에너지
북미의 SMR: 프로젝트, 일정 및 주요 기업
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북미의 SMR 붐
몇 년 전부터 SMR(소형 모듈 원자로)가 핵 에너지의 미래로 찬사를 받아 왔습니다, 특히 전통적인 원자력 발전소 건설 비용이 최근 수십 년간 계속 상승하고 있는 서구 국가들에서 그렇습니다.
대부분은 대형 원자력 발전소의 한계와 관련이 있습니다:
- 프로젝트 시작과 최초 전력 생산 시점 사이의 막대한 시간 차이 때문에 정부 자금 확보가 어렵습니다.
- 소규모 국가나 외딴 지역에 적합하지 않으며, 어느 정도는 전체 전력망을 원자력 발전소에 맞게 조정해야 합니다.
- 문제가 발생하면 지역적인 사고가 아니라 대륙 전체적인 재해가 될 수 있습니다.
- 발전소가 클수록 한 곳에서 생산되는 에너지가 많아집니다. 이는 반응기 냉각을 더욱 어렵고, 문제가 발생했을 때 더욱 위험하게 만듭니다.
각 대규모 프로젝트는 맞춤형 실험 설계이므로 산업이 생산 과정에서 표준화를 개발하는 것을 방해합니다. 대신 소형 원자로(SMR) 혹은 훨씬 작은 마이크로 원자로 개념이 주목받고 있습니다.
출처: IAEA
전통적인 원자력 발전소와 달리 SMR은 보다 유연하며, 기존의 화력 발전소 부지에 건설할 수 있는데, 그곳은 이미 적절한 규모의 구역 설정과 전력망 연결이 되어 있습니다.
SMR의 또 다른 장점은 트럭이나 선박처럼 연속 생산이 가능하다는 점이며, 이는 산업이 일반적으로 선호하는 독특한 맞춤 설계와는 다릅니다. 이론적으로 이는 규모의 경제와 비용 절감을 제공해야 합니다.
최근까지 서방, 특히 북미는 핵 에너지 분야에서 뒤처져 있었으며, 러시아와 중국과 같은 국가들이 대부분의 신규 원자력 발전소 프로젝트를 담당했습니다.
출처: The Economist
SMR 덕분에 상황이 빠르게 변하고 있으며, 이제 북미 전역(유럽도 포함)에서 많은 핵 원자로가 등장했습니다. 2050년까지 업계 주요 기업들은 북미가 SMR에 가장 중요한 시장이 될 것으로 예상하고 있어, 이 지역에서의 초기 성공이 이후 수십 년 동안 급격히 확대될 수 있습니다.
출처: GE Vernova [securities_stock_price_tag symbol="GEV" exchange="NYSE"]
SMR의 다양한 설계
모든 SMR이 크기, 낮은 전력 출력, 모듈화와 같은 몇 가지 공통 특징을 가지고 있지만, 개념과 설계는 크게 다양합니다.
사용하는 핵 기술에 따라 몇 가지 카테고리로 구분될 수 있습니다. 가장 일반적인 유형은 물냉각 원자로입니다.
출처: NEA
크기가 작기 때문에 SMR은 산업용으로도 활용될 수 있으며, 생산된 열을 전기로 변환하지 않고 대규모 산업 시설에서 직접 사용할 수 있습니다. 이는 핵 에너지의 새로운 시장을 열어주며, 화학이나 금속공학 등 산업 활동의 탈탄소화를 크게 도울 수 있습니다.
출처: NEA
소형 경수형 SMR (PWR/BWR)
이는 현재까지 가장 단순한 유형의 SMR입니다. 새로운 개념을 도입하기 위해 재설계를 하는 대신, 수십 년 된 검증된 기술을 재사용하고 이를 소형 규모에 맞게 적용합니다. 일반적으로 물냉각 방식입니다.
이 접근 방식은 기존의 핵 산업에서 축적된 경험을 활용하여 새로운 기술을 발명하려 하지 않음으로써 장점이 있습니다. 이는 안전성을 높이고 기존 핵 공급망을 활용하며, 안전 위원회와 지방 당국의 승인 절차를 가속화합니다.
