Oklo(OKLO): AI를 강화하기 위해 핵폐기물 소비

인공지능이 새로운 원자력 발전 사이클을 주도하는 이유는 무엇일까요?

인공지능 데이터센터의 에너지 수요 급증으로 향후 10년간 에너지 소비 전망이 완전히 바뀌고 있는 만큼, 전력 생산량을 신속하게 늘려야 할 필요성이 커지고 있습니다.

이상적으로는 태양광이나 풍력과 같은 탄소 중립적인 재생 에너지원에서 에너지를 공급받아야 합니다. 하지만 실제로는 대규모 배터리 기술이 이제 막 시작 단계에 불과하며, 간헐적인 재생 에너지에 의존하여 데이터 센터를 지속적으로 운영하기에는 아직 충분하지 않습니다.

이것이 바로 기술 업계가 원자력 에너지로 눈을 돌리는 이유입니다. 초기 움직임은 최근 폐쇄된 기존 원자력 발전소를 재가동하는 것입니다. 마이크로소프트와 협력하여 재가동 중인 스리마일 아일랜드 원자력 발전소.

하지만 수십, 심지어 수백 GW 규모의 데이터 센터가 건설됨에 따라 새로운 원자로가 필요합니다. 불행히도 기존 원자로는 건설 속도가 느리고, 인허가 절차가 복잡하며, 후쿠시마와 체르노빌 같은 과거 사고로 인한 사회적 낙인이 여전히 남아 있습니다.

이러한 이유로 차세대 원자력 발전소인 소형 모듈형 원자로(SMR)가 원자력 산업의 새로운 트렌드로 떠오르고 있습니다. SMR은 건설 기간이 짧고, 양산 시 비용이 저렴하며, 배치 유연성이 뛰어날 것으로 기대됩니다.

많은 소형 모듈형 원자로(SMR) 설계는 업계에 익숙한 가압식 원자력 발전소를 소규모로 재현하고 있습니다. 하지만 일부는 한 단계 더 나아가 4세대 원자력 발전소로 나아가고 있으며, 특히 오클로(Oklo)라는 회사가 많은 투자자들의 관심을 사로잡고 있습니다.

진행 중인 핵 르네상스

전략적 관심사

데이터센터 도입률과 구축 속도에 따라 데이터센터의 에너지 수요는 2030년까지 2배에서 6배까지 증가할 수 있습니다.

서구에서는 전력망이 오랫동안 방치되어 왔고 발전량도 대부분 정체되어 있어 이러한 에너지 수요를 충족하기 어려울 것입니다. 한편, 기존 원자력 발전은 신흥국에서 2020년대 후반에 들어서야 확대될 계획입니다.

출처: 이코노미 스트

따라서 AI 모델 기업들이 서구에서 유리한 위치를 점하고 있을지라도, 전력 생산 제약으로 인해 궁극적으로 중국이 유리한 입장에 놓일 수 있습니다. 이러한 이유로 정책 입안자들과 AI 기업들은 격차를 해소하기 위해 소형 모듈형 원자로(SMR)를 적극적으로 도입하고 있습니다.

예를 들어, 구글은 다음과 같이 서명했습니다. 카이로스 을 통한 2030년부터 최대 500MW의 소형 모듈형 원자로(SMR) 용량 도입 예정반면 X-에너지는 다음과 같은 계획을 가지고 있습니다. 워싱턴주에 제논-100 원자로 12기를 배치합니다. 아마존에 서비스를 제공하기 위해.

출처: GE 베르노바

모든 SMR이 동일한 것은 아닙니다.

모든 소형 모듈형 원자로(SMR)는 기존 원자력 발전소와 구별되는 몇 가지 공통적인 특징을 가지고 있습니다.

• 작은모듈 하나당 전력 출력은 기존 발전소의 약 5~10% 수준입니다.
• 표준화 및 대량 생산이 설계는 맞춤 설계, 재설계 등의 과정 없이 공장에서 대량 생산하여 발전소 현장이나 최종 고객에게 배송할 수 있습니다.
• 더 안전한전력 생산량과 연료 재고량을 줄이면 원자력 사고 발생 위험과 사고 발생 시 심각성을 줄일 수 있습니다.
• 배포가 더 쉽습니다기존 발전소보다 훨씬 작은 비상 계획 구역(EPZ)을 확보할 수 있으며, 사전 승인된 설계 덕분에 허가 절차가 신속하고 비용도 절감됩니다.

