AI 시대의 에너지 혁명 : SMR(전력 게임 체인저)으로 미래를 밝히다.

AI 시대의 에너지 혁명 : SMR(전력 게임 체인저)으로 미래를 밝히다.

2024.03.17 - [슬기로운 투자 생활/News & 찌라시] - 산업통상자원부 주요 일정 & 보도 자료

AI의 전력 소비 폭발, SMR로 해결하자

최근 AI 산업의 급격한 성장과 함께 글로벌 빅테크 기업들이 대규모 데이터센터 설립에 나서면서 전 세계 전력 수요가 폭발적으로 증가하고 있습니다. 국제에너지기구(IEA)의 보고서에 따르면, 전 세계 전력 수요는 2026년까지 연평균 3.4% 증가할 것으로 예상됩니다. 특히 AI와 데이터센터, 암호화폐 분야의 전력 소비량은 2022년 약 460TWh에서 2026년 1000TWh를 넘어설 전망입니다. 이는 일본이나 네덜란드, 스웨덴 같은 국가가 1년 동안 사용하는 전력량과 맞먹는 규모입니다.

IEA는 구글 검색 엔진에 AI가 완전하게 구현돼 Chat GPT가 구글 검색을 대체할 경우 에너지를 10배 더 소비할 것이라고 분석했습니다. 구글을 검색할 때 한 건당 0.3Wh를 사용하는 반면, Chat GPT를 사용하면 건당 2.9Wh의 전력을 소비하게 됩니다. 이는 일일 100억 건의 검색이 이루어질 경우, 연간 10TWh의 추가 전력 수요를 발생시킵니다. 이러한 전력 수요 증가에 대비해 빅테크 기업들은 데이터센터 증가에 따른 전력 확보 전쟁에 사활을 걸고 있으며, 이들에게 주목받는 새로운 에너지원이 바로 SMR(Small Modular Reactor)입니다.

왜 SMR에 주목하는가?

태양광이나 풍력 같은 기존 재생에너지는 생산 효율이 낮고 간헐성이 높아 데이터센터가 요구하는 엄청난 전력을 감당하기 힘듭니다. 기후 위기에 대응하기 위해 탄소 중립이 시급한 상황에서, 이산화탄소 배출량이 높은 석탄화력발전이나 LNG 발전을 사용할 수도 없습니다. 이 때문에 탄소 배출량이 적고 에너지 생산 효율이 높은 원자력이 다시 조명되고 있습니다. 그중에서도 차세대 원전으로 기대받고 있는 SMR은 기존 대형 원전 대비 안전성과 유용성, 경제성 측면에서 월등해 AI 시대 전력 전쟁의 게임 체인저로 급부상하고 있습니다.

오픈AI의 창업자 겸 최고경영자 샘 올트먼은 "향후 인류가 AI 시스템을 유지하기 위해서는 엄청난 양의 에너지가 필요하고, 이 같은 에너지 수요를 감당하려면 핵분열과 핵융합 등 원자력발전이 필수적이다"라고 강조했습니다.

SMR 정의와 활용

SMR(Small Modular Reactor)은 소형 모듈식 원자로로, 기존의 대형 원자력 발전소에 비해 소규모로 설계되어 있는 차세대 원자로입니다. SMR은 전통적인 원자력 발전소와 달리 모듈 단위로 제작되어 현장에서 조립이 가능하며, 이에 따라 건설 기간과 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 이뿐만 아니라, SMR은 다양한 용도로 활용될 수 있어 미래의 에너지 시장에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

SMR의 주요 특징

1. 안전성: SMR은 대형 원자로에 비해 크기가 작아 사고 시 영향 범위가 제한적이며, 최신 기술을 적용해 안전성을 크게 향상시켰습니다.
2. 경제성: 모듈식 설계로 인해 건설 비용과 기간을 크게 줄일 수 있어 경제적입니다. 또한, 수요에 따라 유연하게 확장할 수 있는 장점이 있습니다.
3. 환경 친화성: 탄소 배출이 적고 폐기물이 적어 친환경적입니다. 이는 기후 변화에 대응하기 위한 탄소 중립 목표 달성에 기여할 수 있습니다.
4. 다양한 용도: 전력 생산 외에도 해수 담수화, 지역 난방, 산업용 열 공급 등 다양한 분야에서 활용될 수 있습니다.

