8억 달러의 베팅: AI의 에너지 위기가 미국의 원자력 전환을 강제하는 방법
미국 에너지부가 월요일에 두 개의 소형 모듈형 원자로(SMR) 프로젝트에 최대 8억 달러(약 1조 1천억 원)를 지원하겠다고 발표한 것은 단순한 또 다른 보조금 프로그램을 넘어선 중요한 의미를 지닌다. 이는 연방 정부가 전력망이 한계에 도달하기 전에 인공지능(AI)의 충족 불가능한 전력 수요를 감당할 수 있다고 믿는 플랫폼을 사실상 선택했다는 것을 뜻한다.
선정된 사업은 테네시강 유역 개발 공사(TVA)가 테네시주에 GE 버노바의 BWRX-300 원자로를 배치하고, 홀텍 정부 서비스(Holtec Government Services)가 미시간주 팰리세이즈 발전소 부지에 두 개의 SMR-300 장치를 건설하는 프로젝트다. 이들은 혁신적인 기술적 도약보다는 데이터센터 전력 소비량이 두 배 이상 증가할 것으로 예측되는 2030년대 초반에 원자력 기가와트급 전력을 공급할 수 있는 능력을 인정받아 선정되었다. 크리스 라이트 에너지부 장관은 이번 결정을 "대통령의 제조업 부흥과 데이터센터 및 AI 성장을 지원하기 위한 것"이라고 명확히 언급하며, 이것이 단순히 기후 정책만을 위한 것이라는 어떤 명분도 버렸다.
이러한 시점은 불편한 현실을 드러낸다. AI가 전력 공급을 앞지르고 있다는 것이다. 엔비디아 CEO 젠슨 황은 에너지가 AI 개발에 있어 "다음 글로벌 병목 현상"이 될 것이라고 단언했으며, 데이터센터는 2030년까지 전 세계적으로 945테라와트시(TWh)의 전력을 소비할 예정인데, 이는 독일 전체를 가동할 수 있는 양이다. 엔비디아의 벤처 투자 부문은 테라파워(TerraPower)의 6억 5천만 달러(약 9천억 원) 규모 자금 조달 라운드에 투자했으며, 마이크로소프트는 10억 달러(약 1조 4천억 원) 연방 대출 지원을 받아 20년 원자력 전력 구매 계약을 체결했다. 이것은 헤지성 투자가 아니다. 필수불가결한 선택이다.
BWRX-300이 서구권의 기본값이 된 이유
GE 버노바의 원자로가 다른 경쟁사들과 차별화되는 점은 신비로운 물리학적 원리가 아니라 건설 진행 상황이다. 최초의 BWRX-300은 온타리오 발전(Ontario Power Generation)의 달링턴 발전소 부지에서 이미 건설 중이며, 2030년 전력망 연결을 목표로 한다. 온타리오는 총 1.2기가와트(GW) 규모의 4개 장치에 약 209억 캐나다 달러(CAD, 약 20조 9천억 원)를 투입하기로 약정했다. TVA의 신청으로 미국 전력 회사 중 최초로 SMR 건설 허가를 요청하게 되었으며, 이는 국경 양쪽에서 규제 동력을 창출하고 있다.
이는 뉴스케일 파워(NuScale Power)의 경고성 사례가 여전히 울려 퍼지기 때문에 중요하다. 원래 유타 프로젝트는 비용이 킬로와트당 2만 달러(약 2천8백만 원)를 초과하여 폭증한 후 무산되었고, 구매자들이 이탈했으며, 13억 5천만 달러(약 1조 8천억 원)의 연방 지원금조차 경제성이 없는 프로젝트를 살릴 수 없었다. GE 버노바는 안전 관련 콘크리트 및 건물 부피의 급진적인 축소를 통해 자본 비용을 60% 절감할 수 있다고 주장한다. 하지만 달링턴의 첫 번째 장치 건설 비용은 여전히 61억 캐나다 달러(약 6조 1천억 원)로 예상되며, 만약 최종 균등화 비용(LCOE)이 탄소 포집을 포함한 복합화력 가스 발전보다 낮지 않다면, 정치적 열의와 관계없이 대량 배치는 정체될 것이다.
