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SMR(소형모듈원자로)의 무한한 가능성과 전략 - 삼일PwC경영연구원 본문
AI에 대한 수요가 크게 확대되며 데이터센터에 대한 전력 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이에 따라 글로벌 빅테크 기업들은 무탄소 에너지이면서 대규모 전력 공급이 가능한 SMR(Small Modular Reactor, 소형모듈원자로)에 주목하고 있다. 이러한 SMR 시장 선점을 위해 전 세계적으로 다양한 정책을 적극적으로 추진 중인 가운데, 우리나라 정부 역시 한국형 노형인 i-SMR 기술개발 및 다양한 노형의 국내외 사업화 방안을 지원하고 있으며, 제11차 전력기본계획 실무안(초안)에 2035년 이후 SMR을 0.7GW 설치한다는 계획을 반영하고 더욱 다양한 지원방안을 마련할 것으로 보인다.
I. 탄소중립 솔루션으로서의 SMR
1. SMR의 정의
SMR은 소형(Small) 모듈(Modular) 원자로(Reactor)의 줄임말로, 일반적인 대형원전은 설비용량 1,000MWe 이상이고 모든 건설 과정이 부지에서 진행되어야 하나, 소형원전은 설비용량이 300Mwe 이하인 모듈형으로 공장에서 생산한 후 현장에서 조립할 수 있으며 표준화될 수 있다.
대형원전과 소형모듈원전 비교
기존 대형원전과 같이 일반 물로 조절 및 냉각되는 가압경수로(PWR)형 SMR은 3세대 원전으로 분류되며, 그 외에 초고온가스로(HTR), 소듐냉각로(SFR), 납냉각로(LFR), 용융염로(MSR)와 같은 차세대 기술을 적용한 SMR은 4세대 원자로 혹은 선진 원자로(Advanced Reactor)로 분류된다.
2. SMR 시장 전망
SMR은 대형원전 대비 높은 경제성 및 안전성과 재생에너지를 보완하는 전원으로 활용될 수 있는 특성들로 인해 탄소중립 달성의 주요한 수단으로서 주목받고 있다. NEA(원자력에너지기구)는 2050년까지의 원자력 수요량 1,160GWe 중 41%인 479GWe는 기존 원전의 지속적인 운영과 현재 계획된 대형원전의 건설로 충당할 수 있으며, 나머지 59%에 해당하는 681GWe 중 SMR이 최대 절반 이상(55%)에 해당하는 375GWe를 충당할 것으로 예측했다.
NEA 원자력 수요 전망
3. 글로벌 SMR 개발 경쟁
현재 SMR을 개발 중인 업체는 전 세계 약 70여 개로, 시장 선점을 위한 개발 경쟁이 전개되고 있다. 주요 노형들은 대부분 표준설계 및 인허가 과정을 마무리하고 있으며, 2030년대 초에 상업운전이 진행할 예정이다. 국내에서 개발 중인 혁신형 SMR(i-SMR)은 2028년 표준설계인가 획득을 목표로 표준 설계 중이다.
주요 노형의 개발 현황
4. 국내 기업들의 SMR 투자 현황
SMR 시장의 개화를 앞두고 국내 기업들은 미래 사업기회 확보를 위해 주요 선도 노형 개발사들에 전략적으로 투자하고 있으며, 그 외 기업들도 투자 관심도가 높아지고 있다.
주요 노형사별 국내 기업 투자 및 사업 협력 현황
II. 국내 SMR 사업은 어떻게 진행될 것인가
1. 주요국 개발 현황 및 정부 지원 현황
미국은 SMR 개발과 실증을 기업의 단독 투자만으로 추진하는 것에 어려움을 인식하고, 에너지부(DOE)를 주축으로 ‘선진원자로 실증사업(ARDP)’을 2020년 5월부터 추진하고 있다. 영국도 SMR 건설을 적극적으로 검토 중으로, 내년 초 2개 기업을 선정하여 2029년까지 최종 투자결정(FID)을 진행할 계획이다. 한편, 일본은 일본 산업부의 녹색성장전략에 따라 민간 기업 간 경쟁을 통해 여러 SMR 노형 개발을 유도하고 있다.
