Your browser does not support JavaScript!

미국 소형 모듈형 원자로(SMR) 기업 및 산업 현황 분석

일일 보고서 2024년 10월 27일
goover

목차

  1. 요약
  2. 미국 주요 SMR 기업 개요
  3. SMR 기술 및 설계의 특징
  4. 미국 내 협력 및 시장 동향
  5. 결론

1. 요약

  • 본 리포트는 미국의 소형 모듈형 원자로(SMR) 산업에 대한 심층 분석을 제공합니다. 미국의 SMR 산업은 NuScale Power, TerraPower, Oklo 등 주요 기업이 주도하고 있으며, 이들 기업은 안전하고 경제적인 원자로 기술 개발에 혁신적으로 임하고 있습니다. 리포트는 SMR이 기후 변화 대응과 에너지 수급에 필수적인 기술로 자리매김하고 있으며, 작은 크기와 유연한 설계가 어떻게 시장에서 우위를 점하게 되었는지를 설명합니다. NuScale Power는 두산에너빌리티와의 협력 아래 상용화를 추진 중이며, TerraPower는 고온가스와 나트륨 냉각 기술 개발로 유연성을 높이고 있습니다. Oklo는 최근 증권 시장 상장을 통해 추가 자본을 확보하고 있으며, SMR 시장에 혁신적인 접근을 시도하고 있습니다. 각 기업의 기술적 특징, 현황, 그리고 미국 내 협력 및 시장 동향이 주된 분석 내용입니다.

2. 미국 주요 SMR 기업 개요

  • 2-1. NuScale Power - 현재 상용화 목표 및 개발 현황

  • NuScale Power는 최초의 상용 원자로 공급을 목표로 하고 있으며, 2029년까지 유타주에 위치한 Carbon Free Power Project에서 상용화를 계획하고 있습니다. 2022년 말, NuScale은 두산에너빌리티와 협력하여 첫 번째 원자로 압력 용기에 필요한 장비 제작을 시작했으며, 이 주문에는 2,000톤 이상의 중량이 포함됩니다. NuScale은 현재 시장에 대해 개발 중인 VOYGR SMR 파워 플랜트 프로젝트를 통해 추가 모듈의 생산도 계획하고 있습니다.

  • 2-2. TerraPower - 비전 및 기술 개발

  • TerraPower는 고온가스로 원자로 및 나트륨 냉각형 원자로의 개발을 통해 SMR에 대한 다양한 기술을 개발하고 있습니다. 현재 운영 중인 345 MWe 규모의 원자로는 열 저장 장치를 포함하고 있어, 최대 500 MWe의 출력을 5.5시간까지 제공할 수 있는 기능을 갖추고 있습니다. 이는 SMR의 유연성과 경제성을 보여주는 사례로, TerraPower는 에너지 전환에 기여하고 있습니다.

  • 2-3. Oklo - 시장 진입 및 기술 특성

  • Oklo는 매우 소형의 발전 원자로 개발을 진행하고 있습니다. Oklo는 지난 주 뉴욕 증권 거래소에 상장되었으며, 주가는 15달러로 시작해 3억 6천만 달러의 총 수익을 거둔 것으로 보고되었습니다. Oklo는 고농축 저농축 우라늄(HALEU)을 사용하는 매우 작은 분열 원자로를 개발하고 있으며, 상장 이후 본격적인 시장 진입이 기대되고 있습니다.

  • 2-4. Nano Nuclear Energy - 독특한 접근 방식 및 상장 현황

  • Nano Nuclear Energy는 나스닥에 상장되었으며, 주가는 4달러로 시작하여 약 1025만 달러의 총 수익을 올렸습니다. Nano Nuclear Energy는 두 가지 마이크로 원자로 디자인인 Zeus와 Odin을 개발하고 있으며, Zeus 원자로는 산업용 열 또는 전력을 생산할 수 있는 기능을 갖추고 있습니다. Nano는 HALEU의 국내 공급을 위한 북미 핵 연료 수송 회사도 구축할 계획입니다.

