저렴하게 많은 양의 전기를 생산할 수 있는 시설임에도 불구하고, 방사능 등을 비롯한 문제로 원자력 발전소는 많은 사람에게 기피돼 왔다. 원자력 기술과 산업의 선구자였음에도 불구하고, 미국은 오랜 시간 동안 새로운 원전을 짓지 않아 올 연 내 가동될 것으로 전망되는 Vogtle 3·4호기가 30~40여 년만의 신규 원전이 됐다.

하지만 그 와중에도 기존 대형 원자로의 한계(안정성 확보를 위한 부지의 크기, 냉각을 위한 수원 인접성 등)를 해결하기 위한 차세대 원자로에 대한 연구 개발은 진행되고 있었고, 이제 인류의 피부로 체감할 수 있게 된 기후위기 속에서, 탄소 감축을 위한 인류의 해결책으로 원전이 다시 부상했다. 무탄소 발전원으로 원자력이 다시 주목받는 가운데, 연이은 기존 원전의 수명 연장 계획과 소형 모듈형 원자로(Small Modular Reactor) 등 차세대 원자로 시공 계획 등이 발표되고 있는 미국 현지 업계 상황과 한국 기업의 진출 가능성 파악을 위해 워싱턴 무역관은 원자력 업계 포럼에 참가했다.

포럼 개요

<Advanced Reactors Summit X 개요>

[자료: Advanced Reactors Summit X 웹사이트]

미 원자력산업협의회(United States Nuclear Industry Council)가 주최하는 Advanced Reactors Summit X가 2023년 6월 20일부터 23일까지 4일간 개최됐다. 올해로 10번째를 맞이한 이번 포럼은 원자력 발전 업계 관계자뿐만 아니라 국책연구소, 미 정부 규제당국, 벤쳐캐피탈리스트 등 원전의 시작부터 종료까지 라이프 사이클의 전 단계의 관계자들이 모여 원자력 발전의 미래와 확대 방안 등을 논의했다.

이번 포럼은 업계 관계자들의 자유로운 네트워킹을 위한 전야제(20일)와 본 포럼(21~22일), 이번 회의를 호스트한 노스캐롤라이나주의 주요 원자력 현장 답사(23일)로 이뤄졌다. 또한 21일 저녁에는 포럼의 주 테마인 업계의 'Trailblazer'에 대한 수상식이 열려 다시 새롭게 달리는 미국 원자력 업계의 선구자, 개척자들을 기념하는 행사가 있었다.

<포럼 입구를 장식한 스폰서 리스트>

[자료: KOTRA 워싱턴 무역관 촬영]

<포럼 현장>

[자료: KOTRA 워싱턴 무역관 촬영]

어느새 현실로 다가온 소형 모듈형 원자로(SMR)

소형 모듈형 원자로는 기존 대형 원전의 발전 용량과 크기를 줄인 형태의 원자로이다. 대형 원전 대비 발전 효율성은 떨어질 수 있으나, 전력 수요가 작고 도심에서 멀리 떨어져서 송전 비용이 높은 원격지 등에 설치해 안정적으로 전력을 공급할 수 있다. 게다가 기존 원전 대비 작은 부지 요구와 공장식 제조 과정으로 인한 낮은 건설 단가와 부지 선정의 상대적 자유로움(소형임에 따라 냉각수 문제가 적어 기존 원전과 달리 강가나 해안 지형 불필요)으로 지형이나 비용의 문제로 건설할 수 없던 국가(지역)에도 건설이 가능하다. 게다가 태양광 등 신재생 에너지는 일조량 등에 따라 발전량이 일정하지 않은데, 이런 신재생 에너지의 문제를 보완하고 안정적인 전력 공급을 위한 에너지 그리드의 구성요소로써도 SMR이 각광받고 있는 상황이다.