하지만 이는 과거 원자로의 모든 제한점이나 결함이 어느 정도 이 설계에도 공유될 가능성이 있음을 의미합니다.
Gen‑IV: 용융염, 헬륨 가스 및 액금속 SMR
핵 원자로에서 일반적으로 사용되는 가압수를 대신해, 이 설계는 종종 핵 연료를 포함하는 용융염이나 금속을 사용합니다.
이러한 설계는 최신이며 검증이 덜 된 편입니다.
또한 장기적으로는 본질적으로 더 안전할 가능성이 높으며, 이러한 SMR은 전통적인 원자로보다 용해 사고에 훨씬 강합니다.
히트파이프 ‘솔리드‑스테이트’ 마이크로 원자로
이 설계는 고온 히트파이프(HTHP)를 사용해 고체 매트릭스 코어에서 열을 수동으로 제거함으로써, 물, 염, 혹은 용융 금속을 이동시켜 냉각할 필요성을 완전히 없앱니다.
이를 통해 전통적인 냉각 루프와 펌프가 필요 없는 컴팩트한 설계, 높은 고유 안전성 및 높은 효율성을 구현할 수 있습니다.
토륨 연료 사이클 (MSR/HTGR)
우라늄 대신 토륨을 사용함으로써, 이러한 원자로는 핵무기로 전환하기 어려운 연료를 사용합니다. 토륨은 또한 통제 불가능한 연쇄 반응을 일으키기 매우 어렵거나 불가능하게 만들어 더 안전한 연료이며, 마지막으로 핵폐기물 발생량도 크게 적습니다.
하지만 이는 완전히 다른 종류의 연료이며, 이를 생산하고 취급한 경험이 전반적으로 부족합니다.
따라서 가장 혁신적이고 유망하지만, 이 설계는 가장 많은 연구개발(R&D) 노력과 가장 긴 승인 기간이 필요할 것으로 보입니다.
고속 스펙트럼 SMR 및 연료 사이클 ‘클로징’
이러한 핵 원자로는 기존 원자로의 핵폐기물로 전력을 생산하도록 설계되었습니다. 이는 핵 에너지가 계속 성장하고 폐기물 양이 증가할 경우 특히 흥미롭습니다.
‘연료 사이클 클로징’을 통해 이 원자로는 채굴된 우라늄을 훨씬 효율적으로 활용할 수 있습니다.
하지만 이러한 설계는 일반적으로 최신이며 이해도가 낮아 개발 비용이 증가하고 승인 지연이 발생합니다.
캐나다의 SMR 구축 현황
현재 캐나다에는 14개의 SMR 프로젝트가 있으며, 그 중 8개가 사전 투자 단계에 있습니다. 이 중 8개의 보다 진전된 프로젝트에서는 X‑Energy와 GE Energy가 주요 기업입니다.
X‑Energy
X‑Energy는 알버타의 고온 가스 원자로 Xe‑100을 건설하려 하고 있으며, 이는 알버타의 산업 및 석유·가스 부문에 565°C의 열과 증기를 제공하도록 설계되었습니다. 이는 알버타 최초의 원자력 발전소가 될 것입니다.
온타리오에서도 또 다른 Xe‑100이 계획되어 있으나, 2022년 최초 발표 이후 큰 소식은 없었습니다.
GE Vernova 히타치
GE Vernova 히타치 원자력은 BWRX‑300 설계를 제공하고 있으며, 이는 Saskatchewan과 온타리오 모두에 적용됩니다.
GE Vernova의 온타리오 프로젝트 (Darlington New Nuclear Project)는 G7 국가 중 최초로 상업 운영되는 소형 모듈 원자로(SMR)가 될 것으로 예상됩니다. 총 4개의 SMR이 건설될 예정이며, 완공 시 기존 발전소보다 큰 출력을 가질 것입니다.
“현재 다음 세 개 SMR에 대한 계획 및 허가 작업이 진행 중이며, 주 정부는 3월에 이 세 유닛의 계획 개발을 지원하기 위해 5,500만 캐나다 달러를 제공했습니다.”
Ontario Power Generation (OPG)
기타
Westinghouse는 사스커처원과 온타리오에서 마이크로 원자로 eVinci에 대한 논의도 진행 중입니다.
