Article at a Glance소형모듈원전(SMR)은 폭증하는 AI 데이터센터 전력 수요와 탄소중립 및 에너지 안보에 대한 요구 등 산적한 과제에 당면한 기업들에 ‘공장에서 찍어내는 안전한 원자로’로 각광받고 있다. 하지만 뉴스케일의 첫 유타발전소 프로젝트 무산 사례가 보여주듯이 FOAK(첫 상용화) 리스크, 까다로운 규제, 단위 발전비용 경쟁력 등이 경제성 확보와 상업화의 최대 걸림돌이다. 뉴스케일의 좌절과 재기의 과정은 현실적인 비용 산정과 리스크 관리, 규제 당국과의 긴밀한 협력, 다양한 사업 모델 시도, 글로벌 시장 동시 공략 등 SMR의 성공을 위한 전략적 교훈들을 남겼다. 이런 시사점을 바탕으로 한국 기업은 위험분산형 기술개발 로드맵 구축, 글로벌 표준 선점을 위한 규제 외교, 산업 생태계 강화와 글로벌 파트너십 구축, 혁신적 비즈니스 설계, 정부-민간 협력 체계 구축 등을 통해 곧 열릴 기회의 땅을 잡아야 한다.
에너지의 미래는 누가 설계하는가“폭발적으로 증가하는 전력 수요. 그 해답은 태양광도 풍력도 아닌 공장에서 만들어지는 작고 안전한 원자로에 있다.”
챗GPT의 등장 이후 3년, AI 산업이 요구하는 전력량은 중소 국가의 전력량과 맞먹는 수준으로 치솟았다. 마이크로소프트는 2030년까지 탄소 네거티브를 선언했지만 실제 데이터센터의 전력 소비는 매년 30%씩 증가하고 있다. 러시아-우크라이나 전쟁으로 에너지 공급망이 요동치는 가운데 기업들은 ‘지속가능성’과 ‘수익성’이라는 두 마리 토끼를 동시에 잡아야 하는 딜레마에 직면했다. 이 복잡한 에너지 방정식을 풀 수 있는 게임 체인저로 소형모듈원전(Small Modular Reactor, SMR)이 부상하고 있다. 하지만 기술적 가능성만으로는 시장에서 살아남을 수 없다.
진짜 승부는 이미 시작됐다. 빌 게이츠 MS 창업자의 테라파워 창업, 오픈AI를 만든 샘 올트먼의 오클로(Oklo) 창업, 구글과 아마존의 SMR 파트너십 투자
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, 국내 대기업들의 조용한 움직임까지. 누군가는 이 신시장에서 새로운 에너지 제국을 건설할 것이고, 누군가는 관망하다 기회를 놓칠 것이다. 핵심은 간단하다.
“우리 기업(개발사, 수요처, 부품공급자, 투자사 등)이 SMR 생태계에서 어떤 포지션을 취해야 최고의 수익을 창출할 수 있는가?”SMR은 무엇이고, 왜 하필 지금인가?SMR이라는 단어는 여전히 많은 사람에게 낯설다. 하지만 이 세 글자가 앞으로 우리가 사는 세상을 완전히 바꿀지도 모른다. 간단히 말해 SMR은 전기 출력 300MWe 이하의 작은 원자로다. 기존 상용 원전이 거대한 아파트 단지라면 SMR은 깔끔한 단독주택과 같다. 크기는 10분의 1로 줄었지만 안전성은 오히려 더 강화됐고, 설치는 훨씬 빨라졌으며, 활용도는 비교할 수 없을 만큼 다양해졌다.