이번 포럼에서의 가장 큰 소식은 모듈형 원자로 공장의 건립 발표였다. 이번 포럼의 최대 스폰서로 참석한 Ultra Safe Nuclear社(USNC)에서 앨라배마주 Gadsden에 자사의 초소형 모듈형 원자로(Micro Modular Reactor) 공장을 설립하기로 했다는 것을 포럼 첫 날이었던 21일 발표했다. 2027년 완공 예정인 해당 공장에서는 USNC가 전 세계에 전개할 MMR을 모듈 형태로 생산할 예정이다.

<USNC의 MMR 공장 조감도>

[자료: USNC 홍보자료]

USNC뿐만 아니라 다양한 기업에서 자사의 모듈형 원자로 개념과 개발 진행 현황을 공개했다. 포럼에서는 빌 게이츠가 설립하고 SK가 투자한 것으로 유명한 테라파워(TerraPower)의 나트륨 용융염 원자로의 개발 진행 현황을 비롯, 카이로스파워(Kairos Power)의 헤르메스 원자로의 실험 원자로 계획 등이 소개됐다. 뉴스케일은 아예 한국의 두산에서 자사의 모듈형 원자로를 제작하는 모습을 담은 동영상을 재생했다. 웨스팅하우스는 자사의 대형 원자로 기술을 활용한 SMR인 AP300을 소개하면서 2030년까지 전개(deploy)가 가능할 것이라 발표했고, X-energy는 포럼장 바깥에서 자사의 SMR의 구조 등을 VR로 체험할 수 있는 부스를 꾸몄다.

다양한 기업에서 발표된 SMR 개념 중 흥미로웠던 것은 CorePower의 개념이었다. 부유형 발전소에 대한 연구개발을 진행 중인 해당 기업은 조선 기술과 유휴 중인 독 등을 활용해서 SMR 생산 시 생산 비용과 고객 리드 타임을 절감할 수 있을 것이라고 보고 있었다. 해당 개념이 상용화된다면, 원자력 강국이자 조선 강국인 한국이 수주에 유리한 고지를 선점할 수 있을 것으로 보인다.

발전업계 외에서도 구애하는 SMR 및 관련 기술

발전업계만 SMR을 주목하는 것은 아니다. EU에서 제조 과정에서 발생한 탄소에 대해 추가적인 세금을 징구하는 등, 전 세계적인 탄소감축 추세로 인해 산업계에서도 SMR의 도입을 집중적으로 연구하고 있었다. 현재 제철 과정에서 전기로를 사용하고 있는 Nucor는 '저탄소 청정 철강'의 생산을 위해 제철소에 뉴스케일사의 SMR을 설치할 계획임을 이번 포럼에서 발표했다. 

마이크로소프트도 원자력을 활용해 자사 데이터센터의 탄소발자국을 감축할 계획이다. 화학기업인 DOW도 현재 생산 등에 소요되는 전력을 2050년까지 X-energy와 협력을 통해 원자력으로 대체하는 것을 목표로 하고 있으며, 원자력 발전의 부산물인 블루수소(blue hydrogen)의 활용을 통한 추가적인 탄소감축 방안도 모색하고 있었다.

미국의 대표적인 발전사 중 하나인 Duke Energy도 원자력을 활용한 청정수소 생산에 주목했다. 휘발유·디젤을 대체할 수 있는 유망 연료이자 각종 산업에서 촉매 등으로도 활용될 수 있는만큼 수소의 활용성은 무궁무진한데, 이 중 생산과정 속에서 가장 탄소가 배출되지 않는 것은 원자력을 활용한 생산이다. 탄소 넷제로 시대, 수소경제를 이끌 중심축으로써도 원자력이 필요한 것이다.

이 외에도 원자력 발전에서 필연적으로 발생하는 열에너지를 활용하는 개념도 소개됐다. 이 중 하나는 열핵추진 로켓 기술로, 기존 화학 추진제를 쓰는 로켓보다 2배에서 3배 정도 추진 성능이 높다고 이날 포럼에서 발표됐다. NASA는 화성 임무를 위해 열핵추진 기술을 개발하고 있는 것으로 알려졌다.

