최근 세계 에너지 시장에서 소형모듈원자로(SMR)가 큰 주목을 받고 있습니다. 빌 게이츠, 마크 저커버그 같은 글로벌 IT 리더들도 SMR과 같은 차세대 에너지 기술에 관심을 보여 왔습니다. 예를 들어 빌 게이츠가 설립한 테라파워는 SMR 개발에 적극 투자하며 기술 상용화를 추진하고 있고, 구글·마이크로소프트 등 글로벌 빅테크 기업들도 데이터센터 전력 수요를 안정적으로 충족하기 위한 방안으로 SMR 전력 구매 계획을 발표하기도 했습니다.
SMR은 단순히 학계나 정부 차원의 연구 기술이 아닙니다. 실제로 빌 게이츠가 설립한 테라파워(TerraPower)는 SMR 건설을 위한 프로젝트를 진행하며, 향후 수십 기의 SMR을 통해 무탄소 발전을 실현하려는 계획을 공개했습니다. 또한 구글은 SMR 전력을 데이터센터에 공급받는 세계 최초의 계약을 체결하며, 에너지 집약적 산업에서도 SMR의 가능성을 인정했습니다.
이처럼 기술적 가능성뿐 아니라 주요 산업 리더들이 SMR을 사업 기회와 에너지 전략의 핵심으로 인식하면서, SMR 산업은 글로벌 투자자와 정책 결정자들의 집중 관심을 받고 있습니다.
SMR이란 무엇이며 기존 원자력 발전소와의 차이점
SMR(Small Modular Reactor)은 일반적으로 전기 출력이 300MW 이하인 소형 원자로를 의미합니다. 기존 대형 원자력 발전소와 달리 공장에서 모듈 형태로 사전 제작한 후 현장에서 조립하는 방식이 적용되어, 건설 기간과 초기 투자 비용을 크게 줄일 수 있다는 특징을 가지고 있습니다.
기존 원자력 발전소는 대규모 부지 확보가 필요하고, 주로 해안 인근에만 설치가 가능하다는 지리적 제약이 존재했습니다. 반면 SMR은 구조가 단순하고 규모가 작아 내륙 지역, 산업단지, 데이터센터 인근 등 다양한 위치에 설치할 수 있어 부지 선정의 자유도가 매우 높습니다. 이는 전력 생산과 소비가 같은 지역에서 이루어질 수 있다는 점에서 송전 손실을 줄이고 전력 공급 효율을 높이는 장점으로 이어집니다.
특히 SMR은 AI 데이터센터와의 연계에 최적화된 전원으로 평가받고 있습니다. AI 데이터센터는 24시간 안정적인 대규모 전력을 필요로 하지만, 태양광이나 풍력과 같은 재생에너지는 출력 변동성이 커 단독 전원으로 활용하는 데 한계가 있습니다. SMR은 이러한 한계를 보완하며, 데이터센터 바로 인근에 설치해 안정적인 전력 공급과 운영 비용 절감을 동시에 실현할 수 있습니다.
안전성 측면에서도 SMR은 기존 원전 대비 한 단계 진화한 설계를 적용하고 있습니다. 출력 규모가 작고, 자연 냉각이 가능한 피동형(수동형) 안전 시스템이 도입되는 경우가 많아 사고 발생 가능성이 낮으며, 비상 상황에서도 외부 전력 없이 안전성을 유지할 수 있도록 설계됩니다. 이러한 특성은 도심 인접 지역이나 산업시설 근처 설치 가능성을 높이는 요인으로 작용하고 있습니다.
아래 비교표는 이러한 SMR과 기존 대형 원자력 발전소의 차이를 발전 용량, 안전 시스템, 건설 기간, 입지 조건 측면에서 한눈에 정리한 것입니다. 단순한 규모 차이가 아니라, 전력 공급 방식과 산업 활용 구조 자체가 다르다는 점을 확인하실 수 있습니다.
