트럼프 대통령은 취임 직후, 미국의 에너지 안보의 중요성을 강조하며 에너지의 안정적인 공급을 통해 미국 제조업 경쟁력을 강화하겠다고 밝혔다. 그는 대외 에너지 의존도를 낮추고, 저렴하고 지속 가능한 에너지원의 공급을 통해 미국 경제를 활성화할 계획이라고 말했다. 이를 위해 트럼프 행정부는 에너지 관련 규제를 완화하며 원자력 발전을 적극적으로 지원하고 있다. 지난 정부부터 초당적 지지를 받은 소형모듈원자로(Small Modular Reactors, SMR)에 대한 투자가 지속 확대될 것으로 예상되며, 폐쇄된 대형 원전의 재가동 또한 활성화될 것으로 보인다. 나아가, 미국의 주요 빅테크는 최근 몇 년간 AI 개발과 연계해 데이터 센터의 안정적인 전력 공급을 위해 원자력에 투자하고 있다. 이처럼 미국 내 원자력 산업 시장이 확대되면서 향후 원전 설비 및 관련 서비스 수요가 증가할 것으로 보인다.

미 빅테크, 안정적인 AI 개발을 위해 원자력 에너지에 투자

미국의 주요 빅테크 기업들이 인공지능(AI) 개발을 위한 안정적인 에너지 공급을 확보하기 위해 원자력 에너지에 대한 투자를 강화하고 있다. 오픈AI의 샘 올트먼(Sam Altman)은 “인공지능은 풍부한 에너지원 공급을 바탕으로 탄생한다”고 언급하며 AI 시대에서 에너지원의 중요성을 강조했다. AI 기술의 발전에 필수적인 데이터센터는 24시간 안정적인 전력 공급을 필요로 한다. 이에 따라 빅테크 기업들은 안정적이고 지속 가능한 에너지 공급을 위해 막대한 자본을 원자력 발전에 투입하고 있다. 원자력은 대규모 에너지를 안정적으로 공급할 수 있는 능력을 갖추고 있으며, 탄소 배출이 거의 없기 때문에 환경적인 측면에서도 장점을 지닌다. 재생 가능 에너지원인 풍력과 태양광은 친환경적이지만 날씨나 기후에 따라 간헐적인 전력 공급 문제를 일으킬 수 있다. 반면, 원자력은 기후나 날씨와 관계없이 지속적인 전력 공급이 가능하며, 탄소 배출이 거의 없는 유일한 대체 에너지원으로 각광받고 있다. 이러한 특성 덕분에 많은 기업들이 원자력에 대한 투자를 확대하고 있다. 오픈AI의 샘 올트먼은 소형모듈원자로(SMR) 개발사인 오클로(Oklo)와 핵융합 기술 개발사인 헬리온(Helion)에 투자를 진행했으며, 다른 주요 빅테크 기업들도 원자력 발전에 대한 투자를 발표하고 있다.

아마존은 2024년 5월 탈렌 에너지(Talen Energy)로부터 펜실베니아주에 위치한 큐물러스 데이터센터 캠퍼스(Cumulus Data Center Campus)를 6억 5000만 달러에 인수했다고 발표했다. 해당 데이터센터는 인근 서스퀘한나(Susquehanna) 원자력 발전소에서 100% 전력을 공급받고 있으며, 아마존은 탈렌과 10년간 전력 구매 계약을 체결하여 안정적인 전력 공급을 지속적으로 받을 계획이다. 또한 아마존은 SMR(소형모듈원자로) 개발사인 엑스 에너지(X Energy)에 5억 달러를 투자하며, 워싱턴주의 전력공급사인 에너지 노스웨스트(Energy Northwest)를 통해 최대 960MW의 전력을 공급받을 예정이다. 이는 아마존의 데이터센터와 클라우드 서비스 운영에 중요한 전력 공급원으로 자리잡을 것으로 기대된다.

구글 역시 원자력 에너지에 대한 투자를 확대하고 있다. 구글은 SMR 기업 카이로스 파워(Kairos Power)와 계약을 체결하고, 500MW의 전력을 공급받기로 했다. 카이로스 파워는 2030년 첫 가동을 목표로 하고 있으며, 구글의 데이터센터 운영에 안정적인 에너지를 공급할 예정이다. 메타는 2030년대부터 1~4GW의 에너지를 공급할 개발사를 찾기 위해 제안요청서(RFP)를 공개한다고 발표했다. 이는 메타가 대규모 데이터센터를 운영하는 데 필요한 안정적인 전력 공급을 확보하기 위한 전략으로 해석된다. 이처럼 원자력 에너지는 향후 데이터센터 운영뿐만 아니라 AI 및 첨단 기술 산업의 발전에도 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.

