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SMR 시장 경쟁, 한국의 미래 과제

일반 리포트 2025년 01월 07일
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목차

  1. 요약
  2. 세계 주요국의 SMR 개발 현황
  3. 한국의 SMR 개발 현황
  4. SMR의 기술적 특징 및 안전성
  5. 한국의 SMR 시장 진입 과제
  6. SMR 시장의 미래 전망
  7. 결론

1. 요약

  • 이 리포트는 SMR(소형모듈원자로)의 글로벌 개발 현황과 한국의 대응 전략을 분석합니다. 미국, 영국, 중국, 러시아 등의 주요국들은 SMR 기술 개발에 큰 관심을 기울이고 있으며, 각국의 독특한 진출 전략과 상용화 목표를 면밀히 조사합니다. 한국은 혁신형 SMR 개발 및 SMART 기술 활용을 통해 이 시장에서의 입지를 다지려 하고 있으며, 두산에너빌리티, GS에너지, 현대건설 등 다양한 기업들이 참여하여 협력을 강화하고 있습니다. 리포트는 SMR의 기술적 장점과 안전성을 강조하며, 이를 통한 한국의 경쟁력 확보와 시장 진입을 위한 인허가 체계 및 정책 지원의 필요성을 설명합니다.

2. 세계 주요국의 SMR 개발 현황

  • 2-1. 미국의 SMR 개발 동향

  • 미국은 SMR 개발에 있어 정부 차원의 과감한 지원을 받고 있으며, 이에 따라 총 4개의 기업이 SMR 개발을 지원받고 있습니다. 특히, 뉴스케일파워는 미국 최초로 원자력규제위원회(NRC)로부터 SMR 설계 인증을 받는 성과를 거두었습니다. 2020년에는 에너지부가 차세대 원자로 실증 프로그램의 기업으로 선정되어 8000만 달러를 지원받아 2027년까지 운전 가능한 원자로를 개발할 예정입니다. 이 외에도, SMR 개발에 참여하고 있는 미국 기업들 중 엑스에너지도 2020년에 선정되어 이에 대한 지원을 이어가고 있습니다.

  • 2-2. 영국의 SMR 상용화 계획

  • 영국은 SMR 분야에서 롤스로이스를 대표적인 개발 기업으로 간주하고 있으며, 2035년까지 SMR 10기를 상용화 할 계획입니다. 영국 정부는 SMR 상용화를 위해 2억 1000만 파운드의 지원을 발표했습니다. 이러한 투자는 탄소중립 달성을 위한 중요한 수단으로 원자력 발전을 적극 활용하고 있다는 것을 보여줍니다.

  • 2-3. 중국의 SMR 개발 전략

  • 중국은 SMR 개발을 국가 5개년계획에 포함시키고 있으며, ACP100 모델을 2026년 가동을 목표로 하고 있습니다. 2021년에 본격적으로 건설에 착수한 이 모델은 해수 담수화 및 수소 생산 등 다양한 용도로 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있습니다. 또한 중국은 독자 모델의 실증을 위해 건설 허가를 받고 적극적으로 개발을 추진 중입니다.

  • 2-4. 러시아의 해상부유식 SMR 상용화

  • 러시아는 신재생에너지 전환 속에서 SMR의 중요성을 인식하고 있으며, 2020년 5월부터 해상부유식 SMR을 상용화하여 동시베리아 지역에 전력을 공급하고 있습니다. 러시아 정부는 2028년까지 육상 SMR의 상용화를 목표로 하고 있으며, 국내 발전의 25%를 원전에서 충당한다는 계획을 세우고 있습니다.

3. 한국의 SMR 개발 현황

  • 3-1. 한국 정부의 SMR 개발 투자 계획

  • 2020년 12월 제9회 원자력진흥위원회에서 한국 정부는 혁신형 SMR 개발을 위해 8년간 약 4000억원의 예비타당성 조사를 추진하고 있습니다. 이와 함께 혁신형 SMR 모델과 납 냉각 고속로 등 2개 SMR 모델을 개발 중이며, 2028년까지 표준설계인증을 완료하고 2030년에 상용화를 목표로 하고 있습니다.

