미국은 지난해 12월 ‘제 28차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP 28)’에서 한국, 일본, 프랑스, 네덜란드 등 22개국과 함께 2050년까지 세계 원자력 발전 규모를 2020년 대비 3배 확대 하는데 적극 협력 할 것임을 선언한 이후 지난 5월 기존 발전소 운영 연장 및 차세대 원자력 기술에 대한 자금 지원, 원자력 공급망 및 전문 인력 강화 등 신규 조치 발표를 통해 원자력 산업 발전을 위한 구체적인 방안을 마련한 바 있다. 이어 7월에는 원자력 발전 배치 가속화를 목표로 하는 초당적 법안인 ‘원전 배치 가속화 법안(ADVANCE Act, Accelerating Deployment of Versatile, Advanced Nuclear for Clean Energy)’에 서명하며 원자력 발전을 통한 에너지 안보 강화와 탄소 중립 달성 목표를 구체화했는데, 이처럼 원자력 산업 부흥을 위한 미국의 노력이 점차 본격화되는 가운데 최근 미국은 원자력 발전의 핵심 연료인 우라늄에 주목하며 우라늄 의존도 감소를 위한 공급망 확충에 주력하고 있다.

미국, 안정적인 무탄소 전원인 ‘원자력’ 재조명

미국은 지난해 4월 약 30여년만에 신규 가동된 보글(Vogtle) 원자로 1,2,3,4기를 포함해 현재 총 94기의 상업용 원자로를 통해 전체 전력의 약 18%를 충당하는 세계 최대 원전국가다. 하지만 2011년 후쿠시마 원전 사고를 계기로 국제사회에 불어닥친 탈원전 바람에 더해 원전 노후화에 따른 경제성 저하에 따라 가동 원자로수는 지속 감소 추세로, 미국에서 2013년부터 2023년 사이에만 총 13개의 원자로가 폐쇄된 것으로 알려졌다. 하지만 최근 산업 전반의 전기화 트렌드와 AI, 데이터센터발 전력 수요 증가, 탄소중립 목표 달성을 위한 전력 부문 탈탄소 기조 강화에 따라 안정적인 무탄소 전원인 원자력에 대한 관심이 재조명 되고 있다.

이를 증명하듯, 미국 에너지부는 지난 3월 이미 폐쇄된 미시간주 팰리세이드 원전에 대해 15억 2천만달러의 조건부 대출 지원을 결정하며 원전 살리기에 나섰다. 팰리세이드 원전은 노후화에 따른 운영 비용 증가 및 경제성 악화로 지난 2022년 가동이 전격 중지되었는데, 이번 대출 지원과 미시간주의 3억 달러 보조금 등에 힘입어 2025년 말까지 재가동을 목표로 하고 있다. 또한 바이든 행정부는 이에 앞선 2022년 4월, 폐쇄 위기에 처한 원자력 발전소에 60억 달러를 지원해 운영을 지속할 수 있도록 돕는 프로그램을 시작했으며 같은 해 8월 통과된 IRA(인플레이션 감축법)에서는 2032년 까지 기존 원전에서 생산된 전력에 대해 메가와트시(MWh)당 3달러에서 최대 15달러의 생산세액공제(Section 45U) 제공을 약속하기도 했다.

원자력 핵심연료 ‘우라늄’, 공급차질에 따른 가격 상승세

기후위기 대응을 위한 전세계적인 원자력 산업 부흥 노력에 따라 중국과 인도를 중심으로 신규 원전 건설이 활발하게 진행되고 있으며, 전세계적으로는 약 60기의 신규 원자로가 건설 중인 것으로 알려져있다. 현재 건설 중인 신규 원자로의 본격적인 가동 시작에 따라 우라늄 수요는 더욱 확대될 전망이다. 세계원자력협회(World Nuclear Association)에 따르면 지난해 약 65,650톤 수준이었던 글로벌 우라늄 수요는 2030년에는 약 83,840톤, 2040년에는 약 130,000톤 수준까지 증가할 것으로 추정된다.

<글로벌 우라늄 생산 및 수요 변화 추이>

[자료: Financial Times(2024.7.)

이 같은 수요 증가 전망에도 불구하고, 우라늄 공급량은 채산성 악화로 인한 기존 광산의 생산 중단과 신규 광산 개발 지연, 지정학적 이슈 등으로 인해 쉽게 늘지 않고 있는 상황이다. 이로 인한 수급 불균형이 심화되면서 작년 말부터 우라늄 가격 상승폭은 가팔라지는 추세를 보이고 있다. 실제로 최근 1년 동안 우라늄 가격은 약 50% 상승했으며, 올해 1월에는 현물 가격 기준으로 파운드당 100달러를 돌파하며 17년 만에 최고치를 기록하기도 했다.

<우라늄 현물 가격 변화 추이>

(단위: U$/파운드)

[자료: Cameco(2024.8.)]

