NuScale(SMR) 스포트라이트: 표준화된 직렬 제작 핵 반응로

대형에서 소형 모듈형 반응기까지

원자력 발전소는 대개 대규모 프로젝트입니다. 출력은 기가와트이고, 투자는 수십억 달러가 필요하며, 건설 기간은 수십 년이 아니라면 수년에 이릅니다. 이로 인해 몇 가지 문제가 발생합니다.

• 프로젝트 시작과 첫 번째 전력 생산 사이에 엄청난 시간 차이가 있기 때문에 정부 자금에서 자금을 조달하는 것이 어렵습니다.
• 소규모 국가나 오지에는 적합하지 않으며 전체 전력망을 어느 정도 원자력 발전소에 맞게 조정해야 합니다.
• 뭔가 잘못되면 국지적인 사건이 아니라 대륙 전체의 재앙이 될 수 있다.
• 각각의 대규모 프로젝트는 맞춤형 실험 설계로, 업계가 생산 과정에서 어떤 종류의 표준화도 개발하지 못하도록 차단합니다.

전반적으로, 원자력에 대한 전통적인 접근 방식은 비용이 너무 높고, 위험성이 너무 높다는 2가지 약점을 가지고 있다고 할 수 있습니다.

이 중 일부는 다음을 통해 해결될 수 있습니다. 4^th 새로운 설계와 보다 안전한 설계를 사용하는 차세대 원자력 발전소. 하지만 SMR(소형 모듈형 원자로)이라고 불리는 또 다른 접근법은 원자를 분리하여 전력을 생성하고 두 가지 문제를 동시에 해결하는 새로운 방법을 모색하고 있습니다.

출처: 국제 원자력기구 (IAEA)

이제 핵 에너지에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있습니다. 에너지를 많이 소모하는 AI 데이터 센터 그리고 배터리 시스템을 충분히 확장할 때까지는 재생 가능한 간헐적 생산이 문제라는 것을 깨달았는데, 이는 수십 년이 걸릴 수도 있습니다.

SMR을 사용하는 이유

SMR의 핵심 아이디어는 백상형 거대 프로젝트와 맞춤형 프로젝트 대신 원자로를 우리가 비행기와 선박을 만든 것과 같은 방식으로 건설해야 한다는 것입니다.

• 표준화된 템플릿을 사용하면 동일한 디자인을 여러 번 재사용하여 R&D 비용을 분산할 수 있습니다.
  • 이는 또한 예비 부품의 상호 교환이 가능하고 시간이 지남에 따라 교육 비용이 감소한다는 것을 의미합니다.
• 전담 공장에서 연속적으로 제조 및 조립하여 경험을 쌓고 규모의 경제를 이룰 수 있습니다.
• 공장에서 필요한 현장으로 옮겼습니다.

이론상 이는 생산된 모든 추가 원자로가 이전의 숙련 노동력, 기계, 표준 설정 등을 재사용하기 때문에 급진적인 규모의 경제성을 제공해야 합니다. 예를 들어, SMR 원자로는 일반적인 5~10년(때로는) 대신 약 XNUMX년이 걸려 건설되어야 합니다. 조지아의 Vogtle 공장과 같이 최악의 경우 15~20년).

또 다른 요인은 더 작은 원자로가 단위당 에너지를 덜 생산한다는 것입니다. 즉, 체르노빌과 같은 재앙으로 이어지는 통제 불능의 연쇄 반응이 본질적으로 덜 일어날 가능성이 있다는 것을 의미합니다.

4개와 결합하면^th 차세대 핵기술의 향상으로 SMR은 기존 설계에 비해 몇 배나 더 안전해질 수 있습니다.

마지막으로, SMR은 여러 개의 하위 장치로 구성되므로 매번 전체를 재설계하지 않고도 최종 전력 출력을 매우 유연하게 조정할 수 있습니다.

출력이 낮아지면 산업 현장이나 군사 기지에서 현장 에너지를 생산하는 것과 같이 새로운 응용 분야가 생겨나 재생 에너지만으로는 전력을 공급하기 거의 불가능한 작업의 탈탄소화에 도움이 될 수 있습니다.

“SMR을 통해 우리는 다양한 고객층을 열었습니다.”