2. 우리나라 정책 예고 - 민간이 참여하는 SMR 사업
대한민국의 SMR 정책은 한국형 SMR 개발과 다양한 노형 활용이라는 Two-Track 전략을 채택하고 있다. 한국형 SMR의 사업개발을 위해 i-SMR 홀딩스(가칭) 설립이 계획되어 있으며, 이는 민간 주도의 기술 개발 및 사업화를 위한 기술지주회사로서의 역할을 할 것으로 예상된다. 동시에 국내 기업들이 다양한 해외 SMR 기술과 협업하는 것을 지원함으로써, 글로벌 SMR 시장에서의 경쟁력 확보와 자체 기술력 향상을 동시에 추구하고 있다.
주요 노형사별 국내 기업 투자 및 사업 협력 현황
3. 공공과 민간의 역할은 무엇인가?
초기 단계에서는 공공 부문이 기술 개발 및 실증을 위한 대규모 투자, 인허가 체계 구축 등을 주도하고, 민간 부문은 기술 개발 참여와 해외 노형 투자 및 협력 관계 구축에 집중할 것으로 예상된다. 시장이 성숙 단계에 접어들면, 민간 부문의 시장 참여가 확대되고 글로벌 SMR 산업 생태계에서 핵심 플레이어로 자리매김하는 반면, 공공 부문은 차세대 원자로에 대한 기술 개발, 인허가와 안전 감독 등의 역할을 수행할 것으로 예상된다.
4. SMR 사업 모델은 무엇이 있는가?
SMR 사업의 밸류체인은 사업 개발, 원자로 설계와 핵심 기기 및 모듈 제작과 현장 건설, 발전소 운영 및 유지보수, 연료 공급, 폐기물 관리 단계로 구분될 수 있다.
초기 시장에서는 디벨로퍼 및 금융 조달, 핵심 부품 및 시스템 등 기자재 공급 모델이 있을 수 있으며, 기술이 성숙하고 시장이 확대되는 중기 이후에는 BOO(Build-Own-Operate), EPCC(Engineering, Procurement, Construction, Commissioning) 또는EPCM(Engineering, Procurement, Construction Management), 운영유지보수 모델 등이 가능하다.
한편, SMR이 다른 산업과 융합되면서 수소충전소 연계 모델, 탄소중립도시 개발 모델, 집단에너지사업 연계 모델 등으로 확장될 수 있으며, SMR 수요에 따라 노후석탄화력 전환(Coal to SMR) 모델, 분산에너지 모델 등도 가능하다.
III. SMR 사업 추진을 위한 제언
1. 시장 선점할 SMR 기술 밸류에이션
단순한 기술 개발을 넘어, SMR 관련 기술의 경제적 가치를 정확히 평가하고 이를 바탕으로 한 투자 포트폴리오 구축이 중요하다.
2. SMR 사업 타당성 확보, 혁신적 비즈니스 모델 수립
다양한 전략적 투자자(SI)와 재무적 투자자(FI)를 발굴하고 연결하는 것, 다각도의 프로젝트 파이낸싱 구조를 설계하는 것, 그리고 정부 보조금과 지원 프로그램 등을 효과적으로 활용하는 방안을 수립하는 것이 필요하다.
3. 이해관계자 관리
각 산업별 전력 수요 패턴에 따른 SMR의 경제성 평가, 장기 전력구매계약(PPA) 모델 개발 등 복합적인 요소들을 고려해야 한다. 또한 각 지역의 규제 환경, 인프라 현황, 경제적 조건 등에 대한 철저한 분석과 함께 현지화 전략 수립이 필요하다.
https://www.pwc.com/kr/ko/insights/industry-focus/smr-guidebook.html