[비교 분석] SMR vs 기존 대형 원전
| SMR (소형 모듈 원자로) | 기존 대형 원전 |
|---|---|
| 발전 용량 | |
| 300MW 이하 (소규모/분산형) |
1,000MW 이상 (대규모/중앙집중형) |
| 안전 시스템 | |
| 피동형 냉각 (자연 대류 방식) |
능동형 냉각 (외부 전원/펌프 필요) |
| 건설 기간 및 비용 | |
| 2~3년 내외 낮은 초기 자본금 |
10년 이상 막대한 초기 자본 |
| 입지 조건 | |
| 유연한 입지 내륙 배치 가능 |
해안가 필수 대량 냉각수 필요 |
이처럼 SMR은 단순히 크기만 줄인 원자력 발전소가 아니라, 에너지 소비지 인근에 배치 가능한 분산형 전원이라는 점에서 기존 대형 원전과 근본적인 차이를 갖습니다. 이러한 구조적 차별성은 향후 AI 산업, 데이터센터, 반도체 공장 등 전력 다소비 산업 확산 과정에서 SMR의 활용 가능성을 더욱 확대시키는 핵심 요인으로 작용할 것으로 전망됩니다.
왜 지금 SMR인가, 그리고 왜 한국 산업이 주목받는가
SMR 산업이 주목받는 가장 큰 이유는 에너지 전환과 산업 구조 변화가 동시에 진행되고 있기 때문입니다. 탄소중립 정책 확산으로 안정적인 무탄소 전력원이 필요해진 가운데, 인공지능(AI)·데이터센터·반도체 산업 확대로 전력 수요가 폭발적으로 증가하고 있습니다. 이러한 환경에서 24시간 안정적인 전력 공급이 가능한 SMR은 재생에너지의 한계를 보완하는 현실적인 대안으로 부상하고 있습니다.
특히 SMR은 건설 기간이 짧고 초기 투자 부담이 상대적으로 낮아, 기존 대형 원전보다 정책·재정 리스크가 낮은 발전 설비로 평가받고 있습니다. 또한 모듈 단위 증설이 가능해 전력 수요 증가 속도에 맞춰 단계적으로 발전 용량을 확대할 수 있다는 점도 주요 강점으로 꼽힙니다.
이러한 SMR 산업 환경에서 한국은 구조적으로 경쟁력을 갖춘 국가로 평가받고 있습니다. 한국은 오랜 기간 원자력 발전소를 건설·운영해 온 경험을 바탕으로, 원자로 설계·주기기 제작·시공·운영에 이르는 전 주기 기술 역량을 보유하고 있습니다. 이는 SMR과 같이 표준화·모듈화가 중요한 산업에서 큰 강점으로 작용합니다.
국내 기업 가운데서는 두산에너빌리티가 SMR 핵심 기기 제작과 글로벌 프로젝트 참여를 확대하고 있으며, 한국수력원자력(KHNP)은 SMR 설계 표준화와 실증 사업을 통해 기술 신뢰도를 높이고 있습니다. 이 외에도 원전 기자재, 정밀 기계, 제어 시스템 분야의 중소·중견 기업들이 SMR 공급망에 참여할 수 있는 기반을 갖추고 있습니다.
결과적으로 SMR 산업은 단순한 에너지 기술을 넘어 한국이 기존 원전 산업 경쟁력을 바탕으로 글로벌 시장에서 재도약할 수 있는 기회 산업으로 평가됩니다. 정책 지원과 글로벌 수요 확대가 맞물릴 경우, 국내 원전 산업 생태계 전반에 긍정적인 파급 효과를 가져올 가능성이 높습니다.