1. 레고 블록처럼, 항공기처럼
SMR의 가장 혁신적인 점은 모듈화다. 마치 레고 블록을 조립하듯 공장에서 미리 만든 모듈을 현장에서 연결하기만 하면 된다. 항공기 제조업체들이 보잉 747을 만들 듯이 SMR도 표준화된 공정으로 대량생산할 수 있다. 기존 원전을 지으려면 건설 현장에서 10년 넘게 땅을 파고, 콘크리트를 붓고, 용접해야 하는 데 반해 SMR은 공장에서 품질 검사까지 마친 완제품을 트럭에 실어 나르기만 하면 된다. 건설 기간은 3~5년으로 단축되고 초기 투자비용도 기존 원전의 4분의 1 수준이다. 물론 실제 건설 단계에서는 해상 운송이나 도로 반입이 까다로운 지역에서 모듈 크기가 제한되거나 현장 상황에 맞게 설계를 바꿔야 할 수 있어 모듈화만으로 모든 변수를 상쇄하기가 쉽지는 않다. 하지만 궁극적으로는 제조 공정의 표준화와 대량생산을 통해 단가를 낮출 잠재력이 크다.
2. 정전돼도 스스로 식는다후쿠시마 원전 사고
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이후 사람들이 가장 걱정하는 것이 “전원이 운전 중 정지되면 어떻게 하나”다. SMR은 이 문제를 아예 다른 방식으로 해결했다. 전력이 끊겨도 중력과 자연 대류만으로 스스로 냉각된다. 마치 뜨거운 물이 식으면서 저절로 순환하는 것처럼 말이다. 게다가 대부분의 SMR은 지하에 묻힌다. 테러나 자연재해로부터 원천적으로 보호받는 셈이다. 운영도 거의 무인으로 가능해서 사람의 실수로 인한 사고 위험도 현저히 줄었다. 단, 완전 무인 운전을 실현하려면 고장을 예측하거나 비상 상황에 대응할 수 있는 체계를 갖추고 사이버 보안을 강화하는 동시에 여러 모듈 간 인터페이스의 안전성을 확보해야 하는 과제는 남아 있다.
3. 전기만 만드는 게 아니다기존 원전은 전기만 생산했다. 하지만 SMR은 만능 에너지 플랜트다. 전기는 기본이고, 수소도 만들고, 바닷물을 민물로 바꾸기도 하고, 공장에 필요한 고온의 열도 공급한다. 심지어 데이터센터 옆에 설치해서 AI가 돌아가는 데 필요한 전력을 24시간 안정적으로 공급할 수도 있다. 결국 경쟁 기술 대비 SMR의 가장 큰 차별점은 바로 다기능성이다. 전기 생산과 저장에 한정돼 있는 배터리 시스템, 재생에너지 하이브리드 시스템에 비해 공정열과 수소, 담소 등 여러 형태의 에너지 변환이 가능한 게 핵심 경쟁력인 셈이다.
SMR 기술 자체는 새로운 게 아니다. 미국은 1960년대부터 군함용 소형 원자로를 만들어왔다.
그런데 왜 갑자기 전 세계가 SMR에 열광하고 있을까? 첫 번째는 탄소중립에 대한 압박 때문이다. 2050년까지 탄소 배출을 제로로 만들어야 하는데 태양광과 풍력만으로는 한계가 명확하다. 밤에는 태양광이 안 되고, 바람이 안 불면 풍력이 안 된다. 배터리로 저장하기엔 비용이 천문학적이다. 반면 SMR은 날씨와 상관없이 24시간 안정적으로 전력을 공급한다. 두 번째는 에너지 안보 문제다. 러시아-우크라이나 전쟁을 겪으면서 각국은 남의 나라 에너지에 의존하는 위험성을 뼈저리게 느꼈다. SMR은 자국 땅에서 수십 년간 안정적으로 전력을 생산할 수 있는 자급자족 에너지원이다. 세 번째는 기술 성숙도다. 이제 SMR 설계가 표준화되고 있고 제조업체들도 양산 체계를 갖춰가고 있다. 미국, 캐나다, 영국 등에서는 이미 SMR 설계 승인이 완료됐거나 진행 중이다.AI 시대의 필수 인프라가장 흥미로운 건 AI와 SMR의 만남이다. 챗GPT를 하루 돌리는 데 필요한 전력이 일반 가정 1만7000가구가 하루 쓰는 전력량과 맞먹는다. GPT-4를 한 번 훈련시키는 데는 소형 도시가 한 달간 쓸 전력이 필요하다. 오픈AI와 마이크로소프트가 SMR에 주목하는 이유가 여기에 있다. AI가 발전할수록 전력 수요는 기하급수적으로 늘어나는데 기존 전력망으로는 감당이 안 된다. SMR은 데이터센터 바로 옆에서 필요한 만큼의 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 유일한 대안이다.