3. SMR 기술 및 설계의 특징

  • 3-1. 소형 모듈형 원자로의 장점

  • 소형 모듈형 원자로(SMR)는 작은 크기 덕분에 대형 원전의 경우 건설하기 어려운 지역이나 위치에 설치할 수 있는 장점이 있습니다. 이는 전력 수요자에게 선택의 폭을 확대하는 효과를 줍니다. SMR의 모듈러 설계로 인해 비용을 절감할 수 있으며, 이는 대형 원전의 현장 건설에 비해 유리합니다. 프로젝트의 공사 지연과 같은 문제들을 피할 수 있습니다. 또한 SMR은 기존 전력망에 통합하거나 독립형으로 설치하는 것이 가능하여, 산업계와 주민들에게 저탄소 전력을 공급할 수 있는 장점을 지닙니다. 이러한 요인들 덕분에 SMR은 미국 내에서 지속 가능하고 효율적인 에너지 원으로 자리잡을 가능성을 가지고 있습니다.

  • 3-2. 안전성 및 경제성 비교

  • SMR은 기존 원전과 비교하여 안전성이 높습니다. 국제 에너지 기구(IEA)에 따르면, 사고 발생 시 발생할 수 있는 방사능 누출을 크게 줄일 수 있는 설계가 이루어졌습니다. 또한 SMR은 냉각 시스템과 같은 안전 시스템에서 자연 순환 및 중력의 원리를 사용하여, 전원 외부의 개입 없이도 안전하게 작동할 수 있습니다. 경제성 측면에서도 SMR은 더 낮은 출력으로도 효율적인 전력 생산이 가능하여, 연료 소모 주기가 기존 원전보다 긴 3~7년 또는 일부 모델에서는 최대 30년까지 가능하다고 보고되고 있습니다.

  • 3-3. 기술적 과제 및 규제 상태

  • 현재 미국의 SMR 산업은 다양한 기술적 과제와 긴 규제 과정을 가지고 있습니다. NUscale Power는 2008년부터 시작된 규제 승인 작업을 통해 2020년에 최종 설계를 승인받았으며, 현재는 건설 사이트 승인과 마지막 안전 점검을 수행하고 있습니다. 이러한 규제 프로세스는 SMR 프로젝트가 진행되기 위한 필수적인 요소입니다. 기술적으로는 각 SMR이 개별적으로 높은 전력 생산을 수행할 수 있도록 설계된 변형 모델을 개발하고 있으며, 2017년에는 50MW의 전력을 생산할 수 있는 모듈을 계획하였으나, 현재 77MW의 전력을 생산할 수 있는 모델로 변경되었습니다.

4. 미국 내 협력 및 시장 동향

  • 4-1. 두산에너빌리티와의 협력

  • 두산에너빌리티는 소형 모듈형 원자로(SMR) 제작 선두 주자로 자리잡고 있으며, 공장 제작형 모듈 기술을 활용한 300MWe 이하의 원자로를 개발하고 있습니다. SMR은 기존 대형 원전과 비교해 설계가 단순하여, 제작 기간이 대폭 줄어드는 장점이 있습니다. 두산에너빌리티는 SMR 생산기업으로서 원전 제작 능력을 바탕으로 경쟁력을 갖추고 있으며, 현재 26개 기업과 협력하여 혁신형 SMR 개발 사업을 진행 중입니다. 사업단은 오는 2028년까지 경제성, 안전성, 유연성을 갖춘 SMR을 개발할 계획입니다.