글로벌 SMR 산업 동향과 향후 성장 전망
글로벌 SMR 산업은 실증 단계를 넘어 상용화 초기 국면으로 진입하고 있으며, 주요 국가를 중심으로 구체적인 투자와 설치 계획이 빠르게 확대되고 있습니다. 특히 에너지 안보 강화와 탄소중립 목표 달성이 동시에 요구되는 상황에서, SMR은 정책적·산업적 대안으로 자리매김하고 있습니다.
미국에서는 DOE(미 에너지부)가 수십억 달러 규모의 예산을 투입해 SMR 실증 및 초기 배치 프로젝트를 지원하고 있습니다. NuScale, TerraPower 등 민간 기업들은 데이터센터와 산업단지 전력 공급을 목표로 10GW 이상 규모의 SMR 인프라 구축을 장기적으로 추진하고 있으며, 이는 SMR이 단순 실험 기술이 아닌 상업 전력원으로 인식되고 있음을 보여줍니다.
유럽 역시 SMR 도입에 적극적입니다. 영국에서는 롤스로이스 SMR이 국가 전략 프로젝트로 지정되어 있으며, 체코 전력회사 CEZ와의 협력을 통해 중·동부 유럽 지역까지 공급망 확대를 모색하고 있습니다. 이는 SMR이 에너지 수입 의존도가 높은 국가들의 전력 자립 수단으로 활용되고 있음을 의미합니다.
다수의 글로벌 에너지 시장분석 자료에 따르면, SMR 시장은 2030년 전후 상용 원전 가동을 기점으로 본격적인 성장 궤도에 진입할 것으로 전망됩니다. 초기에는 제한적인 설치에 그치지만, 2035년 이후부터는 누적 설비 용량이 빠르게 증가하며 2040년 이후에는 100GW를 상회하는 시장으로 확대될 가능성이 제기되고 있습니다.
특히 인공지능(AI) 데이터센터, 반도체 클러스터, 수소 생산 시설 등 대규모·연속 전력 수요 산업이 급증하면서, 안정적인 기저 전력을 공급할 수 있는 SMR의 전략적 가치가 더욱 부각되고 있습니다. 이러한 수요 구조 변화는 SMR 시장의 성장 속도를 기존 전망보다 앞당길 수 있는 요인으로 작용할 가능성이 큽니다.
연도별 글로벌 SMR 누적 발전 용량 전망
(단위: GW, Gigawatt)
성장 포인트: 2030년 상용 원전 가동을 기점으로 2035년부터 시장이 본격적인 팽창기에 진입할 것으로 예측됩니다. 특히 AI 데이터센터의 전력 수요가 막대해짐에 따라 성장 속도는 더 가팔라질 수 있습니다.
국내 SMR 정책 지원과 기술·특허 리스크
한국 정부 역시 소형모듈원자로(SMR)를 차세대 원자력 산업의 핵심 축으로 인식하고, 정책적 지원 기반을 단계적으로 구축하고 있습니다. 전력수급기본계획에는 혁신형 SMR(i-SMR) 도입 방향이 반영되었으며, 중장기 에너지 믹스 내에서 SMR의 역할을 제도적으로 검토하는 과정이 진행 중입니다.
특히 정부와 공공기관을 중심으로 SMR 설계 표준화, 안전 규제 체계 정비, 인허가 사전 준비가 병행되고 있으며, 이는 향후 상용화 과정에서 불확실성을 줄이기 위한 사전 작업으로 해석됩니다. 한국형 SMR 모델을 독자적으로 확보하려는 움직임도 점차 구체화되고 있습니다.
입법 측면에서도 변화가 나타나고 있습니다. 국회에서는 SMR을 기존 대형 원전과 구분하여 정의하고, 연구개발 및 실증 사업을 지원할 수 있는 법적 근거를 마련하려는 논의가 이어지고 있습니다. 아울러 원전 산업 전반에 대한 세제·금융 지원 확대 가능성도 함께 검토되고 있습니다.
