SMR(소형모듈원자로) 기술 현황과 한국의 도전

1. SMR의 원천기술과 한국의 보유 기업

소형모듈원자로(SMR)의 원천기술은 크게 모듈화 설계, 피동안전시스템, 냉각재 기술로 구분됩니다. 모듈화 설계는 주요 부품을 공장에서 표준화해 제작한 후 현장에서 조립하는 기술로, 건설 비용과 기간을 줄이는 핵심입니다. 피동안전시스템은 외부 전원 없이 중력·자연대류 등 물리법칙만으로 사고를 제어하는 기술로, 한국형 i-SMR은 노심손상빈도를 10⁻⁹/년 수준으로 극한 안전성을 구현했습니다. 냉각재 기술은 물 대신 소듐이나 용융염을 사용하는 4세대 원자로 기술로, 고온가스로(HTGR)와 용융염원자로(MSR)가 대표적입니다.

한국에서 원천기술을 보유한 기업은 한국수력원자력, 한국원자력연구원, 한국전력기술이 주도하고 있습니다. 특히 i-SMR 개발에는 두산에너빌리티가 증기발생기와 원자로 압력용기 제작 기술을, 삼성물산이 모듈화 건설 기술을 제공하며 협업 중입니다. 또한, 두산에너빌리티는 미국 뉴스케일파워와 협력해 핵심 기자재 공급망을 확보했고, 현대건설은 소듐냉각고속로(SFR) 개발에 참여 중입니다.

2. SMR 개발에 필요한 자본력과 기술력

SMR 개발에는 1조 원 이상의 자본이 필요하며, 기술 검증부터 상용화까지 10~15년이 소요됩니다. 미국 뉴스케일파워는 2023년 기준 18억 달러(약 2.4조 원)를 투자했으나, 2029년 상용화 목표 달성이 지연된 사례에서 확인할 수 있듯 높은 리스크가 동반됩니다.기술력 측면에서 필수적인 요소는 다음과 같습니다:

• 표준설계 인허가: 미국 NRC의 경우 인허가 취득에만 5~7년 소요되며, 한국도 2028년 i-SMR 표준설계 승을 목표로 3,992억 원을 투자 중입니다.
• 모듈 제조 인프라: 두산에너빌리티는 경남 창원에 SMR 전용 공장을 건설해 분말야금·전자빔 용접 기술을 확보했으며, 삼성중공업은 해상 SMR용 CMSR 파워 바지 설계로 ABS 인증을 획득했습니다.
• 융합 기술: AI 기반 원격 모니터링, 3D 프린팅 적용이 필수적이며, 한국전력기술은 무붕산 운전 기술로 폐기물을 30% 감축했습니다.

3. 한미 SMR 기술개발 현황 및 격차

미국은 테라파워(나트륨냉각), 뉴스케일파워(경수로)가 선두주자입니다. 뉴스케일파워는 2020년 NRC로부터 세계 최초 SMR 설계인증을 취득했으며, 유타주 프로젝트로 2030년 상용화를 목표로 합니다. 그러나 발전단가 58달러/MWh로 경제성 논란이 지속되고 있습니다.

한국은 i-SMR을 통해 2028년 표준설계인가를 목표로 하며, 170MWe급 일체형 설계로 탄력운전(20~100% 출력 조절)이 가능해 재생에너지와의 연계성이 뛰어납니다. 기술 격차는 미국이 실증 단계인 반면 한국은 기본설계 완료 수준으로 5~7년 차이로 분석됩니다. 다만, 한국의 경우 해외 기업과의 전략적 협력(예: SK의 테라파워 투자)으로 기술 흡수 속도를 높이고 있습니다.

4. 국내 SMR 개발 업체 및 협력사

주요 개발사는 다음과 같습니다:

• 두산에너빌리티: 뉴스케일파워와 협력해 원자로 모듈 제작, 2024년 엑스-에너지와 고온가스로 개발.
• 한국전력기술: i-SMR의 무붕산 운전·내장형 제어봉 기술 개발 주도.
• 현대건설: 소듐냉각고속로(SFR) 및 원전해체 기술 연구.

하청 협력사로는 DL이앤씨(모듈 건설), 우리기술(계측제어시스템), 대창스틸(방사능 차단재) 등이 참여하며, 110개 이상의 중소기업이 생태계를 구성중입니다.

5. 국내 SMR 투자 현황 및 자금 출처

정부는 2023~2028년 3,992억 원을 i-SMR 개발에 투입하며, 2024년 추가로 2.5조 원 규모의 실증 지원사업을 추진 중입니다. 민간 투자는 삼성물산(7000만 달러), SK(2.5억 달러), 한국조선해양(425억 원) 등이 해외 기술 선점을 위해 자금을 집행했습니다.자금 조달 구조는 정부 출연금(70%)과 민간 분담금(30%)으로 구성되며, 한국산업은행 등이 PF(프로젝트파이낸싱)를 지원할 계획입니다.

6. 한국 SMR 시장 전망 및 투자 전략

글로벌 SMR 시장은 2035년 630조 원 규모로 성장할 전망이며, 한국은 해상플랜트·원자력추진선 분야에서 경쟁우위를 점할 것으로 기대됩니다. 2028년 i-SMR 표준설계 완료 후 폴란드·영국 등 유럽 시장 진출이 유력하며, 2030년대 본격적인 수출 계약이 예상됩니다.투자자 관점에서는 두산에너빌리티(원자로 제작), 한전기술(설계), DL이앤씨(건설) 등이 핵심 종목으로 꼽힙니다. 단기적으로는 기술 검증 리스크가 존재하지만, 2030년 이후 해외 수주 확대시 CAGR 25% 이상의 성장 가능성이 있습니다.

https://www.hankyung.com/article/2024010552845

"한국, 146조원 세계 SMR시장 톱3 목표"