하지만 소형 모듈형 원자로(SMR) 간에도 상당한 차이가 있을 수 있습니다. 일부는 기존 설계를 단순히 소형화한 것에 불과하지만, 다른 일부는 지난 수십 년간 원자력 산업에서 이루어진 혁신 기술을 도입하여 더욱 안전하고 생산적인 원자로를 만들고 있습니다.

SMR 설계 비교 (오클로 vs 주요 경쟁사)

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읽는 방법: 경수로 설계는 일반적으로 최초 기술 관련 질문에 대한 대응이 적은 반면, 첨단 설계(고속, 용융염, 고온가스냉각로)는 획기적인 경제성 개선이나 연료 유연성 증대를 목표로 하지만, 실행 및 인허가 관련 불확실성이 더 큽니다.

Oklo: 회사 개요 및 전략적 포지셔닝

이 회사는 2013년에 설립되었으며, 회사 이름은 약 1.7억 년 전 아프리카 가봉의 오클로 지역에서 자발적인 핵분열 반응이 일어났던 곳에서 유래했습니다.

Oklo는 OpenAI의 창립자인 Sam Altman이 Oklo의 회장을 역임하며 SPAC를 통해 상장하는 과정을 이끌었기 때문에 오랫동안 AI 기술과 깊은 연관이 있었습니다.

2025년 초, 알트만은 "이해 충돌을 피하기 위해" 사임했습니다. 또한 향후 파트너십을 촉진할 수 있지만, Oklo는 여전히 "AI를 위한 SMR" 기업으로서 확고한 입지를 유지하고 있습니다.

이 회사는 용융염(액체 금속 냉각) 고속 원자로 소형 모듈형 원자로(SMR)를 개발하고 있습니다.

샘 알트먼 외에도 피터 틸, 페이스북 공동 창업자 더스틴 모스코비츠를 비롯한 여러 벤처 캐피털 회사들의 지원을 받고 있습니다. 또한, 오클로는 미국 에너지부와 아이다호 국립 연구소로부터도 지원을 받고 있습니다.

오클로의 독창적인 기술

고속 원자로

바로 이 점에서 Oklo는 다른 대부분의 SMR 회사들과 차별화됩니다.

오클로 원자로는 기존 원자로와는 다른 설계 방식을 채택하고 있습니다. 이는 핵폐기물을 재활용할 수 있는 "고속 원자로"입니다. 미국이 보유한 핵폐기물만으로도 150년 동안 미국 전체에 전력을 공급할 수 있는 에너지를 확보하고 있기 때문에, 이러한 특징은 우라늄 공급 제약을 완화하는 데 잠재적으로 도움이 될 수 있습니다.

고속 원자로는 빛의 속도의 약 10%에 해당하는 속도로 이동하는 고에너지 중성자를 이용하여 작동합니다.

이처럼 빠른 속도 덕분에 기존 원자로에서는 비생산적으로 남게 되는 우라늄 연료를 활용할 수 있습니다. 결과적으로 고속 원자로는 특히 재활용 우라늄이나 초우라늄 연료와 함께 사용할 경우, 기존 경수로보다 우라늄에서 몇 배 더 많은 유효 에너지를 추출할 수 있습니다.

고속 원자로는 새로 채굴한 우라늄이 필요하지 않다는 장점이 있는데, 이는 업계가 향후 수년간 또는 10년간 공급 부족에 직면할 가능성이 있는 상황에서 중요한 요소일 수 있습니다.

출처: WNA

오클로의 디자인

오클로 원자로의 차이점은 이 원자로가 "증식 원자로"가 아니라는 점입니다. 따라서 채굴된 우라늄에서 추가 연료를 생산하지 않습니다. 대신, 다른 원자로에서 발생하는 축적된 핵폐기물을 소비하도록 설계되었습니다.

초우라늄 원소를 소비함으로써 얻을 수 있는 또 다른 이점은 남은 폐기물이 주로 수명이 짧은 핵분열 생성물로 구성되어 고준위 방사능 독성의 지속 기간이 수만 년에서 수세기로 단축된다는 점입니다.

고속 원자로는 초우라늄 원소(우라늄보다 무거운 물질)를 연료로 사용하기 때문에 폐기물의 수명이 단축되며, 핵확산 위험도 크게 줄입니다(플루토늄과 같은 핵무기 제조에 사용되는 물질을 파괴함). 또한 고속 중성자 원자로는 훨씬 더 다양한 핵연료 동위원소를 사용할 수 있으며, 재활용된 사용후 핵연료에 포함된 불순물에 대한 민감도도 낮습니다.