다른 프로젝트들도 논의되고 있으나 아직 건설이 확정되지 않았으며, 특히 ARC Clean Technology, NuScale (SMR ), Terrestrial Energy (IMSR )와 관련됩니다.
미국의 SMR 구축 현황
캐나다에서 활동하는 동일한 기업들이 미국 시장에도 진출하고 있으며, 몇몇 다른 기업들도 동등하게 중요합니다.
GE‑히타치
GE‑히타치는 인디애나에 BWRX‑300을 건설하려 하고 있으며, 이는 테네시 밸리 전력청(TVA)이 주도하는 연합으로, 미국 에너지부의 Generation III+ SMR 프로그램에서 8억 달러의 자금 지원을 신청했습니다.
“테네시 밸리 전력청(TVA)과 이 연합에는 Bechtel, BWX Technologies (BWXT ), Duke Energy (DUK ), Electric Power Research Institute, GE Hitachi Nuclear Energy(GEH), American Electric Power (AEP ) 의 Indiana Michigan Power, Oak Ridge Associated Universities, Sargent & Lundy, Scot Forge, 기타 유틸리티 및 첨단 핵 프로젝트 개발자와 테네시 주가 포함됩니다.”
NuScale
TVA는 또한 NuScale을 지원하고 있으며, 2025년 9월에 회사와 함께 6GW 규모의 SMR 배치 프로그램을 발표했습니다. 이는 7개 주에 걸쳐 배치될 예정이며, 미국 역사상 가장 큰 SMR 배치 프로그램이 될 것입니다.
또한 NuScale은 Dairyland Power와 협력하여 위스콘신에 SMR을 최종 배치할 가능성도 있습니다.
X‑Energy
한편 X‑Energy는 텍사스에서 Dow Chemical을 위한 SMR을 건설하고 있으며, 워싱턴 주에 2030년까지 Xe‑100을 12대 배치(Cascade)하여 아마존 데이터 센터에 서비스를 제공하고자 합니다. 또한 메릴랜드에서는 사전 투자 단계에 있습니다.
“1년 전, 우리는 아마존과 함께 미국에서 새로운 에너지 프로젝트를 추진하는 방식을 재구상하고, 경제를 이끄는 AI와 같은 기술에 전력을 공급하는 방식을 재정의하기 시작했습니다.
이 작업의 규모는 역사적이며, 아마존과 Energy Northwest와 같은 세계적 파트너와 함께하게 된 것을 영광으로 생각합니다.”
Oklo
OpenAI로 유명한 Sam Altman은 SMR 기업 Oklo와 밀접하게 연결되어 있으며, 2025년 4월에 이사회 의장직을 사임했습니다. Oklo는 핵폐기물/재사용 연료(고속 원자로)로 구동되는 SMR을 개발하고 있습니다.
이 회사는 미국 에너지부의 원자로 파일럿 프로그램에서 세 프로젝트에 선정되었습니다.
현재 Oklo는 아이오와에서 Aurora 시험 원자로를 개발 중이며, 건설사로 미국 건설·엔지니어링 기업 Kiewit Corporation을 선정했습니다. Oklo는 Aurora의 상업 운전을 2027년 또는 2028년으로 목표하고 있습니다.
“우리는 아이오와에서 현장 특성화 작업을 포함한 주요 사전 건설 이정표를 미국 에너지부와 아이오와 국립 연구소와 협력하여 완료했습니다. (XE ) (TVC )
Kiewit은 다음 단계로 나아가는 데 필수적인 실행력과 프로젝트 전달 경험을 제공합니다.”
Jacob DeWitte, co‑founder and CEO of Oklo
Oklo의 또 다른 주요 시장은 예상대로 OpenAI와의 연계성을 고려해 데이터 센터에 전력을 공급하는 것입니다.
Oklo는 이미 두 개의 비공개 데이터 센터 제공업체와 협력해 최대 750MW의 전력을 공급했으며, 이는 각각 500MW와 100MW의 핵 전력을 제공한 Equinix (EQIX ) 와 Prometheus와의 이전 계약에 이어진 것입니다. 전체적으로 회사의 고객 파이프라인은 약 2.1GW에 달합니다.