다만 정책적 지원과 함께 기술 및 특허 리스크 역시 중요한 변수로 작용합니다. 글로벌 SMR 시장은 미국과 유럽 기업들이 핵심 설계와 안전 기술 관련 특허를 상당 부분 선점하고 있으며, 실제로 일부 국가 및 기업 간에는 원자로 설계·모듈 기술을 둘러싼 지식재산권 분쟁가 발생한 사례도 존재합니다.
이러한 특허 이슈는 단순한 법적 문제를 넘어, 향후 수출 경쟁력과 프로젝트 참여 범위를 제한할 수 있는 요소로 작용할 수 있습니다. 따라서 국내 SMR 산업이 지속적으로 성장하기 위해서는 단기적인 정책 지원뿐 아니라, 핵심 기술의 내재화와 독자 특허 확보 전략가 병행되어야 할 필요성이 커지고 있습니다.
결국 국내 SMR 산업의 성패는 정부의 제도적 뒷받침과 더불어, 기술 자립과 글로벌 특허 경쟁 속에서 얼마나 주도적인 위치를 확보할 수 있는지에 달려 있다고 볼 수 있습니다.
SMR 산업의 미래는 에너지 혁신의 핵심
소형모듈원자로(SMR) 산업은 단순한 기술 트렌드를 넘어, 글로벌 에너지 전환과 산업 구조 변화의 핵심 축으로 빠르게 부상하고 있습니다. 대형 원전이 갖는 건설 부담과 지역 수용성 문제를 보완하면서, 탄소중립과 에너지 안보라는 두 가지 과제를 동시에 해결할 수 있는 현실적인 대안으로 평가받고 있습니다.
특히 각국 정부의 정책 지원, 대기업과 공공기관의 참여, 그리고 AI 데이터센터·첨단 산업의 전력 수요 확대는 SMR 산업의 성장 가능성을 더욱 구체화시키고 있습니다. 이는 SMR이 장기적인 연구 과제가 아닌, 중장기 상용화 산업으로 진입하고 있음을 의미합니다.
다만 SMR 산업의 성장은 자동적으로 보장되는 것은 아닙니다. 기술 경쟁력 확보, 글로벌 특허 분쟁 가능성, 규제 및 인허가 속도 등 해결해야 할 과제도 분명히 존재합니다. 따라서 향후 SMR 산업의 방향성은 정책 실행력과 기술 내재화 수준에 따라 국가별·기업별로 뚜렷한 차이를 보일 가능성이 큽니다.
결국 SMR 산업은 단기적인 기대보다는 에너지 정책, 산업 전략, 기술 경쟁력을 함께 관찰해야 하는 분야입니다. 지금 이 시점은 그 가능성을 선별적으로 점검해야 할 시기이며, 에너지 패러다임 전환의 흐름 속에서 SMR이 어떤 위치를 차지하게 될지 주목할 필요가 있습니다.
SMR 산업은 에너지 혁신의 중심에 서 있으며, 그 변화는 이미 현실로 나타나고 있습니다.
[자료 출처]
본 글은 국가기관과 글로벌 에너지 기구, 그리고 원자력 산업 분석 자료를 참고하여 작성되었으며, 일부 수치와 그래프는 공신력 있는 보고서 내용을 기반으로 재구성한 자료입니다.
- IAEA (International Atomic Energy Agency): "Advances in Small Modular Reactor Technology Developments" - SMR 기술 현황 및 글로벌 배치 전망 보고서
- OECD/NEA (Nuclear Energy Agency): "The Role of Nuclear Power in the Transition to a Carbon-neutral Economy" - 탄소중립 시대의 원자력 역할 분석
- 산업통상자원부 (MOTIE): 제11차 전력수급기본계획(기안) - 혁신형 SMR(i-SMR) 도입 및 무탄소 전원 비중 확대 가이드라인
- Market Research Future / BloombergNEF: SMR 시장 규모 전망 및 AI 데이터센터 에너지 수요 연계 상용화 예측 데이터
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