롤스로이스 CEO

마지막으로, SMR의 크기가 작기 때문에 폐쇄된 석탄 발전소와 같은 "일반적인" 화석 연료 발전소 부지에 설치할 수 있어 기존 그리드 인프라를 재활용할 수 있고 프로젝트에 대한 토지 수요도 줄일 수 있습니다. 최소한 NuScale이 7년이라는 힘든 과정을 거쳐 승인을 받은 것처럼 원자력 발전소 비상 계획 구역에 대한 원자력 규제 위원회(NRC)의 승인을 받았다면 말입니다.

출처: 뉴스스케일

뉴스스케일

NuScale의 경쟁적 위치

NuScale은 서방 국가에서 SMR을 대량 생산하기 위한 경쟁에서 선두를 달리고 있는 기업 중 하나로, 러시아와 중국 국영 기업만이 앞서고 있습니다.

특히 NuScale은 미국 원자력 규제 위원회(NRC)의 인증을 받은 유일한 SMR 기술입니다.

2007년에 설립된 이 회사는 SMR에 베팅한 지 매우 일찍이, 특히 2011년 후쿠시마 사고 이후 핵 에너지가 영구적인 쇠퇴의 궤도에 있는 것처럼 보였던 시기에 투자했습니다. 지금까지 기술과 생산 공정에 2억 달러를 투자했습니다.

현재 6개의 원자로를 생산 중인 이 회사는 첫 상업적 인도를 향해 나아가고 있으며, 이는 2030년경에 달성될 것으로 예상됩니다.

모듈식이지만 알려진 디자인

NuScale의 원자로 보이그르 매우 큰 트럭의 뒷면에 공장에서 발전소 현장으로 운반할 수 있습니다. 각각 77MWe(메가와트 상당) 또는 전기 용량을 생산하며, 발전소당 최대 12개 모듈이 가능합니다(924MWe)

출처: 뉴스스케일

이러한 원자로의 수명은 60년 이상일 것으로 예상됩니다.

이 기술의 기반은 이미 검증된 경수형 원자로(LWR)입니다. 토륨, 고압 등을 사용하는 다른 설계보다 혁신성은 떨어질 수 있지만, 이는 규제 기관의 승인을 확보하고 개발 과정의 위험을 줄이는 데 도움이 되었습니다.

또한 센서부터 우라늄 연료 집합체, 원자로 크레인, 제어 시스템까지 기존의 핵 전력 공급망을 활용합니다.

출처: 뉴스스케일

이러한 SMR은 또한 "보행 중 안전"합니다. 즉, 유지 관리하지 않아도 자연적으로 냉각되므로 인간의 개입 없이도 안전하게 유지됩니다.

여기에는 또 다른 특징이 포함됩니다. 즉, 예정되지 않은 정지 시 원자로에 돌이킬 수 없는 손상이 발생하는 정상 작동과 그 사이의 시간으로 정의되는 무제한 "대처 기간"입니다. 대부분의 다른 경수 원자력(LWR) 원자로는 며칠의 대처 기간을 가지고 있어 재앙이 발생할 경우 본질적으로 덜 안전합니다.

NuScale 원자로는 대부분의 다른 원자로 설계에서 흔히 나타나는 한계인 활성 전력망 없이도 재시작이 가능합니다.

출처: 뉴스스케일

어플리케이션

파워 그리드

원자력 발전소의 명백한 주요 용도는 전력망을 위한 전기 생산입니다. 에너지 믹스를 탈탄소화하려는 노력이 커지면서 더 많은 전기에 대한 필요성도 커지고 있습니다. 이는 오늘날 많은 에너지 소비가 아직 교통(가스 구동 자동차)이나 난방(석유 또는 가스 연료로 가동되는 용광로)처럼 전기화되지 않았기 때문입니다.

NuScale의 SMR은 폐쇄된 석탄 발전소 부지에 구현할 수 있으므로 화석 연료 발전소를 대체하기 위한 추가 전력망 인프라에 대한 투자가 거의 필요하지 않습니다.

AI

데이터센터의 전력 수요는 3년 전체 전력 소비량의 4~2023%에서 11년 12~2030%로 급증할 것으로 예상된다. 이는 현재 전체 전력 소비량의 1/3에 해당한다.^rd 미국 주택의 경우.