미국, 우라늄 자체 광산 생산 확대 중

한편, 원자력 발전량 증가에 따른 신규 수요와 글로벌 우라늄 공급망에서 심화되고 있는 불확실성에 대비하기 위해 미국은 올해 들어 우라늄 생산량을 늘리고 있다. 미국 에너지정보청(EIA)에 따르면 미국은 올 1분기에 82,000파운드의 산화우라늄을 생산했는데, 이는 2023년 전체 생산량을 상회하는 수치다. 2011년 후쿠시마 원전사고 여파에 따른 우라늄 가격 폭락으로 사실상 방치 상태에 있었던 우라늄 채굴 산업 또한 최근 재기의 움직임을 보이고 있으며, 블룸버그(Bloomberg)통신은 텍사스, 와이오밍, 애리조나, 유타주에서 우라늄에너지(Uranium Energy), 에너지퓨얼(Energy Fuels), 유어에너지(Ur-Energy) 등 최소 5개의 우라늄 채굴 업체가 최근 생산 활동 재개를 위한 준비에 돌입했다고 전했다.

<’50~’24년 미국의 연간 우라늄 생산량 추이>

(단위: (좌)백만 파운드, (우) 천 파운드)

[자료: EIA(2024.8.)]

우라늄 수입 의존도 감소를 위한 미국 정부의 움직임

지난해 미국은 자국 내 원자력 발전소에서 사용하는 대부분의 우라늄을 해외에서 수입했다. 그 중 캐나다산 우라늄이 전체의 26%로 가장 큰 비중을 차지했으며, 카자흐스탄과 호주산 우라늄이 각각 21%씩으로 그 뒤를 이었다. 반면, 미국 내에서 생산된 우라늄은 전체 구매량의 5%에 불과했으며, 러시아와의 긴장 고조와 서방국가들의 대러시아 제재에도 불구하고, 러시아산 우라늄은 여전히 미국 우라늄 구매량의 12%를 차지하며 상당한 비중을 유지하고 있는 것으로 조사되었다.

<’20~’23년 미국 민간 원자력 발전소의 원산국별 연간 우라늄* 구매량 추이>

(단위: 천 파운드, %)

[자료: EIA 2023 Uranium Marketing Annual Report(2024.6.)]

*주: 산화우라늄(U3O8) 등가량(equivalent) 기준

그러나 미국이 자체 우라늄 공급망 구축에 적극적으로 나서기 시작함에 따라 미국의 우라늄 수입 의존도는 점차 낮아질 것으로 전망된다. 지난 5월 13일, 바이든 대통령은 러시아나 러시아 기업이 생산하는 저농축 우라늄(low-enriched uranium, LEU)의 미국 수입을 금지하는 내용을 골자로 하는 초당적 법안인 ‘러시아 우라늄 수입 금지법(H.R.1042, Prohibiting Russian Uranium Imports Act)’에 서명했다. 뒤이어 6월에는 미국 에너지부(DOE)가 미국 내 우라늄 농축 및 핵연료 생산 능력을 확장하기 위해 국내 공급업체를 대상으로 최대 27억 달러 상당의 저농축 우라늄을 구매하기 위한 입찰 제안 요청서를 발행하기도 했다. 이와 같은 조치들로 인해 미국은 앞으로 자체 우라늄 공급망을 강화함으로써 에너지 안보를 더욱 확고히 할 전망이다.

시사점

탄소중립 목표 달성을 위해 세계 각국이 원자력 발전을 다시 주목하고 있는 상황 속에서 우라늄에 대한 수요는 앞으로 더욱 증가할 전망이다. 세계 최대의 원자력 발전 국가인 미국은 증가하는 수요에 대비하기 위해 자국 내 우라늄 채광량 확대 및 우라늄 농축 시설 확보를 통해 우라늄 공급망 안정화에 주력할 것으로 보인다.

한국은 2023년 기준 총 발전량 중 원전 비중이 31.5%로, 미국보다 훨씬 높은 원전 의존도를 보이고 있다. 따라서 안정적인 우라늄 공급망 확보는 우리에게도 필수적이며, 이를 위해 원전 공급망을 강화하고 있는 미국의 협력이 중요하다. 특히 우리나라는 높은 원전 기술력을 바탕으로 미국과 상호 이익을 도모할 수 있는 다양한 협력방안 모색이 필요한 상황이다. 지난 4월 한수원과 미국 우라늄 농축 공급사인 센트러스 에너지(Centrus Energy)간의 양해각서(MOU) 체결은 그 일환으로, 앞으로 미국에서 추진되는 민간 농축 우라늄 시설 또는 우라늄 광산 신규 개발에 전략적으로 참여하는 방안 등을 적극 고려하여 한국의 에너지 안보를 더욱 공고히 할 수 있는 방안을 마련해야 할 것이다.

자료: Financial Times, Cameco, EIA, U.S. DOE, World Nuclear Association, KOTRA 달라스무역관 자료 종합