 개발에 적극적으로 투자해왔습니다.
  • Linglong One (링룽 1호): 중국 국영기업인 CNNC(중국핵공업집단공사)가 개발 중인 링룽 1호는 2021년 건설을 시작하여 현재 설치가 진행 중이며, 해양 플랜트 및 원격지 에너지 공급을 목표로 합니다.
  • 2023년 6월 용융염 원자로 시험 가동에 성공했습니다.
• 러시아:
  • 부유식 SMR '아카데믹 로모노소프': 2019년에 상용화되어 극지방 에너지 공급에 활용되고 있습니다.
• 영국:
  • 롤스로이스(Rolls-Royce): 470MWe급 SMR 개발을 추진하고 있으며, 'Great British Nuclear' 계획을 통해 정부 주도로 SMR 개발을 가속화하고 있습니다.
• 한국:
  • 혁신형 SMR (i-SMR): 한국수력원자력(한수원)을 중심으로 독자 기술을 개발해 왔습니다. 2022년 6월 총사업비 3,992억 원 규모로 예비타당성 조사를 통과했으며, 2028년 개발 완료, 2035년 상용화를 목표로 하고 있습니다.
  • i-SMR은 무붕산 운전, 피동 안전 개념 등을 채택하여 안전성을 크게 개선하고 운영 효율성을 높이는 것을 목표로 합니다.
  • 정부 차원의 SMR 개발·진흥 정책이 국정과제로 추진될 전망이며, SMR 특별법 제정 논의도 활발합니다. 국내 첫 SMR 건설사업은 2030년 전후 본격 착수될 것으로 예상됩니다.

기술적 난제 및 과제:

• 기술 성숙도: 아직 많은 SMR 설계가 초기 단계에 있으며, 장기적인 성능과 신뢰성을 검증하기 위한 실증과 운영 경험이 부족합니다.
• 높은 초기 투자 비용: SMR의 대량 생산을 통한 경제성 확보가 중요하며, 초기 R&D 및 인프라 구축에 막대한 자본 투자가 필요합니다. 일부 프로젝트는 높은 비용과 인허가 문제로 지연되거나 취소되기도 했습니다.
• 규제 및 인허가: 기존 대형 원전과는 다른 SMR의 특성을 고려한 새로운 안전 규제 및 인허가 절차 마련이 필요합니다. 각국 정부는 규제 체계를 정비하는 중입니다.
• 대중 수용성 및 사회적 합의: 과거 원전 사고 경험으로 인한 원자력 기술에 대한 사회적 우려가 여전히 존재하므로, SMR의 안전성과 필요성에 대한 투명한 정보 공개와 소통을 통해 국민적 공감대를 형성하는 노력이 중요합니다.
• 핵확산 및 안보 문제: SMR의 확산이 핵물질 관리 및 핵확산 방지에 미칠 영향에 대한 논의와 국제적 협력이 필요합니다.
• 공급망 및 운영 경험: 일부 첨단 SMR 기술의 경우 관련 부품 및 소재 공급망이 아직 성숙하지 않았으며, 상업 운전 경험이 부족하다는 과제가 있습니다.

SMR은 기후 변화와 에너지 안보라는 전 세계적인 과제에 대응할 수 있는 유망한 기술로 평가받고 있지만, 성공적인 상용화를 위해서는 기술적 난제 해결, 규제 정비, 경제성 확보, 그리고 사회적 수용성 확보 등 다양한 과제를 해결해야 합니다.