추가적인 문제는 이러한 데이터 센터에 투자된 수십억 또는 수천억 달러의 자본을 고려할 때 지속적인 운영이 필수적이라는 것입니다. GW 규모의 소비에 대해 이야기하고 있기 때문에 불안정하고 가변적인 재생 에너지에 의존하는 것은 위험한 제안이 될 수 있습니다.

이것이 모든 대형 기술 회사가 이제 모방에 나서는 이유입니다. Microsoft는 전체 원자력 발전소를 재개하고 AI 데이터 센터의 전체 출력을 잠그는 계약을 체결했습니다., 그리고 스스로 안정적인 원자력 에너지를 확보해야 합니다.

산업 신청

많은 산업 공정에는 매우 높은 온도가 필요하며, 종종 초고온 증기의 형태로 필요합니다. 여기에는 예를 들어 종이, 암모니아(비료이자 폭발물의 핵심 구성 요소), 강철, 플라스틱 또는 심지어 해수 담수화(77MW 반응기 하나로 하루에 77만 갤런/290억 XNUMX만 리터의 물을 생산할 수 있음)가 포함될 수 있습니다.

출처: 뉴스스케일

현재 이런 종류의 과정, 특히 가장 높은 온도가 필요한 과정은 대부분 화석 연료, 특히 천연 가스에 의해 구동됩니다.

이론상 이는 원자력 발전소로 유리하게 대체될 수 있다. 특히 전기 생산은 이미 원자로 핵심에서 생성되는 초고온 초임계 증기의 결과이기 때문이다.

그러나 원자력 발전소의 전통적인 설계는 제철소와 같은 일반적인 산업 운영과 쉽게 통합하기에는 출력이 너무 컸습니다. 규제 및 공간 제약과 기성품 모듈식 설계의 부족도 문제였습니다.

SMR은 단위당 출력이 낮고, 규제 부담이 적으며, 설계가 더 유연하여 이러한 모든 반대 의견을 한 번에 완화할 수 있습니다. NuScale 원자로는 500,000 psia 및 1,500°C에서 시간당 500파운드의 증기를 생산할 수 있을 것으로 예상됩니다.

수소

수소는 화석 연료의 대안으로 여겨지기 때문에 수소 생산을 위한 에너지를 생산하는 방법에 대한 논의가 여전히 진행 중입니다. 한편으로는 재생 에너지가 kW당으로 더 저렴할 수 있지만, 간헐성으로 인해 값비싼 수소 생산 플랜트가 너무 오랫동안 가동되지 않을 수 있습니다.

NuScale의 원자로는 하루에 50톤의 수소를 생산할 수 있는데, 이는 연료 전지 자동차 38,000대의 소비량에 해당합니다.

Nuscale의 비즈니스 모델

규모가 작고 모듈식인 원자력 발전소 프로젝트조차도 대규모 투자이며, 생산된 에너지로 수익을 창출하기까지 수년이 걸리기 때문에 이에 대한 자금 조달은 엔지니어링이나 과학 자체만큼이나 중요한 과제입니다.

NuScale이 파트너십을 체결했습니다. 개인 투자 플랫폼으로 엔트라-1 그리고 사적 자산 관리 회사 하부쉬 그룹 이 문제에 답하기 위해. 두 투자 회사 모두 에너지와 인프라 자금 조달 및 운영을 전문으로 합니다.

이는 SMR 기술을 구현하고자 하는 기업에 유연한 옵션을 제공합니다. 즉, 선호도에 따라 생산된 에너지를 구매하거나, 발전소를 운영하거나, 발전소를 소유하고 운영할 수 있습니다.

예를 들어, 원자력에 대한 경험이 있는 전기 공급 회사는 아마도 공장을 직접 소유하고 운영하고 싶어할 것입니다. 그러나 화학 공장은 생산된 고온 증기에 대한 장기 구매 계약에 서명하는 것을 선호할 것입니다.