Kairos
데이터 센터는 SMR의 빠른 배치를 위한 핵심이 될 수 있으며, 규제 당국이 원자로 승인을 더 빠르게 진행하도록 하는 강력한 로비 역할을 할 수 있습니다.
Google은 Kairos와 계약을 체결해 데이터 센터에 최대 500MW 규모의 6~7개 SMR을 배치할 예정이며, 초기 배치는 2030년에 시작됩니다.
Kairos는 또한 테네시에서 Hermes 2 시연 플랜트를 배치하려 하고 있으며, 2025년 5월에 건설이 시작되었습니다. 이는 미국에서 SMR 배치에 테네시와 TVA가 중요한 역할을 할 것임을 확인시켜 줍니다.
TerraPower
TerraPower의 대표 프로젝트는 와이오밍 주 켐머러에서 용융염을 이용한 시연 원자력 발전소입니다. 또한 고속 원자로이며, 이 프로젝트는 2024년에 착공식을 가졌습니다.
빌 게이츠가 지원하는 이 회사는 암 치료용 의료 동위원소 생산에도 관심을 가지고 있으며, 특히 토륨‑229에서 연구용 액티늄‑225를 추출하려 하고 있습니다.
액티늄‑225는 전 세계적으로 공급이 매우 제한된 물질로, 암 치료에 사용이 제한되며 그 비용은 그램당 약 290억 달러에 달합니다.
NuCube
NuCube는 유타를 시험 원자로 부지로 선정했으며, 이는 고체 설계를 이용한 마이크로 원자로입니다. 이 시험 원자는 2026년까지 가동될 것으로 예상됩니다.
이 설계는 1000도(섭씨) 이상(화씨 1830도)의 매우 높은 온도 생산에 초점을 맞추고 있습니다.
“이는 고온 산업 고객에게 천연 가스와 경쟁할 수 있는 유일한 원자로입니다. (AMZN )
이 기술은 비용 경쟁력 있는 전력을 제공할 수 있으며 기존 전력망과 독립적으로 운영될 수 있어 유타와 같은 주의 농촌 지역에 변혁을 가져올 수 있습니다.”
Cristian Rabiti – NuCube Energy cofounder and CEO
Westinghouse
마이크로 원자로 eVinci에 집중하고 있는 Westinghouse는 2026년에 아이오와 국립 연구소에서 테스트를 준비 중이며, 2029년까지(캐나다 포함) 상업적 배치를 계획하고 있습니다.
Westinghouse는 또한 기존 원자력 발전소 건설업체이며, 대표 설계인 AP1000을 포함해 전 세계적으로 프로젝트를 진행 중이며, 2030년대까지 이미 가동 중인 6기에 추가로 18개의 신규 원자로가 건설될 예정입니다.
현재 이 회사는 우라늄 채굴업체 Cameco (CCJ )와 유틸리티 기업 Brookfield Energy Partners (BEP )의 합작 투자 기업입니다.
ARC
캐나다 외에도 ARC Clean Technology은 텍사스에서 개발 중인 Nucleon Energy의 발전 사이트를 지원하기 위해 양해각서(MOU)를 체결했습니다.
이 회사는 또한 Deep Atomic과 협력해 북미 전역에서 배치 기회를 공동으로 모색하고 있습니다. Deep Atomic은 스위스 기업으로, 데이터 센터에 전력 및 냉각을 제공하기 위해 특화된 MK60 경수형 SMR 설계를 제공합니다. 각 MK60 유닛은 최대 60MWe를 생산하고 추가로 60MW의 냉각 용량을 제공합니다.
결론
북미 전역에서 SMR 프로젝트가 급증하고 있습니다. 활발한 정치적 지원과 우호적인 입법 덕분에 온타리오와 TVA와 같은 몇몇 주와 조직이 특히 앞서 나가고 있습니다.
GE Vernova‑Hitachi, X‑Energy, NuScale, Oklo는 새로운 설계를 가능한 한 빠르게 출시하는 주요 SMR 생산업체에 속합니다. Westinghouse도 마이크로 원자로에 집중하면서 경쟁에서 좋은 위치에 있습니다.
