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소형원전의 미래: 오클로 vs 뉴스케일파워

일반 리포트 2024년 12월 26일
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목차

  1. 요약
  2. 오클로의 소형원전 기술
  3. 뉴스케일파워의 소형원전 기술
  4. AI 발전에 따른 적용 가능성
  5. 시장 전망 및 결론
  6. 결론

1. 요약

  • 본 리포트는 소형모듈형원자로(SMR)를 선도하는 오클로와 뉴스케일파워의 기술적 특성과 사업 모델을 비교 분석하여, 두 기업이 AI의 발전과 전력 수요 증가에 어떻게 기여할 수 있는지를 탐구합니다. 오클로는 액체 금속 냉각 기술을 통해 높은 안정성과 효율성을 제공하며, 데이터센터와의 전력 공급 계약을 통해 시장 점유율을 확장하고자 합니다. 반면, 뉴스케일파워는 모듈화된 설계를 통해 경제성을 극대화하고, 안전성과 유연성을 확보한 원전 솔루션을 제공하고 있습니다. AI 발전에 따른 컴퓨팅 파워 수요 증가는 이러한 소형원전 기술이 차세대 전력원으로서 가치를 인정받을 수 있는 기회를 제공합니다.

2. 오클로의 소형원전 기술

  • 2-1. 오클로의 기술 개요

  • 오클로(Oklo)는 소형모듈형원자로(SMR)를 개발하는 회사로, 샘 알트먼이 투자한 기업입니다. 오클로의 소형원전인 오로라는 핵연료를 도넛 형태로 구성하고, 열을 효과적으로 식힐 수 있는 히트 파이프 시스템을 사용합니다. 이 원자로는 2025년에 상용화될 예정이며, 미국 에너지부(DOE)로부터 지원을 받고 있습니다. 오클로는 전력 생성의 청정성을 고려하여 기존의 원자력 기술을 재정의하려 하고 있으며, 데이터센터의 전력 수요 증가에 맞춰 운영을 확장하려고 하고 있습니다.

  • 2-2. 오클로와 데이터 센터 계약

  • 오클로는 데이터센터 운영업체인 스위치(Switch)와 전력 공급 계약을 체결하였습니다. 이 계약에 따르면 오클로는 2044년까지 12GW의 전력을 공급할 계획입니다. 데이터센터의 전력 수요는 향후 5년 동안 16% 증가할 것으로 예상되고 있으며, 오클로와 스위치의 협력이 이러한 증가하는 수요를 충족하는 데 기여할 것으로 기대됩니다. 오클로는 현재까지 발생한 계약 중에서 가장 큰 규모의 계약 중 하나로 평가받고 있습니다.

  • 2-3. 안전성 및 효율성 분석

  • 오클로의 소형원전 기술은 안전성과 효율성을 동시에 고려하여 설계되었습니다. 현재까지 가동 중인 SMR 발전소는 미국 내에서 없으며, 오클로는 향후 10년 내에 첫 번째 발전소의 가동을 목표로 하고 있습니다. 오클로의 원자로는 액체 금속 냉각 기술을 활용하여 안정성 및 효율성을 극대화하여 운영할 수 있는 시스템을 갖추고 있습니다. 오클로는 2024년 기준으로 2억 9,460만 달러의 자본을 보유하고 있으며, 이는 2027년 아이다호 국립연구소에 건설될 예정인 첫 번째 공장 건설에 사용될 것입니다.

3. 뉴스케일파워의 소형원전 기술

  • 3-1. 뉴스케일파워의 기술 개요

  • 뉴스케일파워(NuScale Power)는 소형 모듈형 원자로(SMR, Small Modular Reactor) 기술을 개발하는 미국의 에너지 기업입니다. 뉴스케일파워는 미국 에너지부(DOE)의 지원을 받아 소형모듈원전을 개발 중이며, 이 원전은 원자력의 핵심기기를 일체형으로 구성하여 설계되었습니다. 즉, 원자로, 증기발생기, 가압기, 주배관 등이 지름 4.5m, 높이 23m인 원자로 용기에 모두 담겨 있습니다. 이 설계는 별도의 격납건물이 필요하지 않으며, 냉각재 펌프 없이 자연 대류를 통해 냉각수를 순환시키는 방식으로 운영됩니다.

  • 3-2. 모듈화 설계의 장점

  • 뉴스케일파워의 소형모듈원전은 경제성과 안전성을 대폭 강화한 모델로 평가받고 있습니다. 각 모듈은 60MW의 출력을 낼 수 있으며, 전력 수요에 맞춰 모듈 수를 조정하여 맞춤형 전력 공급이 가능합니다. 또한, 이 원전은 지하 수조에 담겨 있어 만일의 사고 시에도 냉각수가 공급되지 않더라도 지하 수조가 냉각수 역할을 할 수 있도록 설계되어 안전성을 높였습니다. 이러한 모듈화는 건설 비용과 기간을 크게 줄이며, 신규 발전원으로서뿐만 아니라 재생에너지의 백업 전원으로도 활용될 수 있는 가능성을 제공합니다.

  • 3-3. 현재 진행 중인 프로젝트

  • 뉴스케일파워는 미국의 발전사 UAMPS와 협력하여 2026년 상업운전을 목표로 하는 첫 소형원전 프로젝트를 진행 중입니다. 이 프로젝트는 12개의 모듈이 들어가는 720MW급 원전이며, 두산중공업과의 협력을 통해 뉴스케일파워의 소형모듈원전의 핵심 기기인 원자로 모듈을 공급할 예정입니다. 또한, 미국 내 뿐만 아니라 중국, 러시아, 사우디 등 해외 시장으로 사업 확장을 계획하고 있습니다.