출처: 오클로

이 회사의 설계는 원자로의 개념을 근본 원리부터 재구축하는 것을 목표로 하며, SpaceX가 로켓 비용을 획기적으로 절감한 것처럼 맞춤 제작 부품만 사용하는 업계 관행에서 벗어나고자 합니다.

예를 들어, 비가압 작동 방식을 선택함으로써 복잡하고 값비싼 부품이 필요 없어지고 전체적으로 설계가 단순화되어 부품 수가 줄어듭니다.

액체 금속 냉각 시스템(용융염)은 본질적으로 우수한 안전성과 현대적인 공급망을 활용할 수 있다는 장점 덕분에 수냉식 설계보다 원자력 산업이 나아가고 있는 방향입니다.

오클로 원자로는 또한 신뢰성이 매우 높고 가동 중단 시간이 거의 필요하지 않으며, 연료 재충전은 20년에 한 번 정도만 하면 됩니다.

훨씬 작은 설치 공간 덕분에 기존의 육중한 발전소와는 완전히 다른 모습의 원자력 발전소를 건설할 수 있으며, 오로라(Aurora) 발전소 제품군은 최대 75MWe(메가와트 상당)의 전력을 생산하거나 직접 열을 생산할 수 있습니다.

출처: 오클로

이 회사는 원자로의 증기 터빈 부분에 지멘스의 전문성을 활용할 예정이며, 터빈 조달은 이미 진행 중입니다.

고속 원자로의 기술적 및 경제적 과제

고속 원자로는 여러 장점에도 불구하고 경수로 원자로보다 설계가 더 복잡하여 역사적으로 불리하게 작용해 왔습니다.

결과적으로, 동일한 원자로를 여러 번 건설함으로써 연구 개발 비용을 분산시키는 설계만이 경수로와 비용 경쟁력을 확보할 수 있을 것이다. 다행히 소형 모듈형 원자로(SMR)의 모듈화 및 연속 생산 방식은 이러한 문제를 완화하는 데 도움이 될 것이다.

또 다른 문제는 핵연료 재처리인데, 이는 새로 채굴하고 농축한 우라늄보다 상대적으로 비용이 더 많이 드는 경향이 있습니다.

하지만 이미 핵폐기물이 끊임없이 발생하고 있고, 이를 처리하는 것은 어차피 필요하기 때문에, 그 비용을 10,000만 년 이상 분해되지 않는 독성 폐기물을 처리하는 데 쓰는 대신 고속 원자로용 연료를 만드는 데 사용하는 것이 더 효율적입니다. 따라서 이 부분은 고속 원자로가 외면받던 1960년대와 1970년대와는 완전히 다른 상황입니다.

오클로는 이 문제를 직접 해결하기 위해 테네시 주에 16억 8천만 달러 규모의 첨단 연료 재활용 센터를 건설하기 시작했으며, 이 센터는 2025년 4월에 착공되었습니다.

미국에 저장된 9만 4천 톤의 사용후 핵연료를 재활용하여 얻을 수 있는 에너지는 약 1조 3천억 배럴의 석유에 해당하며, 이는 사우디아라비아의 석유 매장량의 5배에 달합니다.

오클로의 진행 상황 및 일정

SMR 축적

Oklo는 초기 SMR(소형 모듈형 원자로) 개발 기업 중 하나임에도 불구하고 NuScale과 같은 경쟁업체에 비해 발전 속도가 다소 느렸습니다. (SMR -6.28 %)이는 부분적으로 혁신적인 액체 금속 냉각 고속 원자로 기술 선택 덕분입니다.

그럼에도 불구하고, 해당 회사는 2027년 말이나 2028년 초까지 아이다호 국립 연구소(INL)에 첫 번째 75MW급 원자로를 배치할 것으로 예상하고 있습니다.

또한, 이 회사는 안정적인 전력 공급을 신속하게 확보하고자 하는 여러 기업들과 계약을 체결했습니다.

그중 하나는 Power Ohio가 Meta를 위해 추진하는 1.2GW 규모의 프로젝트입니다. 이 프로젝트는 데이터 센터 구축을 지원하는 동시에 오하이오 전력망에 연결되며, 민간 자금으로 조달되어 오하이오 전기 사용자에게는 추가 비용이 발생하지 않습니다. 또한 수년에 걸친 건설 및 운영 과정에서 수천 개의 일자리를 창출할 것으로 예상됩니다. 이 프로젝트는 2030년까지 첫 전력 생산을 시작할 예정입니다.