정부의 지원과 함께... 미국 원자력 기상도 '맑음'

이번 포럼은 미국 에너지부나 원자력규제위원회 등에서도 참석, 원자력 산업에 대한 미 정부 차원의 높아진 관심을 느낄 수 있었다. 현재 미국은 인프라법, 인플레이션감축법 등을 통해 원자력 산업계에 다양한 보조금을 지급하고 있다. 보조금은 발전량에 비례해 제공되는 무탄소 에너지 생산세액 공제 외에도 차세대 원자로의 연구개발과 개념 실증을 위한 R&D 지원 사업, Vogtle 등 원자력 발전소 운영을 위한 융자도 포함된다.

원전 수출 관련해서도 미국 정부의 적극적인 움직임이 포착됐다. 원자로 수출의 가장 큰 장벽들인 인허가와 수출금융 관련해서 규제 위원회와 미 수출입은행 등이 업계와 협력하고 있음을 포럼에서 직접 밝힌 것이다. 특히 수출입은행은 은행장인 Reta Jo Lewis가 포럼에 직접 참석, 미국 원자력 업계 수출진흥을 위한 금융 지원예시로 폴란드와 루마니아의 사례를 소개했다. (이날, 폴란드와 루마니아의 관계자도 포럼에 참가했다)

지난 30여 년간, 미국에서는 신규 원전 건설이 없었고, 이는 미국 내 원자력 생태계의 침체로 이어졌다. 포럼에서 만난 감리업체 대표 R씨는 이런 생태계 문제가 이번 Vogtle 원자력 발전소 3·4호기 건설에서 겪었던 예산 초과, 공사 지연 등으로 이어졌다고 KOTRA 워싱턴 무역관에 의견을 주었다. 이런 인식을 공유한 것일까, 이날 참석한 에너지부 담당자는 이번 Vogtle 원자력 발전소 증설에서 “많은 교훈을 얻었다”라며 이번에 다시 활성화된 미 원자력 생태계를 활용, 유지하기 위해 관련 사업이 꾸준히 지속돼야 한다는 견해를 밝혔다.

공급망 문제와 인력 문제는 '걸림돌'

생태계가 어느 정도 복원됐음에도, 이날 모인 업계 관계자들은 공급망이 문제라는 인식을 어느 정도 공유하고 있었다. 러-우 사태로 인한 원자력 연료 공급 문제뿐만 아니라 ‘원전등급(grade)’ 배관 등 각종 기자재 확보가 원활하지 않다고 했다. 특히 원자력 외에도 미국 내 다양한 에너지 인프라 프로젝트가 시행됨에 따라 강철, 시멘트 등 확보가 앞으로도 문제가 될 것으로 패널들은 예측했다. 패널들은 영국, 일본 등과의 협력을 통해 공급망의 빈칸을 채울 수 있을 것으로 기대했다.

인력 문제도 심각한 것으로 보였다. 한동안 신규 원자력 프로젝트가 없어 원자력 엔지니어를 지망하는 인력이 없어서 생긴 문제로 운용 인력 등의 확보가 난해해진 것으로 보인다. 아울러 특수 용접 인력이 부족해 건설 과정에서의 지연도 심심치 않게 발생하는 것으로 알려졌다. 그래서인지 이번 포럼에서는 원자력 운용 인력 전문 교육 회사 등 HR 회사들도 참석, 네트워킹에 열을 올렸다.

원전 강국 코리아, 한국 기업들 활동 '활발'

한국 기업들도 이번 포럼에 직간접적으로 참가했다. 먼저 SK의 자회사인 Plutus Capital이 포럼 2일 차에 참석, 테라파워를 비롯한 SK의 에너지 관련 투자를 소개했다. 또한 뉴스케일은 두산 에너빌리티에서 제조되는 자사의 SMR 부품 동영상을 재생하고, Holtec도 SMR의 현지 조립 등 시공을 현대건설과의 파트너쉽을 통해 해결하고 있음을 언급했다.