  • 4-2. 아마존 및 구글과의 파트너십

  • 아마존 웹 서비스(AWS)는 미국 내에서 SMR을 데이터 센터에 전력 공급을 위한 여러 계약을 체결하였습니다. AWS의 CEO인 맷 가르먼은 "핵에너지는 안전하고 탄소 없는 에너지원으로, 우리의 운영을 지원하고 고객의 증가하는 요구를 충족시킬 수 있다"라고 밝혔습니다. 아마존은 에너지 노스웨스트와 협력하여 320MW 용량의 SMR 4기를 개발할 예정이며, 전체 용량은 960MW까지 확장 가능성이 있습니다. 또한, 아마존은 X-energy와의 투자 협력을 통해 SMR의 고온가스냉각형 원자로를 개발하고 있습니다. 구글 역시 SMR 제공업체인 카이로스 파워와 협력하여 500MW의 계약을 체결한 바 있습니다.

  • 4-3. 규제 기관과의 협력 상태 및 SMR 설계 승인 현황

  • SMR 시장의 기술적 진보는 규제 기관과의 협력과 설계 승인 현황에 의존하고 있습니다. 현재 아마존은 버지니아 주 도미니온 에너지와 협력하여 기존의 원자력 발전소 근처에 SMR 프로젝트를 탐색하고 있으며, 최소 300MW의 전력을 공급할 계획입니다. 도미니온은 SMR 개발에 있어 예비 조사를 진행 중이며, 이를 통해 비용과 개발 위험을 최소화하고자 합니다. 또한, 현재 SMR 기술은 상당한 규제 장벽을 직면하고 있으며, 미국 내 SMR의 상용화를 위한 보다 많은 검토와 승인이 필요합니다. 규제 기관의 정책 방향은 SMR의 발전 속도에 큰 영향을 미치고 있습니다.

5. 결론

  • 미국의 SMR 산업은 에너지 전환의 중요한 요소로서 미래에 큰 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. NuScale Power와 TerraPower는 주도적으로 기술 개발을 진행하며, 두산에너빌리티와 협력을 통해 시장 내 입지를 다지고 있습니다. 특히 NuScale Power는 혁신적인 설계를 통해 경쟁력을 높이고 있으며, TerraPower는 다양한 기술 협력으로 SMR의 가능성을 확장하고 있습니다. Oklo는 시장 진입을 가속화하면서 새로운 기술을 도입하고 있습니다. 대형 IT 기업인 아마존과 구글의 협업은 SMR의 상용화에 긍정적인 영향을 미치고 있으며, 이는 지속 가능한 에너지원으로서 SMR의 중요성을 상징적으로 보여줍니다. 그러나 규제 프로세스의 복잡성과 비용 문제 등 해결해야 할 도전 과제도 남아 있습니다. 향후 성공적인 상용화가 이루어진다면, SMR은 글로벌 에너지 시장에서 중요한 역할을 차지할 것입니다. 미국 SMR의 발전은 전 세계적 에너지 전환에 대한 기여 가능성을 더욱 높이고 있습니다.

6. 용어집

  • 6-1. NuScale Power [기업]

  • NuScale Power는 미국 SMR 개발의 선두주자로, 50MW 및 77MW 표준 설계를 보유하고 있습니다. 두산에너빌리티와 협력하여 원자로 모듈을 제작 중이며, 이들의 SMR은 경제성과 안전성을 동시에 갖춘 설계로 평가받고 있습니다.

  • 6-2. TerraPower [기업]

  • TerraPower는 빌 게이츠가 창립한 혁신적인 원자로 개발 기업으로, 345MW 출력과 열 저장 기능을 갖춘 SMR 기술을 개발하고 있습니다. 다른 글로벌 기업들과의 협력을 통해 SMR 프로젝트를 진행 중입니다.

  • 6-3. Oklo [기업]

  • Oklo는 HALEU를 이용해 전력 및 열을 생성하는 소형 원자로 상용화를 목표로 하고 있습니다. 최근 미국 증권 시장에 상장되어 자본을 안정적으로 확보하며 시장에 진입하고 있습니다.

7. 출처 문서