4. AI 발전에 따른 적용 가능성

  • 4-1. AI와 원자력 기술의 융합

  • AI 발전은 원자력 기술과의 융합 가능성을 열어주고 있습니다. 특히, 컴퓨팅 파워 수요가 2030년까지 10배 증가할 것으로 예상되며, 이는 안정적이고 탄소 배출이 없는 전력원에 대한 수요 증가와 연관이 있습니다. 오클로는 SmR(Small Modular Reactor)과 관련하여 이 확장되는 시장의 점유율을 확보할 수 있는 유리한 위치를 차지하고 있습니다.

  • 4-2. 운영비 절감 및 반자동화

  • 오클로의 사업 모델은 반자동화와 운영비 절감을 목표로 하고 있습니다. 오클로는 소형 모듈형 원자로를 개발하면서, 기존 원자로에 비해 설치 및 운영 비용을 낮추고 있으며, 이는 지속 가능한 발전의 중요한 요소입니다. 블룸버그에 따르면 오클로는 데이터 센터 운영업체 스위치와의 12기가와트 전력 공급 계약을 체결하여, 2044년까지 전력 배치를 목표로 하고 있습니다.

  • 4-3. 모니터링 및 유지보수의 기술적 발전

  • 오클로는 모니터링 및 유지보수 분야에서도 기술적 발전을 이루고 있습니다. 액체 금속 냉각 기술을 통해 고온에서도 안정적으로 작동할 수 있는 원자로를 제공하며, 이는 효율적인 열전달을 가능하게 합니다. 오클로는 원자력 연료 재활용 기술을 채택하여 환경적으로도 큰 장점을 제공하며, 이는 전기화 추세와 지구 온난화 해결책으로서 원자력에 대한 관심을 높이고 있습니다. 미래에는 이와 같은 기술적 발전이 운영비 절감, 유지보수의 자동화, 실시간 모니터링 시스템 구축에 기여할 것으로 기대됩니다.

5. 시장 전망 및 결론

  • 5-1. 소형원전 시장의 성장 가능성

  • 소형 모듈형 원자로(SMR) 시장은 2032년까지 약 140억 달러에 이를 것으로 전망되고 있습니다. 이는 안정적이고 탄소 배출이 없는 전력원에 대한 수요 증가에 대응하기 위한 기회를 제공합니다. 오클로와 뉴스케일파워는 이 확대되는 시장에서 점유율을 확보할 수 있는 가능성이 큽니다.

  • 5-2. AI 발전에 따른 새로운 기회

  • AI 혁명으로 인해 컴퓨팅 파워 수요가 2030년까지 10배 증가할 것으로 예상됩니다. 이러한 추세는 전력 수요 증가로 이어지며, 오클로와 뉴스케일파워의 소형원전 기술이 이에 대한 해결책으로 주목받을 것입니다.

  • 5-3. 오클로와 뉴스케일파워의 경쟁력

  • 오클로는 액체 금속 냉각 기술을 통해 고온에서도 안전하게 작동할 수 있는 원자로를 개발하고 있으며, 현재 2억 9,460만 달러의 현금을 보유하고 있습니다. 반면 뉴스케일파워는 모듈화된 설계를 통해 설치와 운영의 효율성을 극대화하고 있으며, SMR 기술 상용화를 위한 추가 투자유치 및 정부 지원이 긍정적으로 이루어지고 있습니다.

결론

  • 오클로와 뉴스케일파워 각각의 소형모듈형원자로(SMR) 기술에서는 두드러진 기술적 차별점이 존재합니다. 오클로는 액체 금속 냉각 기술과 데이터센터 전력 공급 계약을 통해 안정성과 성장 가능성을 동시에 추구하고 있으며, 이는 지속 가능한 발전에 유리한 입지를 제공합니다. 반면, 뉴스케일파워는 모듈화 설계를 통해 설치와 운영의 경제성을 극대화하고 있으며, 이는 보다 다양한 시장 수요에 대응할 수 있는 능력을 제공합니다. AI 기술의 발전은 두 회사의 기술적 혁신을 가속화하며 실시간 모니터링 및 운영비 절감에 기여할 것입니다. 이러한 발전은 대규모 전력 수요 증대에 대한 실질적인 대안이 될 수 있으며, 특히 청정 에너지 공급 및 데이터센터 전력 관리 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 향후 이 기술들이 전 세계적으로 어떻게 적용될지 주목할 필요가 있으며, 추가 연구와 투자 유치를 통해 시장 확장을 도모해야 할 것입니다.

용어집

  • 오클로(Oklo) [기업]: 오클로는 소형모듈형원자로(SMR) 기술을 개발하는 미국의 혁신적인 기업으로, 액체 금속을 냉각제로 사용하는 원자로를 통해 기존의 물냉각 방식보다 높은 효율성을 자랑합니다. 데이터 센터를 주 대상으로 하는 전력 공급 계약을 통해 시장에서의 입지를 강화하고 있습니다.
  • 뉴스케일파워(NuScale Power) [기업]: 뉴스케일파워는 모듈화된 소형모듈형원자로(SMR) 기술을 개발하는 기업으로, 미국 에너지부의 지원을 받아 안전하고 경제적인 원전 솔루션을 제공하고 있습니다. 이 회사는 여러 개의 소형 모듈을 하나의 발전소에 설치할 수 있는 설계를 통해 유연성과 안전성을 높이고 있습니다.

출처 문서