<아마존이 탈렌에너지로부터 인수한 데이터 센터 전경>

[자료: Talen Energy]

미국 대형 원전 재가동 통해 전력 공급 확대

폐쇄된 대형 원자력 발전소들이 재가동을 통해 다시 전력 생산에 나서고 있다. 마이크로소프트(Microsoft, MS)는 가동이 중단된 스리마일섬(Three Mile Island) 원자력 발전소를 재가동하여 2028년부터 전력을 공급받을 계획이라고 밝혔다. 스리마일섬 원자력 발전소는 1979년 2호기에서 발생한 노심용융 사고로 전력 생산이 중단되었고, 1호기는 2019년까지 상업용 전력을 생산했으나 경제성이 떨어진다는 이유로 가동을 중단했다. MS는 스리마일섬 1호기의 소유 업체인 콘스텔레이션 에너지(Constellation Energy)와 20년간 전력 공급 독점 계약을 체결하고, 원전에서 생산되는 전력을 자사의 데이터센터에 공급받을 계획이다. 이를 통해 MS는 안정적이고 지속 가능한 에너지 공급원을 확보하게 된다. 콘스텔레이션 에너지는 스리마일섬 원자력 발전소의 재가동을 위해 16억 달러를 투자할 예정이다.

미국 미시간주에 위치한 팰리세이드(Palisades) 원자력 발전소는 2025년 10월 재가동을 앞두고 있다. 이 발전소는 과거 경제적 이유로 조기 폐쇄됐으나, 최근 미국 정부가 재가동을 위한 지원에 나섰다. 미정부는 2024년 9월, 팰리세이드 원전 재가동을 위해 총 152억 달러 규모의 차관을 승인한 바 있으며, 2025년 3월에는 에너지 기업 홀텍(Holtec)이 추진하는 재가동 사업에 5700만 달러의 대출 지원을 확정했다. 크리스 라이트(Chris Wright) 에너지부 장관은 성명을 통해 "이번 대출 지원은 트럼프 대통령의 공약에 따라 미국의 에너지 생산량을 확대하고 에너지 안보를 강화하기 위한 조치"라고 밝혔다.

미국에서는 새롭게 건설된 대형 원전도 가동을 시작했다. 2024년 4월, 조지아주 보글(Vogtle) 원자로 3, 4호기가 상업용 가동을 시작했다. 보글 3,4호기는 1996년에 건설된 와츠바(Watts Bar) 1호기 이후 28년 만에 새롭게 건설된 원자로로 미국 내 가장 큰 원자로로 평가된다. 보글 원자로는 향후 60~80년간 조지아주에 전기를 공급할 예정이다. 화려한 외형과는 달리, 보글 원자로의 건설은 예정보다 지연되고 비용도 크게 증가하여, 한때 업계 전반에서 우려를 사기도 했다.

향후 미국에서는 노후 원전의 운전 허가 기간을 연장하여 원전을 지속적으로 운영하는 '계속 운전(Long-Term Operation, LTO)' 사례가 증가할 것으로 보인다. 현재 미국 내 상업 운전 중인 원자로는 92기이며, 이 중 절반이 40년 이상 가동 중이다. 반면, 가동 기간이 30년 미만인 원자로는 3기에 불과하다. 미 에너지부는 기존 원자력 발전소의 조기 폐쇄 방지를 위해 60억 달러 규모의 민간 원전 융자 프로그램(Civil Nuclear Credit Program)을 도입했다. 이 프로그램을 통해 2024년에 폐쇄 예정이었던 디아블로 캐년 발전소(Diablo Canyon Power Plant)는 11억 달러의 크레딧 지급을 확정받아 운영 기간이 연장되었다. 이러한 계속 운전 사례는 노후 원전의 안정적인 운전 기간을 늘려주는 동시에, 신규 원전 건설의 비용 부담을 덜어주는 역할을 하고 있다.

