한국원자력연구원의 고위 임원 A 씨는 요즘 한국형 소형모듈원전(SMR)인 SMART의 수요처를 찾기 위해 전국 각지를 물색 중이다. 정부나 기업 관계자를 만날 때마다 “SMART를 활용할 만한 곳이 없느냐”고 묻고 국내에 단 한 기라도 만들어 실증할 방안을 모색하고 있다. 기술 개발에 집중해야 할 출연연 임원이 직접 영업에 나선 배경에는 설계와 인허가만으로는 더 이상 시장을 설득할 수 없다는 절박함이 깔려 있다. A 씨는 “자국 실증 사례가 없는 SMR을 솔직히 어느 나라가 선뜻 먼저 도입하겠느냐”며 “결국 먼저 짓고 돌려본 경험이 있어야 시장을 설득할 수 있다”고 말했다.

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12일 원자력 업계에 따르면 최근 전 세계 주요국이 SMR 실증에 경쟁적으로 뛰어들고 있다. 가장 앞선 나라는 중국이다. 중국은 2023년 산둥성 스다오완에서 고온가스로형 SMR ‘HTR-PM’의 상업운전을 시작했다. 또 SMART와 같은 육상 경수로형 SMR인 ‘ACP-100(링룽 1호)’의 비원자력 증기 바다이야기합법 시운전을 지난해 말 완료했다. 비원자력 증기 시운전은 핵연료 장전 전 터빈과 증기 계통 등 주요 설비가 실제 운전 조건에 맞게 작동하는지를 확인하는 절차로 단순한 설계 검증을 넘어 ‘실제 운전 가능한 원전’으로 넘어가는 마지막 관문 가운데 하나다. 이미 HTR-PM으로 상업화 실적을 확보한 가운데 ACP100 상용화까지 도전하면서 다양한 노형에서 실증 경 사이다릴게임 험을 쌓고 있는 셈이다.
중국만이 아니다. 러시아는 극동 지역에 부유식 원전을 배치해 전력을 생산하고 있다. 캐나다에서는 달링턴 부지의 GE히타치 ‘BWRX-300’이 지난해 4월 건설 허가를 받은 데 이어 운영사인 온타리오파워제너레이션(OPG)이 올해 3월 운영 허가를 신청했다. 미국에서는 테라파워의 나트륨 프로젝트가 올해 3월 건설 허 바다신2 다운로드 가를 확보했다. 세계 SMR 시장이 아직 전면적인 상용화 단계에 이른 것은 아니지만 주요국은 이미 설계 경쟁을 넘어 실제 건설과 시운전, 운전 허가 단계로 속속 진입하고 있다.
주요국이 SMR 실증 경쟁에 속도를 내는 것은 전력 수요 구조가 급변했기 때문이다. 인공지능(AI) 확산으로 데이터센터 전력 수요가 급증하면서 24시간 안정적으로 사아다쿨 공급할 수 있는 무탄소 전원에 대한 관심이 날로 커지고 있다. 데이터센터와 컴퓨팅 인프라를 둘러싼 경쟁이 단순한 서버 증설을 넘어 에너지 확보 경쟁으로 전환된 것이다. SMR은 이런 환경에서 유력한 대안이다. 통상 전기 출력 300㎿ 이하의 소형 원전을 뜻하는 SMR은 대형 원전보다 출력은 작지만 공장 제작과 모듈화, 단계적 증설이 가능해 데이터센터나 산업단지 인근에 유연하게 배치할 수 있다. 날씨와 시간대에 따라 출력이 영향을 받는 재생에너지와 달리 24시간 안정적인 무탄소 전력을 공급할 수 있다는 장점도 있다.
한국은 1997년 소규모 전력 생산과 해수담수화 등 특수 수요를 겨냥해 경수로형 SMR인 SMART 개발에 착수, 2012년 원자력안전위원회로부터 표준설계 인가를 받았다. 일체형(integral type) SMR이 정부 표준설계 인가를 획득한 것은 당시로서는 세계 최초였다. 그러나 이후 정부의 원전 정책 변화에 따라 국내 부지 확보가 이뤄지지 않았고 초도호기 건설이 끝내 무산됐다.
원자력연은 해외 사업을 추진했다. 2015년 사우디아라비아와 파트너십을 맺고 양국이 총 1억 3000만 달러를 투자해 3년간의 건설전설계(PPE) 사업을 완료했다. 그러나 2017년 정부의 탈원전 선언 이후 사우디 착공은 계속 미뤄졌고 고도화 예산도 급감했다. 2024년 출력을 10% 높인 ‘SMART-100’이 표준설계 인가를 받으며 설계 자산을 보강했지만 최근 사우디 정부가 대형 원전 건설 우선으로 원전 정책을 전환하면서 건설 전망이 불투명해졌다.
캐나다 앨버타주 수출 프로젝트는 오일샌드 채굴 지역에 필요한 증기를 공급하기 위해 추진된 사업이다. 그러나 이 사업마저 사실상 멈춰 서면서 SMART는 국내외 어디에서도 실증에 들어가지 못한 채 설계만 남은 기술로 머물게 됐다. 원자력연 측은 “앨버타주의 원자력 도입이 장기화되면서 사업이 흐지부지됐고 그사이 주정부 정책 변화로 SMART 실증도 어려워졌다”며 “수조 원대 건설 사업을 사업화 전문성과 전담 인력이 충분하지 않은 출연연이 주도하는 데는 분명한 한계가 있다”고 전했다.
현재 원자력연은 유럽과 인도 등을 새로운 시장으로 삼아 SMART 실증 기회를 모색하고 있다. 필리핀·인도네시아·요르단 등과는 타당성조사도 진행 중이다. 그러나 이미 해외 여러 나라들이 실증 경쟁을 시작해서 SMR 시장의 주도권을 해외에 내줄 수 있다는 우려가 커졌다. SMR은 현재 100종 이상의 기술이 경쟁적으로 개발되고 있지만 궁극적으로 시장에서는 소수의 노형만 살아남을 가능성이 크기 때문이다. 박효인 원자력연 SMART수출추진단 선임연구원은 “안전성이 특히 강조되는 원전 산업에서는 한 번 입증된 기술을 계속 사용하려는 경향이 강하다”며 “먼저 지어 기술력을 입증한 SMR이 시장을 주도하고 공급망을 장악하면서 표준이 될 가능성이 크다”고 말했다.
서지혜 기자 wise@sedaily.com