더욱 중요한 또 다른 프로젝트는 데이터 센터(AI 데이터 센터 포함) 운영업체인 Switch와의 12GW 규모 계약으로, 역사상 최대 규모의 기업 전력 계약 중 하나입니다. 이는 장기적인 계획으로, Oklo는 이 계약을 이행하기 위해 2044년까지 Aurora 발전소 프로젝트를 다수 건설할 예정입니다.

방사성 동위원소

SMR(소형 모듈형 원자로)이 장기적으로 회사 사업의 대부분을 차지하겠지만, 회사는 더 빨리 수익을 창출할 수 있는 "부수적인 사업"으로 의료용 방사성 동위원소를 추가했습니다.

방사성 동위원소 시장은 2026년까지 55.7억 달러 규모로 성장할 것으로 예상됩니다.

Oklo가 이 시장에 진출하기 시작한 것은 2024년 Atomic Alchemy를 25만 달러에 인수하면서부터입니다.

오클로는 2026년 1월 승인된 미국 에너지부 원자로 시범 프로그램(RPP)에 따라 방사성 동위원소 시범 플랜트를 건설하고 있습니다. 아직 발사 일정은 공개되지 않았지만, 이 플랜트를 통해 오클로는 소형 모듈형 원자로(SMR)에 사용할 핵연료로부터 수익을 극대화할 수 있을 것으로 기대됩니다.

핵반응을 이용한 동위원소 변환 기술은 의료 분야를 넘어 반도체/인공지능 산업 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 아토믹 알케미(Atomic Alchemy)의 기술은 특히 실리콘의 중성자 변환 도핑(NTD)을 통해 일부 실리콘 원자를 인 원자로 변환하는 데 중점을 두고 있습니다. 이 반응을 정밀하게 조정하면 기존 방식보다 더욱 정확하고 일관된 반도체 소재 도핑을 구현할 수 있는 새로운 방법을 개발할 수 있습니다.

희귀 동위원소는 상업용 방사성 동위원소 전력 시스템(RPS) 또는 "핵 배터리"에도 사용될 수 있으며, 오클로는 제노 파워(Zeno Power)와 이 분야에서 협력 관계를 맺고 있습니다. RPS는 우주 탐사선에 사용되며 해저 탐사 및 달 기지 건설에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

Oklo 투자 분석: 위험, 촉매 요인 및 전망

현재 많은 소형 모듈형 원자로(SMR) 기업들이 원자력 산업의 혁신을 주도하고 있습니다. 인공지능(AI)과 관련된 전력 수요 급증 덕분에 모든 SMR 기업들이 시장에서 환영받을 만한 기회를 찾을 수 있을 것으로 예상됩니다.

샘 알트만과의 연관성 때문에 인공지능 개발과 자주 연관되는 오클로(Oklo)를 비롯한 소형 모듈형 원자로(SMR) 기업들은 미국이 핵심 금속, 의약품, 방위 제품 등의 생산을 다시 활성화하려는 적극적인 노력과 같은 인공지능 관련 분야 외의 재산업화 노력에서도 혜택을 볼 것입니다.

같은 회사 뉴스스케일보다 전통적인 디자인을 택해 안전한 길을 택했고, 규제 당국의 승인을 더 빨리 얻을 수 있었습니다.

오클로와 같은 다른 회사들은 핵폐기물을 연료로 사용하는 고속 원자로를 선택함으로써 잠재적인 우라늄 부족 사태로부터 보호받으며 시장에서 틈새시장을 개척해 왔습니다.

예상보다 긴 지연 끝에 Oklo는 이제 중요한 규제 이정표를 통과하고 향후 몇 년 내에 첫 번째 SMR 배치 및 방사성 동위원소 생산을 위한 궤도에 다시 올랐습니다.

이렇게 하면 회사는 추가적인 자본 희석 없이 생산을 가속화할 수 있는 현금 흐름을 확보하거나, 주가를 충분히 높여 자본 희석을 최소화하고 투자자들이 주식을 더욱 신뢰하게 만들 수 있습니다.

Oklo(OKLO) 주식 관련 최신 뉴스 및 동향

다음에 오는 것

향후 24개월 동안 오클로의 기업 가치는 규제 준수, 첫 번째 원자력 발전소 건설의 주요 성과, 그리고 방사성 동위원소 판매를 통한 초기 수익 창출에 달려 있습니다. 오로라 초기 배치가 계획대로 진행된다면, 오클로는 유망한 원자력 기술 기업에서 실제 운영 단계로 전환하는 몇 안 되는 기업 중 하나로 자리매김할 수 있을 것입니다.

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