<미국에서 운영중인 원자로 운전 년수 동향>

[자료: Nuclear Regulatory Commission]

미국의 에너지 패권

현재 원자력 발전소를 건설할 수 있는 기술을 보유한 국가는 미국, 한국, 중국, 러시아, 프랑스이다. 러시아와 중국은 최근 글로벌 원전 시장에서의 점유율을 확대하기 위해 노력하고 있으며, 미국 내에서는 이를 견제하려는 움직임이 나타나고 있다. 일례로, 자국 원자력 산업에 대한 지원 정책은 미국 내에서 초당적인 지지를 바탕으로 강력하게 추진되고 있다. 선진 원자로 개발의 승인 및 현장 배치 기간 단축, 원자력 분야에서의 국가 간 협력 강화 방안 등이 담긴 법안인 원자력 발전 촉진 법안(Advance Act)은 2024년 7월 상원을 통과했다. 트럼프 대통령 취임 이후에도 원자력 발전을 장려하는 기조는 지속되고 있으며, 트럼프 대통령은 신임 에너지부 장관으로 SMR 개발사인 오라클의 임원 출신인 크리스 라이트를 임명하여 원자력 발전 분야의 지원을 이어가고 있다. 트럼프 대통령은 지난 2월 SMR의 가동, 폐쇄 원전의 재운영 등의 정책을 자문하는 국가에너지지배위원회(National Energy Dominance Council)의 설립에 관한 행정명령에 서명하기도 했다. 이처럼 미국 내 원자력 분야에 대한 정책적 지원은 규제 완화 및 인허가 절차 간소화 등의 방식을 통해 더욱 속도감 있게 추진될 것으로 예상된다.

시사점

미국 에너지부는 지난해 11월, 원자력 에너지 생산량을 현재의 100GW에서 2050년까지 300GW 수준으로 확대하겠다는 목표를 발표하며 이를 위한 구체적인 프레임워크를 제시했다. 이 목표를 달성하기 위해 대형 원전의 지속적인 운영과 함께, SMR 기술 개발에 더욱 박차를 가할 것으로 전망된다. 

미국은 정치적, 안보적 이유로 중국과 러시아와의 협업을 배제할 가능성이 높아, 미국은 한국과 협업할 가능성이 높다. 한국은 풍부한 경험과 고도의 기술력을 바탕으로 원전 설계, 건설, 운전 및 운영 등 이미 세계적으로 원자력 산업 전반에 걸친 우수한 기술을 보유하고 있다. 특히, 원전의 계속 운영, 폐쇄된 원전의 재가동을 위한 설비 공급 및 운영, 정비 등 원전운영 전 주기에 걸쳐 튼튼한 공급망을 구축한 한국 기업들은 앞으로 더욱 많은 기회를 얻을 것으로 예상된다. 컨설팅사에 근무 중인 A 씨는 KOTRA 뉴욕무역관과의 인터뷰에서 “미국의 원자력 산업에 대한 정책적 지원과 규제 완화는 우리 기업에게도 유리할 것으로 보여 진출 기회가 확대될 것으로 전망한다”라고 말했다. 그는 “대형 원전은 보수적인 시장으로 진입이 쉽지 않은 것처럼 보일 수 있으나 미국의 노력만으로 원전 운영이 어렵기 때문에 반드시 기회가 있을 것”이라고 덧붙였다.

한편, 현재 활발히 개발 중인 SMR 기술 개발 과정에서도 한국과 미국 간의 협력이 기대되고 있다. 라이트 에너지부 장관은 “미국의 원자력 르네상스가 이제 시작된다”며 “SMR 개발을 위해 9억 달러를 투입할 예정”이라고 밝혔다. 현재 미국에서 개발 중인 21종의 SMR 중, 뉴스케일 파워의 SMR 기종은 미국 원자력 규제위원회(NRC)로부터 표준설계 승인을 받았다. 미국은 폐쇄된 석탄발전소 부지를 SMR 발전소로 전환할 계획을 추진하고 있으며, 부지 확보 절차를 간소화하고 해외 자본의 투자도 유치할 것으로 보인다. 이는 주 기기 제작, 설계 참여 등의 기술을 보유하고 있는 우리 기업에는 기회로 작용할 것으로 보인다.

자료: Wall Street Journal, Bloomberg, Washington Post, CNBC, Reuter, CNN, Nuclear Regulatory Commission, Nuclear Newswire, World Nuclear News, Nuclear Energy Institute, Talen Energy, Constellation Energy, KOTRA 뉴욕 무역관 자료 종합