  • 3-2. 주요 기업들의 SMR 개발 참여

  • 한국의 많은 기업들이 SMR 개발에 적극적으로 참여하고 있습니다. 두산에너빌리티는 미국 뉴스케일파워의 10개 이상의 차세대 SMR 프로젝트에 참여하여, SMR 개발의 핵심 기업으로 자리잡고 있습니다. GS에너지와 삼성물산은 뉴스케일파워의 주주로 참여하고 있으며, 현대건설은 원전 건설과 해외 수출을 통해 SMR 시장에서의 경쟁력을 입증하고 있습니다. SK그룹은 테라파워에 3000억원 규모의 지분 투자를 결정하여 SMR 사업에 진출하였습니다. 또한, 한국조선해양과 삼성중공업도 SMR 시장 진출을 위해 준비하고 있습니다.

  • 3-3. 한국의 SMR 기술력과 경쟁력

  • 한국은 SMART(System-integrated Modular Advanced ReacTor)라는 이름으로 1997년부터 SMR 개발을 해오고 있으며, 2012년 표준설계인증을 획득한 바 있습니다. 한국은 아랍에미리트의 바라카 원전 건설을 성공적으로 완료하여 원전 개발 역량을 인정받았습니다. 그러나 현재 혁신형 SMR 개발과 관련된 인허가 체계와 정책 지원이 미비하여 상용화에 어려움을 겪고 있습니다. 전경련은 한국이 SMR 시장에서의 경쟁력을 확보하기 위해 원전 생태계 회복, 인허가 체계 완비, 그리고 구체적인 상용화 계획 수립이 필요하다고 강조하고 있습니다.

4. SMR의 기술적 특징 및 안전성

  • 4-1. SMR의 구조적 장점

  • 소형 모듈원자로(SMR)는 대형 원자로의 장점을 유지하면서도 그 크기를 줄여 다양한 용도로 활용될 수 있는 전기 출력 300MW 안팎의 소형 원자로입니다. 그 구조적 특징으로는 원자로와 증기 발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등이 하나의 용기에 일체화되어 있어 비교적 짧은 건설 기간과 적은 부지 면적을 필요로 합니다. SMR은 송전망이 부족하거나 인구 밀집 지역이 드문 곳에서도 효과적으로 전력을 공급할 수 있는 방식으로 개발되었습니다. 이처럼 대형 원전과 비교해 구조적인 장점이 뚜렷하여 건설과 운영의 유연성을 갖추고 있습니다.

  • 4-2. SMR의 안전성 평가

  • SMR은 대형 원자력 발전소보다 높은 안전성을 가지고 있는 것으로 평가받고 있습니다. 체르노빌 및 후쿠시마 원전 사고와 같은 대형 원전의 사고 이력에 비해, SMR은 구조 자체가 사고 위험을 낮출 수 있도록 설계되었습니다. 예를 들어, 단순한 계통 구조를 통해 배관 파손과 같은 사고 발생 가능성을 줄이고, 원자로가 대형 수조에 통째로 담길 수 있어 사고 발생 시 자연재해로 인해 발생할 수 있는 전력 공급 중단 상황에서도 안전하게 냉각될 수 있는 구조를 가집니다. 이러한 특성 덕분에 SMR은 방사능 누출에 대한 대비가 훨씬 간편하게 이루어질 수 있습니다.

  • 4-3. SMR의 다양한 활용 가능성

  • SMR은 전기 생산 외에도 여러 용도로 활용될 수 있는 가능성을 가지고 있습니다. 전기 출력이 300메가와트 이하로 설정된 SMR은 해수 담수화, 수소 생산, 정유 선박 추진 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 전세계적으로 약 300종의 SMR 디자인 및 모델이 개발되고 있으며, 이들은 세계 발전 시장에서의 경쟁력을 높이기 위한 중요한 수단으로 자리잡고 있습니다. 특히 미국의 뉴스케일(NuScale)은 SMR 분야의 선두주자로 확대 가능성을 보여주고 있으며, 한국의 두산에너빌리티도 뉴스케일의 프로젝트에 참여하여 관련 기자재를 공급하고 있습니다.

5. 한국의 SMR 시장 진입 과제

  • 5-1. 원전 생태계 회복 필요성

  • 한국의 SMR 시장 진입을 위해서는 원전 생태계의 회복이 매우 중요합니다. 2016년부터 2019년까지의 데이터에 따르면, 원전산업의 매출액은 27.5조원에서 20.7조원으로 24.5% 감소하였으며, 이로 인해 종사자, 관련 전공 재학생, 수출액 등이 약화된 상황입니다. 이러한 생태계의 회복을 위해서는 원전 산업의 매출 상승과 관련 인력의 재충원이 필요합니다.

