AI전력 해결사되나…SK이노 손잡은 美차세대 원전 잰걸음

美테라파워 소듐 기반 SMR '케머러 1호기' 건설현장

미국 4세대 SMR 최초 건설승인…2031년 상업 가동

韓기업들 투자·공급…SK이노, 아시아 시장 독점권 보유

[케머러=뉴시스]이윤희 특파원 = 지난달 28일(현지 시간) 미국 와이오밍주 케머러의 테라파워 소형모듈원자로(SMR) '케머러 1호기' 건설현장. 2026.06.04.

[워싱턴=뉴시스] 이윤희 특파원 = "우리는 에너지의 미래를 만들어가고 있으며, 바로 여기가 모든 것이 시작되는 지점입니다. 이곳은 차세대 원자력 에너지의 발상지입니다."

지난달 28일(현지 시간) 미국 와이오밍주 케머러 건설현장 내 컨테이너 박스에서 마이크를 잡고 취재진 앞에 선 크리스 르베스크 테라파워 최고경영자(CEO)는 이같이 말했다.

인공지능(AI) 산업 발달로 전세계적으로 전기 수요가 폭등할 것으로 예상되는 가운데, 첨단 원전 설계 기술을 보유한 업체의 자신감이 묻어났다.

미 서부 유타주 솔트레이크시티에서 차로 두시간여 달려 도착한 건설현장은 허허벌판에 가까웠지만, 미국 최초 상업용 4세대 원전인 소형모듈원자로(SMR) '케머러 1호기'를 세우기 위한 준비가 차곡차곡 진행 중이었다.

[케머러=뉴시스]이윤희 특파원 = 지난달 28일(현지 시간) 미국 와이오밍주 케머러의 테라파워 소형모듈원자로(SMR) '케머러 1호기' 건설현장. 2026.06.04.

美최초 비경수로 첨단 원전…경제성·효율성·안전 강점

테라파워는 지난 3월 케머러 1호기에 대한 미 원자력규제위원회(NRC) 건설허가를 획득해 4월 착공에 들어갔다.

NRC의 신규 상업용 원전 건설허가는 무려 10년 만이며, 이마저도 계획보다 9개월가량 앞서 승인이 이뤄졌다고 한다. NRC가 비경수로형 상업용 원전 건설을 승인한 것은 이번이 최초다.

SMR은 쉽게 말해 소규모 원전인데 주요 설비와 구조물을 미리 제작해 현장에서 조립 및 설치가 가능하다. 여기에 비경수로 기술을 적용한 것을 4세대 원전으로 분류한다. 비경수로형은 물 대신 다른 냉각재를 활용해 안전성과 열효율을 대폭 높인다.

결과적으로 안전성은 높고 건설비용은 낮으며 공사기간은 짧다. 필요토지나 입지조건도 유연하며 출력 조정이 가능해 훨씬 효율적이라는 평가를 받는다. AI 시대 차세대 에너지원으로 주목받는 이유다.

테라파워가 개발한 것은 소듐(나트륨)냉각고속로다.

경수로형 원전은 물이 끓지 않도록 높은 압력을 유지해야 해 위험성이 높지만, 액체 소듐은 880도 고온에서도 끓지 않는다. 전원이 차단돼도 자연 냉각이 가능하고 출력 조정도 용이하다고 한다.

[케머러=뉴시스]이윤희 특파원 = 지난달 28일(현지 시간) 미국 와이오밍주 케머러의 테라파워 소형모듈원자로(SMR) '케머러 1호기' 건설현장에서 크리스 르베스크 테라파워 최고경영자(CEO)가 취재진 질문에 답하고 있다. 2026.06.04.

현실 검증 아직…케머러 1호, 2031년 상업 가동 계획

다만 4세대 SMR은 출발 단계다 보니 실제 운영을 통해 안전성과 상업성을 검증받지는 않았다. 에너지 업계가 케머러 1호기를 주시하고 있는 것도 이 때문이다. 미국 내 4세대 원전 업체 중 건설허가를 받은 곳은 테라파워가 유일하다.