그러다 보니 SMR은 이제 단순히 ‘원자력 기술’이 아니라 ‘인프라 전략’으로 인식되고 있다. 제조업에서는 24시간 안정적인 전력 공급원으로, 스마트시티에서는 전력과 열과 수소를 통합 공급하는 에너지 허브로, 전기차 시대에는 대용량 충전 인프라의 심장부로 활용될 수 있기 때문이다. 심지어 NASA는 달 기지와 화성 식민지용 SMR 연구를 진행하고 있다. 지구에서 연료를 실어 나를 수 없으니 현지에서 전력을 생산해야 하는데 SMR만한 대안이 없다는 판단에서다. 결국 SMR은 단순한 ‘작은 원자로’가 아니라 미래 문명의 기반 인프라다. 전 세계가 지금 SMR에 뛰어드는 이유도 여기에 있다. 늦으면 새로운 에너지 패러다임에서 뒤처질 수 있기 때문이다.
이 시장, 정말 돈이 될까?1. 장밋빛 전망의 미래
SMR 시장을 둘러싼 전망은 ‘장밋빛 미래’라 할 수 있다. 골드만삭스는 2050년까지 SMR 시장이 4000억 달러 규모로 성장할 것이라고 예측했다. 이는 현재 글로벌 반도체 시장과 맞먹는 규모다. 블룸버그NEF 역시 2035년까지 전 세계에 21GW 규모의 SMR이 설치될 것으로 내다봤다. 이는 대형 원전 20기에 해당하는 용량이다. 투자 시장도 들썩이고 있다. 2023년 한 해에만 SMR 관련 스타트업들이 조달한 투자금은 50억 달러를 넘어섰다. 빌 게이츠가 설립한 테라파워부터 엑스에너지, 뉴스케일파워까지 실리콘밸리의 거물들과 전통적인 에너지 기업들이 앞다퉈 이 분야에 뛰어들고 있다.
각국 정부의 지원도 적극적이다. 미국 에너지부는 SMR 개발을 위해 향후 10년간 100억 달러 이상을 투입하겠다고 발표했다. 영국은 롤스로이스와 함께 SMR 상용화 프로젝트에 5억 파운드를 투자하기로 했다. 우리나라도 ‘K-SMR’ 개발에 2027년까지 3600억 원 이상을 투입할 계획이다. 이런 숫자들만 보면 SMR은 이미 성공이 보장된 것처럼 보인다. 탄소중립과 에너지 안보라는 시대적 요구와 맞물려 SMR은 21세기 에너지 혁명의 주역으로 주목받고 있다.
하지만 여기서 한 가지 의문이 든다. 이토록 확실한 시장이라면 왜 아직까지 SMR로 실질적인 수익을 올린 기업이 없을까? 미국 오리건주립대 연구진 주도로 탄생한 스타트업인 뉴스케일파워는 2020년 미국 원자력규제위원회(NRC)로부터 최초로 SMR 설계 승인을 받으며 업계 선두 주자로 떠올랐다. 하지만 이 회사의 2023년 매출은 고작 4200만 달러에 불과했고 순손실은 1억8000만 달러에 달했다. 주가는 상장 이후 80% 이상 폭락했다. 엑스에너지의 상황도 크게 다르지 않다. 10억 달러 이상의 투자를 유치했지만 아직 상업적 운전에 들어간 원자로는 하나도 없다. 테라파워 역시 빌 게이츠의 든든한 후원에도 불구하고 첫 번째 실증로 건설이 계속 지연되고 있다.