  • 5-2. 인허가 및 정책 지원 체계 강화

  • 한국의 SMR 상용화를 위해 인허가 및 정책 지원 체계의 강화가 필수적입니다. 현재 한국의 SMART는 SMR에 적합한 인허가 체계가 미비하여 10년 이상 상용화에 이르지 못하고 있습니다. 과학기술부와 산업부, 원자력안전위원회 등에서의 정책지원이 지연되고 있는 상황입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 인허가 절차의 신속화 및 정책 지원의 일관성이 필요합니다.

  • 5-3. 구체적 상용화 계획 수립 필요성

  • 한국은 SMR 시장에서 경쟁력을 확보하기 위해 구체적인 상용화 계획 수립이 필요합니다. 2020년 12월 제9회 원자력진흥위원회에서 혁신형 SMR 개발을 위한 예비타당성 조사를 추진하면서 향후 8년간 약 4,000억원의 투자가 예정되어 있습니다. 그러나, 이러한 계획이 실제 상용화로 이어지기 위해서는 스마트한 시장 접근과 성공적인 기술 개발이 뒷받침되어야 합니다.

6. SMR 시장의 미래 전망

  • 6-1. SMR 시장 성장 가능성

  • SMR(소형모듈원자로) 시장은 2030년부터 본격적인 상용화가 예상되고 있으며, 국제원자력기구(IAEA)에 따르면 2035년 세계 SMR 시장 규모는 630조원에 이를 것으로 전망되고 있습니다. 한국 역시 SMR 개발을 위한 예비타당성 조사를 추진中이며, 2028년까지 혁신형 SMR의 표준설계인증을 목표로 진행하고 있습니다.

  • 6-2. 경쟁 심화 및 대응 전략

  • 세계 주요국들은 SMR 시장의 주도권을 잡기 위해 대규모 투자를 진행하고 있습니다. 미국은 2012년부터 SMR 기술 육성을 위해 총 4개의 기업을 지원했으며, 중국, 영국, 러시아 등도 각각의 SMR 개발 모델을 실증 및 상용화하는 계획을 갖고 있습니다. 한국은 다목적 소형원전인 SMART의 개발 및 혁신형 SMR 시장 진출을 위해 민간기업과의 협력을 강화해야 할 시점에 있습니다.

  • 6-3. 탄소중립 시대의 SMR 역할

  • 영국을 비롯한 여러 국가들은 탄소중립을 달성하기 위해 SMR을 핵심 수단으로 인식하고 있습니다. 한국 또한 재생에너지의 한계를 극복하기 위한 대안으로 SMR을 도입해야 할 필요성이 커지고 있습니다. 한국의 원전 산업 생태계 회복과 인허가 체계 완비는 SMR 시장에서의 경쟁력을 높이는 중요한 과제가 되고 있습니다.

결론

  • SMR 시장은 탄소중립 달성을 위한 중요한 해결책으로 부상하고 있습니다. 뉴스케일과 테라파워 같은 기업들은 SMR 기술을 선도하며 글로벌 시장에서 주목받고 있습니다. 한국은 혁신형 SMR과 기존 SMART 기술을 개발하여 시장 진입을 모색하고 있으나, 현재 정책 지원 및 인허가 체계의 미비로 상용화에 어려움을 겪고 있습니다. 이에 따라 원전 생태계 회복과 다양한 국제 협력이 필수적입니다. 특히 두산에너빌리티가 뉴스케일 프로젝트에 참여하며 기술력을 입증하고 있다는 점은 긍정적 신호입니다. 향후 한국은 더욱 체계적인 상용화 전략과 국제적인 협력 강화를 통해 글로벌 SMR 시장에서의 위치를 확립할 필요가 있습니다. 이를 통해 탄소중립 시대에 중요한 역할을 할 수 있을 것입니다.

용어집

  • 뉴스케일 [기업]: 뉴스케일은 미국의 SMR 개발 기업으로, 세계 최초로 SMR 설계 인증을 받은 기업입니다. 이 회사는 차세대 원자로 기술을 개발 중이며, 한국의 두산에너빌리티와 협력하여 SMR 시장 진출을 추진하고 있습니다.
  • 테라파워 [기업]: 빌 게이츠가 설립한 테라파워는 차세대 SMR 기술을 개발하고 있으며, 사용후핵연료 재활용 기술을 적용한 SMR을 2030년부터 가동할 계획입니다.
  • SMART [기술]: SMART는 한국이 개발한 다목적 소형원자로 기술로, 2012년 표준설계인증을 획득하였습니다. 그러나 상용화에 이르지 못한 채 여러 과제를 안고 있습니다.

출처 문서