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AI 전력 수요가 앞당긴 SMR시대, 한국의 기회는?

2026.08.24 최부식, 주영근, 류시원 조회수 753

AI 데이터센터 확산으로 전력 수요가 급증하면서, 원전, 그중에서도 소형모듈원전(SMR)이 새로운 해법으로 부상하고 있다. SMR은 과거 대형 원전 사고의 원인을 기술적으로 해소했으며, 美 테라파워가 '26년 4세대 SMR 최초로 건설 허가를 취득 및 착공하면서 민간 주도 상업화의 원년을 열었다. 본 보고서는 SMR 부상의 배경과 상업화 현황을 짚고 에너지 안보 강화와 신산업 육성 관점에서 한국의 대응 과제를 살펴본다.
목차
  • 1. AI發 전력 수요 급증이 원전 르네상스의 촉매

  • 2. 원전 성장을 가로막은 3대 장벽: 안전, 비용, 장소

  • 3. SMR은 왜 다른가: 과거 원전의 한계를 기술로 극복

  • 4. SMR 개발 경쟁 본격화: 미국 선두, 한국도 추격 중

  • 5. SMR 밸류체인 구조와 글로벌 공급망 현황

  • 6. 종합 및 시사점: 한국 경제·산업에 대한 함의

Executive Summary

  • ○ AI 데이터센터 확산으로 전력 수요가 급증하면서, 낮은 단가로 24시간 무탄소 전력을 공급할 수 있는 원전, 그중에서도 SMR의 필요성이 부각됨

    • 글로벌 데이터센터 전력 수요는 '24년 415TWh에서 '30년에 약 950TWh까지 두 배 이상으로 늘어날 전망(IEA)

  • ○ 과거 원전의 성장은 체르노빌·후쿠시마 사고가 남긴 기피 심리와, 천문학적인 건설 비용 및 반복되는 공기 지연이 겹치면서 가로막혀 왔음

    • 대형 원전은 건설에만 10년 이상이 걸리며, 완공 전까지 수익이 발생하지 않아 재무 부담과 사업 불확실성을 안고 있음

  • ○ 반면 4세대 원전 SMR은 물이 아닌 냉각재(액체 소듐∙헬륨 등)와 피동안전계통, 밀폐형 설계로 과거 원전의 안전성 문제를 기술적으로 해소

    • 기존 원전의 두 대형 사고의 원인은 냉각수 상실에 따른 노심 과열로 발생한 증기∙수소 폭발로, 액체 소듐이나 헬륨을 냉각재로 사용시 대기압 수준에서 운전하기 때문에, 냉각재가 증기로 팽창하면서 발생하던 폭발 위험이 사라짐

    • 전력이 끊겨도 자연 대류만으로 노심이 냉각되는 피동형 안전시스템을 도입해 사고가 나더라도 사람이 개입해야 하는 능동 조작이 필요하지 않음

  • ○ 美 테라파워는 '26.3월 4세대 SMR로는 최초로 NRC(원자력규제위원회) 건설 허가를 취득하고 4월 원자로를 착공하면서, 민간 주도 상업화 원년을 열었음

    • 설비 용량 345MW(피크 500MW)의 SFR 방식 Natrium™은 ‘30년 상업가동이 목표로, 총 사업비 U$40억 가운데 절반을 美 정부가 지원

  • ○ 글로벌 SMR 밸류체인에는 한국 기업들이 전방위로 진입해 있음

    • 두산에너빌리티는 NuScale·X-energy·TerraPower와 핵심 주기기 공급 계약을 체결한 데 이어 '26.3월 SMR 전용 공장을 착공

    • 현대건설과 삼성물산은 EPC 역할을, SK그룹과 한수원은 TerraPower 지분 투자와 운영 파트너 역할을 각각 담당

  • ○ 에너지 다소비 국가인 한국에게 SMR은 에너지 안보 강화와 신산업 육성이라는 이중의 기회인 만큼, 정부의 i-SMR 수출 전략과 민간의 밸류체인 참여를 연계한 산업 생태계 구축이 시급한 과제

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