해발 2200m 공사현장은 맑은 날씨에도 아직은 황량한 인상을 줬다. 소듐(나트륨) 시험·충전용 건물만 들어서 있었고 실제 에너지 생산과 저장이 이뤄지는 원자로 구역과 에너지 구역은 아직 토대를 다지는 중이었다.

테라파워는 올해 7월부터 본격적으로 콘크리트 시공에 들어가며, 완공에는 36개월가량이 소요될 것으로 보고 있다. 이후 1년~1년반가량 시운전을 거쳐 2031년 상업 가동이 목표다.

케머러 1호기는 단일 호기 기준 345㎿급이다. 저장장치를 활용하면 일시적으로 최대 500㎿까지 끌어올릴 수 있다. 500㎿는 약 40만 가구에 전력을 공급할 수 있는 규모다.

르베스크 CEO는 "이 기술은 경수로형 원전의 절반 비용"이라며 "첫 발전소는 5~6번째 발전소보다 비싸겠지만, 발전소를 지어가면서 매우 빠르게 나트륨 원가를 천연가스와 경쟁할 수준으로 만들 것이란 점을 보여줄 수 있었다"고 강조했다.

[케머러=뉴시스]이윤희 특파원 = 지난달 28일(현지 시간) 미국 와이오밍주 케머러의 테라파워 소형모듈원자로(SMR) '케머러 1호기' 건설현장. 2026.06.04.

2대 주주 SK이노, 2035년 한국 첫 SMR 건설 추진

테라파워는 마이크로소프트 창업자인 빌 게이츠가 2008년 설립한 원전 기업으로, 20년에 가까운 연구개발을 통해 상용화 단계를 넘보고 있다. 르베스크 CEO는 "첫번째 발전소가 가동될 때 쯤에는 약 12개의 발전소가 건설 중일 것으로 계획하고 있다"고 말했다.

AI 빅테크들의 관심은 현실이다. 메타는 2035년까지 최대 8기의 나트륨 발전소를 도입하는 계약을 맺었다. 엔비디아도 지난해 6월 테라파워의 6억5000만 달러 규모 투자 라운드에 참여했다.

한국 기업들과도 인연이 깊은데 2대 주주가 SK이노베이션이다. SK이노베이션은 지주사인 SK㈜와 함께 2022년 2억5000만달러의 지분을 투자했다. 한국수력원자력(한수원) 역시 일부 지분을 보유하고 있으며 HD현대와 두산에너빌리티는 주요 부품을 제작해 공급한다.

[케머러=뉴시스]이윤희 특파원 = 지난달 28일(현지 시간) 미국 와이오밍주 케머러의 테라파워 소형모듈원자로(SMR) '케머러 1호기' 건설현장에서 크리스 르베스크 테라파워 최고경영자(CEO)가 취재진 질문에 답하고 있다. 2026.06.04. 

르베스크 CEO는 "이러한 협력 관계는 우리에게 정말 중요하다"며 "우리는 자신있는 기술을 보유하고 있지만 이를 실제 구현하고 규모를 확장하기 위해선 한국 파트너들의 협력이 필수적이다"고 말했다.

이어 "첫 프로젝트는 미국에서 진행될 예정이지만 언젠가는 한국에도 나트륨 원자로가 도입될 것으로 분명히 예상한다"며 "한국에 꽤 자주 가는데 미래에 게이츠와 함께 방문할 것이라 확신한다"고 강조했다.

SK이노베이션은 단순 지분 외에도 소듐냉각고속로를 활용한 SMR 기술의 아시아 시장 독점 활용권도 보유하고 있다.

SK이노베이션은 "AI 데이터센터·배터리·반도체 등 SK 그룹의 핵심 산업과 연계한 에너지 솔루션 전반에 걸친 생태계 구축에 나설 계획"이라며 "구체적으로 2035년 상업화를 목표로 국내 최초 4세대 SMR 건설을 추진할 예정"이라고 밝혔다.

국내뿐만 아니라 베트남 시장도 겨냥하고 있다. SK는 지난 4월 베트남 응에안성 정부, 국가혁신센터(NIC)와 AI 생태계 조성을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]