진행중인 프로젝트

기술 및 규제 장벽이 후방 거울로 밀려나면서 NuScale은 이제 적극적으로 주문서를 늘리고 있습니다. 지금까지 여기에는 3개 대륙의 프로젝트가 포함됩니다. 예를 들어:

북아메리카

• 표준 전원 오하이오와 펜실베이니아에서는 "약 2기가와트의 깨끗하고 안정적인 에너지"를 생산합니다.
• 프로디지 마린 파워 스테이션 퀘벡에서는 상업적 규모로 수소와 암모니아와 같은 청정 연료를 생산하기 위해 1~12개의 반응기를 배치했습니다.

유럽

• RoPower 핵: 루마니아에서 Nuclearelectrica(국립 원자력 발전소 운영자)와 함께 진행하는 프로젝트로, 탄소 배출이 없는 6MWe의 전기 생산을 위해 VOYGR 원자로 462개를 배치합니다.
• KGHM 폴스카 미에즈 폴란드에서는 기존 발전소의 석탄 재활용 솔루션으로 VOYGR 원자로를 배치하여 이르면 2029년에 배치할 예정입니다.
• 겟카 & 유니모트 폴란드에서도 석탄화력발전소를 대체하기 위해 노력하고 있습니다.
• Energoatom 우크라이나에서는 전쟁이 끝나자마자 VOYGR을 배치해 국가의 에너지 그리드를 재건할 계획입니다.

아시아

• 인도네시아 파워플루오르(Fluor Corporation)와 일본의 JGC(JGC Corporation)와의 파트너십을 통해 462메가와트 규모의 시설을 건설하는 것을 검토하고 있습니다.
• GS에너지 한국에서 6년에 시작하여 2028년에 완공될 2030개의 VOYGR 원자로를 주문하여 울진의 새로운 수소 산업 단지에 공급할 예정입니다.

NuScale의 재무

회사가 루마니아의 RoPower와 같은 계약에서 수익을 창출하기 시작하면서, 거의 2년간의 "창업 모드" 끝에 약간의 수익이 발생하기 시작했습니다.

그럼에도 불구하고 회사는 매 분기 약 50천만 달러의 순손실을 겪고 있으며, 이는 회사 운영 비용을 반영하는 것입니다. 즉, VOYGR 원자로의 본격적인 판매 및/또는 운영을 시작하기 전까지는 회사가 존속하기 위해 더 많은 현금 투입이 필요하다는 것을 의미합니다.

다행히도 최근 주가가 상승하여 기존 주주들의 지분을 크게 희석시키지 않고도 더 많은 현금을 조달할 수 있을 것으로 보입니다.

잠재 투자자는 31.4년 252.2월 기준으로 유통주식 2024억 XNUMX만 주 외에도 옵션과 와런트 형태로 XNUMX만 주가 존재한다는 사실도 알고 있어야 합니다.

출처: 뉴스스케일

맺음말

규제가 엄격하고 기술적으로 매우 복잡한 분야에서는 선점자가 되는 것이 엄청난 이점을 가져다줄 수 있습니다. 이는 시장에 먼저 진출하는 데 유리할 뿐만 아니라, 기업이 규제 환경의 미래와 잠재 고객의 기대치를 형성하는 데에도 도움이 될 수 있습니다.

NuScale은 SMR 기술의 선구자였으며 여전히 업계를 선도하고 있습니다. 토륨, 용융염, 고속로 또는 부유식 발전소와 같은 다른 핵 기술은 모두 SMR에 통합될 수 있습니다. 그러나 이는 엔지니어링과 규제 기관 모두에서 문제가 될 수 있는 또 다른 수준의 복잡성을 추가합니다.

대신 Nuscale은 입증된 경수 기술에 집중하여 규모를 단순히 변경했습니다. 이를 통해 더 빠르게 움직이고 시장에서 가장 잘 알려진 SMR 주식이 될 것입니다.

따라서 잠재적으로 전기 자동차와 AI와 같은 분야에서 주식 시장이 붐을 일으킨 후 다음 단계는 탄소 중립 전력으로 이러한 분야에 전력을 공급할 수 있는 에너지 생산이 붐을 일으킬 수 있습니다.

하지만 투자자들은 에너지 생산이 매우 자본 집약적인 산업이며, 원자력은 다른 기술 부문보다 느리게 진행되고 있다는 점을 기억해야 합니다. 즉, 인내심과 변동성에 대한 높은 내성이 필요하다는 뜻입니다.