<Advanced Reactors Summit X에서의 SK 발표 장면>

[자료: KOTRA 워싱턴 무역관 촬영]

대기업들 외에도 원자력 관련 기술 개발 스타트업인 B사도 포럼에 참석해 업계 관계자들에 자사의 기술을 소개했다. 이를 통해 한국 기업들이 원천기술 개발부터 부품 제작, 원전 건설, 파이낸싱까지 원자력 가치사슬 전 분야에 걸쳐 활발하게 활동하고 있음을 알 수 있었다.

포럼에서 만난 현지 업계 관계자들도 전반적인 원전 공급망 문제를 언급하며 한국 기업에도 기회가 있을 것으로 전망했다. 특히 단조(forging)나 센서류 기업은 오랜 시간 동안 주목해 왔다고 덧붙였다. 단, EPC인 K사의 담당자는 “공급망 참여 기회는 열려있지만, 아직 업계에서 한국산 부품에 대한 레퍼런스가 많지는 않다”라며 레퍼런스를 먼저 높이는 게 우선이라는 조언을 해줬다. 또한 엔지니어링 회사인 C사의 담당자는 개별 기업 차원에서의 글로벌 공급망 편입을 위해서는 영어 구사 인력 확충 등이 좀 더 필요할 것 같다는 의견을 주었다.

시사점 - 글로벌 원자력 공급망 동참, 선택 아닌 필수

코로나19, 러-우 사태, 중국과의 경쟁 등 일련의 사태를 통해 미국은 세계화 시대에서의 공급망 분업이 가져다줄 수 있는 위협을 인지했다. 하지만 지구상 그 어느 국가도 홀로 공급망을 완성할 수 없다. 원자력 산업에서도 이는 마찬가지로, 이에 따라 미국은 캐나다, 영국, 일본 등 다양한 국가와 협력하며 원자력 공급망을 보완하고 있다. 한국의 시공 능력과 공업력도 글로벌 원자력 공급망 구성에 필요한 중요 능력 중 하나임은 분명한 만큼, 이들 국가와의 협력은 SMR로 인해 빠르게 확대될 글로벌 원전 시장 진출에 중요한 이정표가 될 것이다.

미국 원전 업계는 극도로 보수적인 것으로 알려져 있다. 이번 포럼의 한 참석자는 KOTRA 워싱턴 무역관과의 인터뷰에서 미 원자력 업계의 큰손인 S사조차도 원활한 비즈니스 네트워킹을 위해 모든 원자력 행사에 참석한다며 대면 네트워킹 행사 참석의 중요성을 강조했다. 앞서 레퍼런스를 높이는 것을 주문한 K사 담당자는 한국 기업들이 이번 포럼과 더불어 미 원자력학회(American Nuclear Society)에서 8월 6일부터 9일까지 플로리다에서 개최할 UWC 2023에 참석하면 글로벌 공급망 편입을 위한 레퍼런스 제고에 큰 도움이 될 것이라고 진심 어린 조언도 해주었다.

이번 포럼의 가장 큰 장점은 원자로 개발사뿐만 아니라 EPC, 에이전트, 컨설턴트뿐만 아니라 잠재 고객, 재무적 투자자까지 원전 가치사슬 전 단계의 주요 관계자가 모두 참석했다는 것이었다. 이런 다양한 관계자와의 교류를 통해 기술 개발 등 업계 동향뿐만 아니라 정책 방향 예측, 투자 유치까지 거의 모든 것이 이번 포럼에서 가능했다. 이런 행사의 적극적인 참가가 한국 기업의 세계 원전 시장 진출 확대에 좋은 기회가 될 것으로 보인다. 앞으로 이번 포럼뿐만 아니라 전 세계에서 열리는 각종 원자력 행사에서 한국 기업을 직접 만날 수 있길 바란다.

자료: 미국 Advanced Reactors Summit X 웹사이트, USNC 웹사이트, 기타 KOTRA 워싱턴 무역관 자료 종합