SMR의 활용 분야

• 전력 생산: 소규모 전력망 지역이나 대규모 발전이 어려운 지역에서 안정적으로 전력을 공급할 수 있습니다.
• 산업용 열 공급: 산업 공정에 필요한 고온 열을 안정적으로 제공할 수 있습니다.
• 해수 담수화: 해수를 담수화하는 데 필요한 에너지를 효율적으로 공급할 수 있어 물 부족 문제 해결에 기여할 수 있습니다.
• 지역 난방: 도시나 대규모 단지의 난방에 활용할 수 있습니다.

전세계 각국의 SMR 개발 지원 현황

전 세계 각국은 SMR 기술 개발을 위해 적극적으로 지원하고 있으며, 주요 국가들의 지원 현황은 다음과 같습니다.

미국

미국은 SMR 개발의 선두주자로, 다양한 기업들이 적극적으로 참여하고 있습니다. 대표적인 기업으로는 테라파워(TerraPower), 뉴스케일파워(NuScale Power), 엑스에너지(X-Energy) 등이 있습니다. 미국 에너지부(DOE)는 '차세대 원자로 실증 프로그램(ARDP)'을 통해 SMR 기술 개발을 지원하고 있으며, 2030년까지 SMR 실증단지를 완공하고 상업운전에 돌입할 계획입니다.

영국

영국은 SMR 개발을 위해 국가 차원의 지원을 아끼지 않고 있습니다. 영국 국립원자력연구소는 2035년까지 SMR 시장 규모를 2500억~4000억 파운드로 전망하고 있으며, 영국 정부는 SMR 개발을 위해 다양한 정책적 지원을 하고 있습니다.

캐나다

캐나다는 'SMR 로드맵'을 통해 2030~2040년까지 매년 약 100조 원 이상의 노후 석탄발전소 교체 수요를 SMR로 대체할 계획입니다. 캐나다는 SMR 개발을 통해 탄소 배출을 줄이고 에너지 안보를 강화하려고 노력하고 있습니다.

러시아와 중국

러시아와 중국도 SMR 개발에 적극적으로 나서고 있습니다. 두 나라 모두 국가 주도로 SMR 기술을 개발하고 있으며, 실증 단계를 넘어 상용화를 목표로 하고 있습니다. 그러나, 이들 국가의 SMR은 안전성 면에서 다소 신뢰를 얻기 어려운 부분이 있습니다.

한국

한국 역시 SMR 기술 개발에 많은 관심을 기울이고 있습니다. 국내 주요 기업들이 SMR 개발에 활발히 투자하고 있으며, 특히 SK이노베이션은 테라파워에 약 3000억 원을 투자하여 차세대 원전 기술에 참여하고 있습니다. 이러한 투자 계약은 한미 산업 협력 사례로 주목받고 있으며, 앞으로 테라파워의 혁신적인 SMR 기술과 국내 에너지 바이오 포트폴리오가 연계되어 강력한 시너지를 만들 수 있을 것으로 기대됩니다.

국내 SMR 활성화의 걸림돌: 안전 규제

현재 국내 안전 규제는 기존 대형 원전의 안전성 평가에 초점을 맞춰 법과 제도가 정비돼 있습니다. 이러한 안전 규제가 발 빠르게 변화하지 않으면 국내 SMR 시장 활성화에 제동이 걸릴 것입니다. 미국의 경우, 10년 이상 규제 선진화를 통해 2020년에는 대형 원전과 SMR 규제를 분리하여 SMR 건설 가능성을 높였습니다. 우리 정부도 규제 개선을 위해 노력하고 있지만, 해외 선진 원자력 규제 방식을 빠르고 적극적으로 도입하고 해외와 협력하는 노력이 필요합니다.

미래 에너지 시장의 게임 체인저, SMR

SMR은 단순한 차세대 에너지원에 그치지 않고, 미래 기술 패권 경쟁의 수단으로 자리매김하고 있습니다. SMR의 상용화는 아직 멀었지만, 불확실성 속에서도 기회를 찾는 기업과 국가들이 미래 에너지 시장의 게임 체인저가 될 것입니다. AI 시대의 전력 수요 증가에 대비해 SMR이 중요한 역할을 할 것으로 기대되며, 이를 위한 지속적인 연구와 투자가 필요합니다.

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