2. 냉혹한 현실의 장벽이런 현상이 나타나는 이유는 무엇일까? 첫째, 기술적 완성도가 아직 부족하다. SMR은 기존 대형 원전과는 완전히 다른 기술이다. 소형화를 위해 새로운 냉각재, 연료, 안전 시스템을 개발해야 한다. 이는 단순히 기존 원전을 작게 만드는 것이 아니라 아예 새로운 원자로를 만드는 것과 같다. 둘째, 규제 인허가의 높은 벽이다. 원자력 기술은 안전성이 최우선이기 때문에 규제당국의 승인 과정이 매우 까다롭고 오래 걸린다. 뉴스케일파워도 설계 승인을 받는 데만 6년이 걸렸고 실제 건설 승인까지는 더 많은 시간이 필요할 것으로 보인다. 셋째, 경제성 확보의 어려움이다. SMR의 가장 큰 장점으로 꼽히는 것이 낮은 초기 투자비용인데 실제로는 단위당 발전비용(LCOE)이 기존 대형 원전보다 높을 수 있다는 분석이 나오고 있다. 규모의 경제를 포기하는 대신 얻는 유연성과 안전성이 과연 경제적으로 정당화될 수 있느냐는 의문이 제기되고 있다.그럼에도 불구하고 이런 문제들이 SMR의 미래를 완전히 부정하는 것은 아니다. 모든 혁신 기술은 초기에 이런 어려움을 겪는다. 태양광발전도 1990년대까지만 해도 ‘비현실적인 기술’로 여겨졌지만 지금은 경제적인 전력원 중 하나가 됐다. SMR 역시 기술이 성숙하고 규제 환경이 정비되면서 점차 상업적 성공 사례가 나올 것으로 예상된다. 특히 원격지나 산업단지, 데이터센터 등 특수한 용도에서는 SMR의 장점이 충분히 발휘될 수 있다.
다만 관계자들은 냉정하게 판단할 필요가 있다. 4000억 달러라는 시장 전망은 모든 것이 계획대로 진행될 때의 이야기다. 실제로는 기술적 난관, 규제 지연, 경쟁 기술의 발전 등 여러 변수가 존재한다. 무엇보다 SMR 시장이 본격적으로 열리기까지는 최소 10~15년의 시간이 더 필요할 것으로 보인다. 그 과정에서 많은 기업이 도산하거나 인수합병될 가능성이 높다. 따라서 장기적 관점에서 기술력과 재정력을 갖춘 기업에만 투자하는 신중한 접근이 필요하다.
SMR 시장의 미래는 분명히 밝다. 하지만 그 길은 생각보다 험하고 멀다. 화려한 전망에 현혹되지 말고 냉철한 현실 인식을 바탕으로 한 투자 전략이 필요한 시점이다. 이렇게 싸늘하고 잔인한(Cold &Cruel) 시장에서 고군분투하고 있는 뉴스케일의 사례를 분석해 보면 생생한 경험담을 토대로 정확한 판단을 내릴 수 있을 것이다.
뉴스케일 사례:성공인가, 실패인가 아니면 교훈인가?
1. 한때 SMR 업계의 테슬라였던 회사2020년 8월 28일은 SMR 역사에 기록될 날이었다. 뉴스케일파워가 미국 원자력규제위원회(NRC)로부터 세계 최초로 SMR 설계 승인을 받은 날이기 때문이다. 이 소식에 업계는 환호했고 언론은 뉴스케일을 ‘SMR 업계의 테슬라’라고 불렀다. 그럴 만한 이유가 있었다. 2007년 오리곤주립대에서 스핀오프된 이 회사는 미국 에너지부(DOE)로부터 6억 달러가 넘는 지원을 받으며 SMR 기술개발을 주도해왔다. 2021년에는 스팩(SPAC) 합병을 통해 뉴욕증권거래소에 상장하며 기업 가치 19억 달러를 인정받았다. 모든 것이 순풍만범(順風滿帆)인 것처럼 보였다.
뉴스케일의 SMR 기술은 혁신적이었다. 기존 대형 원전과 달리 77㎿급 소형 모듈을 12개까지 조합해 최대 924㎿까지 확장할 수 있는 설계였다. 수동 안전 시스템을 적용해 외부 전원이나 운전원의 개입 없이 안전하게 정지할 수 있다는 점도 큰 장점이었다. 건설 기간도 기존 원전의 절반 수준인 3~4년으로 단축할 수 있다고 여겨졌다.
