美 차세대 원자로 개발 속도…"7년 내 첫선"

미국이 원자력 산업 부흥 정책에 속도를 내고 있다. 중국과 러시아에 뺏긴 원전 주도권을 되찾고, 원전 경쟁력을 높여 에너지 안보를 강화해야 한다는 목소리가 미국 내에서 커지고 있기 때문이다. 트럼프 행정부는 차세대 원전 연구·개발(R&D)을 지원하고 원전 연료인 우라늄 채굴 광산을 확대하는 내용을 골자로 한 ‘원자력 전략 보고서’를 지난달 발표했다.

미 에너지부는 이 전략의 일환으로 올해 차세대 원자로 개발 사업에 2억3000만달러(약 2840억원)를 투입한다고 밝혔다. 5~7년 내 미래형 원형로 2기를 완성하는 게 목표다. 원자로는 민간 기업과 50대50 협업을 통해 제작할 예정이며, 미 에너지부는 원자로 개발에 최대 40억달러(약 5조원)를 지원할 방침이다.

미국 펜실베이니아에 있는 스리마일 원자력발전소/연합뉴스
댄 브룰렛 미 에너지부 장관은 "차세대 원전은 미국의 에너지 안보는 물론 온실가스 감축 노력 등 환경 관리에 중요하다"고 했다. 레인 제나토우스키 미 에너지 첨단연구프로젝트 사무국장도 "첨단 원자로는 수백만 미국 가정에 안정적이고 저렴한 청정 전력을 공급할 수 있는 잠재력을 지니고 있다"고 말했다. 원전이 온실가스를 배출하지 않는 청정 에너지원이자, 저렴하면서도 안정적인 전력 공급원이라는 점을 강조한 것이다.

원자로는 핵분열을 조절하는 장치로, 원자력발전소의 핵심 기기 중 하나다. 원자로의 설계 유형은 만든 시기와 방식에 따라 구분하는데, 현재 전 세계 대다수 원자력발전소에서 사용하는 원자로는 1960년대 이후 상용화된 2세대 상업용 원자로다. 고리 1·2호기 원전과 월성 원전이 이에 해당한다. 이후 성능을 개선한 3세대 원자로가 1980년대 개발됐고, 1990년대부터 건설된 원전에 적용되기 시작했다.

미 에너지부는 기존 원자로보다 안전하고 경제성을 높인 4·5세대 미래형 원자로 개발에 총력을 기울이고 있다. 여기에는 미 원전업체 뉴스케일파워가 주도하고 두산중공업(034020)이 참여하고 있는 소형모듈원전(SMR) 개발 사업과 다중시험원자로(VTR) 개발 사업이 포함된다. 소형원전은 발전용량 300MW 이하의 작은 원전으로, 크기는 대형 원전의 약 150분의 1 수준이다. 규모가 작아 건설 비용이 낮고 외부 충격에도 방사선 누출 위험이 대형 원전보다 적어 안전성이 높다는 점이 특징이다.

누스케일은 2026년 완공을 목표로 미 아이다호주에 첫 소형모듈원전을 짓고 있다. 두산중공업은 핵분열을 통해 증기를 발생시키는 핵심 설비인 원자로 모듈을 뉴스케일에 공급할 예정이다. 이를 위해 지난해 4400만 달러(약 543억원) 규모의 지분투자 등을 마쳤다. 미 정부가 자국 원전 산업을 육성하기 위해 추진하는 사업에 두산중공업이 참여하게 된 이유는 미국 자체 기술만으로는 소형모듈원전을 완공할 수 없기 때문이다.

미국은 지난 30년 사이 신규 원전 건설이 중단되면서 원전 산업이 무너졌고, 전문가들이 떠나면서 원전 독자 시공 능력을 상실했다. 여기에 노후원전이 하나둘씩 문을 닫으면서 전체 전력 생산에서 원전이 차지하는 비중도 서서히 줄었다. 현재 원전은 미국 전력의 약 20%를 공급하고 있다. 가동 중인 원전은 96기로, 1990년대 초반 113기와 비교해 약 17기 줄었다.

이런 흐름을 바꾸려는 미국의 원전산업 부흥 정책은 국내 원전 기업이 차세대 원전 개발에 참여하고 수출을 확대할 수 있는 기회다. 그러나 전문가들은 정부의 탈원전 정책으로 머지않아 수출길이 막힐 것을 우려하고 있다. 정부의 탈원전 기조에 속도가 붙으면서 국내 원전 생태계는 고사 위기에 처했다. 대표 원전 기업인 두산중공업은 경영난에 시달리고 있다. 지난 1분기에만 3000억원 규모의 당기순손실을 기록했다.

정용훈 카이스트 교수는 "미국이 신규 원전 몇개를 짓고 시공 능력을 회복한 뒤에는 굳이 국내 업체와 손잡으려 하지 않을 것"이라며 "설령 해외 유수 차세대 원전 개발 프로젝트에 참여를 하더라도 지금처럼 원전 부품업체들이 도산해서 원전 생태계가 무너지면 제때 핵심 설비를 납품하지 못하는 문제가 발생할 수 있다"고 말했다.

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