BWRX-300의 비등수형 원자로(BWR) 설계는 더 큰 ESBWR에서 유래하여 규제 당국에 익숙한 기반을 제공한다. 이러한 보수성이 핵심이다. 달링턴의 4개 장치, TVA, 새스크파워(SaskPower) 및 잠재적인 유럽 배치 계획을 통해 BWRX-300은 경쟁사들이 단 한 건의 건설 착공도 확보하기 전에 사실상 서구권 3+세대 SMR의 표준이 되었다.
개발자가 아닌 '삽과 곡괭이'
전문 투자자들은 이 물결을 계산된 회의적인 시각으로 보고 있으며, 프로젝트 개발사보다는 장비 공급업체와 발전소 운영사에 초점을 맞춰 포지션을 구축한다. GE 버노바는 올해 들어 75% 상승했으며, 애널리스트 모델에는 'AI 전력망 + 원자력' 전망이 깊이 반영되어 있지만, SMR 기여는 기존 터빈 사업 위에 놓인 장기적인 콜옵션으로 남아 있다. 롤스로이스의 SMR 및 잠재적인 BWRX-300 작업 등 여러 플랫폼에 걸쳐 부품을 공급하는 BWX 테크놀로지스(BWX Technologies)는 단일 설계 위험 없이 시장 노출 기회를 제공한다.
마이크로소프트를 위해 스리마일섬 발전소 재가동을 운영하고 미국 내 최대 원자력 발전소 단지를 보유하고 있는 콘스텔레이션 에너지(Constellation Energy)는 가장 순수한 AI-원자력 발전 회사에 가까운 대리자가 되었다. 이 회사가 신용도 높은 하이퍼스케일 기업과의 장기 전력 구매 계약을 활용함으로써, 시장 가격 변동 위험에 노출되는 것보다 원자력 프로젝트의 금융 조달 가능성을 근본적으로 향상시킨다.
그러나 현명한 투자자들은 2030년 이전에 의미 있는 SMR 현금 흐름을 보장하지 않는다. 건설 기간, 공급망 제약, 인력 부족으로 인해 그 이전의 상업화는 환상에 불과하다. 가치 창출 기간은 2040년까지 이어진다. 이는 트럼프 행정부와 빅 테크 기업들이 완벽한 경제성을 기다리기보다는 지금 당장 표준을 확정하기 위해 서두르는 이유를 설명한다. 쟁점은 원자력 대 재생에너지가 아니다. 대규모 가스 발전 증설이나 순환 정전 없이 전력망이 AI의 기하급수적인 성장을 흡수할 수 있는지 여부다.
아무도 이야기하고 싶어 하지 않는 위험
열정에도 불구하고 최초 사례 원자력 프로젝트의 경제성은 아직 입증되지 않았다. 만약 달링턴의 BWRX-300이 충격적으로 높은 킬로와트당 비용을 발생시킨다면, 이는 단숨에 잠재 시장을 축소시킬 것이다. 홀텍이 노후 발전소 재가동과 동시에 새로운 SMR을 설계, 인허가, 건설하며, 이 모든 과정에서 공급업체, 건설사, 운영사, 도매 판매자 역할을 겸하는 것은 파산 변호사들이 연구할 만한 실행 복잡성을 야기한다.
연방 정부는 비용 분담 및 대출 프로그램 사무국(Loan Programs Office) 보증을 통해 초기 단계의 위험을 흡수하고 있지만, 비용이 폭증하거나 안전 문제가 발생할 경우 미래 행정부는 원자력 규제를 지연시킬 수 있다. 이것들은 정치적 주기를 헤쳐나가야 할 15년짜리 자산이다.
AI 수요는 어떤 그럴듯한 원자력 건설 일정보다 빠르게 증가하고 있다. 심지어 여러 SMR이 2030~2032년에 가동되는 낙관적인 시나리오조차 이미 발표된 10기가와트(GW) 이상의 AI 프로젝트 수요를 거의 충족시키지 못한다. 이번 10년간 대부분의 성장은 천연가스 및 전력망 개선이 담당할 것이다. 원자력의 역할은 2030년대에 그 시스템을 안정화하는 것이며, 이는 경제성이 확보되고, 건설 일정이 지연되지 않으며, 폐기물 저장에 대한 반대가 부지 선정을 방해하지 않는다는 전제하에 가능하다.
에너지부는 방금 투자를 결정했다. 이제 엔지니어링이 시작된다.
투자 조언 아님