2. 첫 상업 프로젝트의 충격적 좌절하지만 2023년 11월 8일 SMR 업계에 충격적인 소식이 전해졌다. 뉴스케일의 첫 번째 상업 프로젝트였던 UAMPS(유타발전소, Utah Associated Municipal Power Systems) 프로젝트가 전격 취소된 것이다. 이 프로젝트는 미국 아이다호 국립연구소 부지에 462㎿급 SMR을 건설하는 계획으로 2029년 운전 개시를 목표로 했었다. 취소 이유는 명확했다. 예상 건설비가 ㎾당 3600달러에서 9300달러로 2.6배나 폭등한 것이다. 이는 총프로젝트 비용이 당초 53억 달러에서 138억 달러로 증가함을 의미했다. 천연가스 발전소 건설비의 10배가 넘는 수준이었다. 비용 폭등의 여파는 즉각적이었다. 전력 구매 계약을 체결했던 36개 지방 전력회사 중 8개사가 탈퇴했고 나머지도 높아진 전력 가격에 대해 우려를 표명했다. 투자자들은 발을 빼기 시작했고 프로젝트 일정은 계속 지연됐다. 결국 UAMPS는 ‘경제적 타당성 상실’을 이유로 프로젝트 취소를 발표했다.
표면적으로는 건설비 상승이 취소 원인이지만 실제로는 훨씬 더 복합적인 문제들이 얽혀 있었다. 첫째, 최초 상용화(FOAK, First of a Kind) 리스크를 과소평가했다. 신기술의 첫 번째 상용화 프로젝트는 항상 예상보다 비용이 많이 들고 시간이 오래 걸린다. 이는 원자력 분야에서 특히 두드러지는 현상이다. 뉴스케일은 이런 리스크를 충분히 고려하지 않고 너무 낙관적인 계획을 세웠다.
둘째, 규제 체계가 미비했다. SMR은 기존 대형 원전과는 완전히 다른 기술이므로 새로운 규제 기준이 필요했다. 하지만 NRC의 규제 체계는 아직 완전히 정비되지 않았고 이로 인해 설계 변경과 승인 지연이 반복됐다. 매번 설계를 수정할 때마다 비용은 증가했다. 셋째, 시장 수요 예측이 실패했다. 뉴스케일은 지방 전력회사들이 탄소중립 압박과 전력 가격 안정성을 위해 SMR을 적극 도입할 것으로 예상했다. 하지만 실제로는 천연가스와 재생에너지 가격이 예상보다 빠르게 하락하면서 SMR의 경쟁력이 약화됐다. 넷째, 파트너들과의 리스크 분담이 이뤄지지 않았다. UAMPS 프로젝트에서 뉴스케일은 기술 공급자 역할만 했을 뿐 파트너들과 건설 리스크나 운영 리스크를 함께 부담하지 않았다. 결국 비용이 증가하자 이를 전력회사들이 모두 떠안아야 했고 이는 파트너들이 프로젝트에서 이탈하는 빌미가 됐다.
3. 실패 이후 더 강력해진 글로벌 전략하지만 뉴스케일의 UAMPS 프로젝트 취소를 단순한 실패로 보는 것은 성급한 결론일 수 있다. 뉴스케일은 좌절 후에 더 강력한 전략으로 돌아왔다.