또한 많은 기업들이 이 분야에 진입하고 있으며, 그들의 독특한 설계 특징이 성장하는 시장에서 틈새를 차지할 수 있습니다. 예를 들어 NuCube의 고온 적용 사례가 그렇습니다.
동시에 SMR 붐이 전통적인 발전소의 유산을 무시해서는 안 됩니다. 이들 역시 산업용 저탄소 에너지와 AI 데이터 센터에 대한 수요로 인해 부활하고 있으며, 후쿠시마 사고 이후 거의 사라졌던 산업이 다시 살아나고 있습니다.
전반적으로 SMR이든 전통 원자로이든 핵 에너지의 미래는 밝아 보이며, 이는 두 설계 모두의 공급망이 크게 겹치기 때문에 전체 산업에 도움이 될 것이며, 생산량 증가를 통해 규모의 경제로 비용을 낮출 수 있습니다.
SMR 및 핵 에너지에 투자하기
Brookfield Energy Partners – Westinghouse
BEP 가격 차트
Westinghouse Nuclear은 미국 핵 에너지 산업 초창기부터 선구자 역할을 해왔습니다. 최근 우라늄 채굴업체 Cameco(49%)와 대규모 저탄소 유틸리티 BEP(51%)가 공동 인수했으며, 이는 $8500억을 관리하는 더 큰 Brookfield 투자 기업(BN)의 일부입니다.
Westinghouse의 AP300 SMR 설계는 기존 AP1000 원자로의 소형 버전입니다.
현재 중국에서 4개의 AP1000이 가동 중이며, 중국에서 추가로 6개, 미국 조지아 주에서 2개가 건설 중입니다(조지아의 Vogtle 프로젝트는 지연과 비용 초과로 악명 높습니다). 또한 폴란드에서 3~6개의 원자로, 인도에서 6개의 원자로 프로젝트가 진행 중입니다.
전력 용량이 전기 330MW(열 990MW)인 AP300 SMR 설계는 기존 원자로와 “소형” 원자로 사이의 경계에 위치하지만, 여전히 더 큰 AP1000의 1/4에 해당하는 1,200MW 규모입니다.
출처: Westinghouse
Westinghouse는 콘크리트로 만든 대형 열 배터리 생산을 통해 에너지 저장 시장에도 진출하고 있습니다. 이 배터리는 전력 수요가 낮을 때 핵열을 저장하거나, 낮 동안의 잉여 재생 에너지를 저장하거나, 여름에 겨울을 대비해 저장하는 데 강력하게 활용될 수 있습니다.
핵 에너지 외에도 BEP는 약 40GW의 발전 용량을 보유한 재생 에너지 선두 기업이며, 2030년까지 연간 10GW의 신규 프로젝트를 목표로 하고 있으며, 고도화 단계에 있는 65GW 이상의 파이프라인을 보유하고 있습니다.
BEP 전체 200GW 파이프라인 중 약 75%가 선진 시장에 위치하고 있으며, 전체 파이프라인의 기업 가치는 약 1천억 달러로 추정됩니다.
출처: Brookfield Renewable Partners [securities_stock_price_tag symbol="bep.un.to" exchange="tsx"] [securities_stock_price_tag symbol="BEPC" exchange="NYSE"]
직접 상장되지 않았기 때문에 Westinghouse에 투자하려면 투자자는 BEP의 재생 에너지 사업에 대한 노출을 원할지, 아니면 Cameco의 우라늄 채굴 사업에 대한 노출을 원할지 결정해야 합니다.
(회사 전용 보고서에서 BEP에 대해 더 읽을 수 있습니다, 그리고 다른 보고서에서 Cameco에 대해 읽을 수 있습니다.)
그럼에도 Westinghouse는 핵 에너지 분야의 거대 기업으로, 수십 년 동안 핵 산업을 지배한 가압수 설계 등 업계 표준을 설정한 오랜 역사를 가지고 있습니다.
AP1000, AP300 SMR 및 eVinci 마이크로 원자로를 통해 다시 한 번 그럴 가능성이 있습니다.
(이 기사에서 언급된 다른 기업들, 특히 NuScale과 GE Vernova에 대한 전용 보고서를 찾아볼 수 있습니다.)
최신 Brookfield Energy Partners (BEP) 주식 뉴스 및 개발