회사는 실패 경험을 바탕으로 기술과 사업 모델을 대폭 개선했다. 기술적으로는 모듈수를 조절할 수 있는 더 유연한 설계를 도입했다. 고객의 필요에 따라 1개 모듈(77㎿)부터 시작해서 점진적으로 확장할 수 있도록 했다. 이는 초기 투자 부담을 크게 줄여주는 접근이다. 활용 분야도 다각화했다. 단순한 발전 용도를 넘어서 산업용 열 공급, 수소 생산, 해수 담수화 등 다목적 활용이 가능하다는 점을 고객들에게 적극 어필하기 시작했다. 특히 데이터센터나 제철소 같은 대용량 전력 수요처와의 직접 계약을 통해 안정적인 수요를 확보하려 노력했다.그중에서도 가장 달라진 것은 회사의 글로벌 현지화 전략이었다. 뉴스케일은 이 실패를 계기로 미국 내수시장에만 의존하던 기존 전략을 버리고 해외시장 개척에 적극 나섰다. 루마니아에서는 2029년 첫 SMR 건설을 목표로 하는 협력 계약을 체결했다. 폴란드와는 최대 2.4GW 규모의 SMR 단지 건설을 위한 양해각서를 체결했다. 일본에서는 JGC홀딩스와 파트너십을 맺고 SMR 도입 타당성 조사를 진행하고 있다. 특히 한국과의 협력은 주목할 만하다. 뉴스케일은 2023년 두산에너빌리티와 전략적 파트너십을 체결하고 한국형 SMR 개발과 글로벌 시장 공동 진출을 추진하고 있다. 또한 삼성물산과도 루마니아 프로젝트에 함께 참여하고 있다. 한국의 우수한 원전 건설 능력과 뉴스케일의 SMR 기술을 결합하면 시너지효과가 클 것으로 기대된다.
그 결과 2021년 상장 당시 15달러였던 뉴스케일 주가는 2024년 3달러 이하로 바닥을 친 뒤 반등해 현재는 AI의 미래에 대한 기대감으로 급등 중이다. 매출은 여전히 2025년 3월 기준 원화로 183억 원에 불과해 본격적인 수익 창출 단계에는 이르지 못했지만 주가의 움직임에서도 알 수 있듯이 장기적 관점에서는 그리 나쁘지 않다. 세계 최초의 SMR 설계 승인을 받은 기술적 우위는 건재하고 UAMPS 실패를 통해 얻은 경험은 향후 프로젝트에서 큰 자산이 될 것이기 때문이다.
4. SMR 산업 전체에 남긴 교훈뉴스케일 사례가 SMR 산업 전체에 준 교훈은 명확하다. 첫째, 현실적인 비용 산정과 리스크 관리가 필수라는 점이다. 신기술의 상용화에는 항상 예상보다 많은 시간과 비용이 든다는 점을 인정하고 충분한 여유를 두고 계획을 세워야 한다. 둘째, 규제당국과의 긴밀한 협력이 중요하다. 기술개발과 규제 체계 정비가 동시에 진행돼야 불필요한 설계 변경과 지연을 최소화할 수 있다. 셋째, 다양한 사업 모델을 시도해야 한다. 전통적인 전력회사만을 고객으로 하는 것이 아니라 산업용 수요처나 다목적 활용 방안을 적극 개발해야 한다. 넷째, 글로벌 시장을 동시에 공략해야 한다. 한 국가의 규제나 시장 상황에만 의존하면 리스크가 크다. 여러 국가에서 동시에 프로젝트를 추진해 리스크를 분산해야 한다.
뉴스케일의 이야기는 아직 끝나지 않았다. UAMPS 프로젝트의 좌절은 하나의 에피소드일 뿐이고 이들이 그 경험을 통해 더 강해진 모습으로 돌아왔다는 것이 더 중요하다. SMR 산업의 진정한 성공은 이제부터 시작일지도 모른다. 그렇다면 뉴스케일 사례에서 한국 기업이 배워야 할 전략은 무엇일까? 2010년 최초의 한국 SMR(SMART)사업의 경험과 현재까지의 국제 동향 및 각종 보고서와 다른 나라의 전략을 분석해 다음과 같은 전략을 제시하고자 한다.
글로벌 SMR 시장을 선도할
한국 기업의 5대 핵심 전략한국 기업들이 차세대 원자력 패권 경쟁에서 승리하려면 어떤 로드맵을 그려야 할까? 글로벌 탄소중립 정책이 가속화되는 가운데 앞서 살펴본 뉴스케일을 비롯해 영국 롤스로이스, 러시아 로사톰 등 주요국 기업들이 이미 SMR 시장 주도권 확보에 나선 상황이다. 한국 기업들도 예외는 아니다. 현재 세계적 수준의 원전 건설·운영 역량과 제조 경쟁력을 갖춘 기업들이 새로운 기회를 모색하고 있다. 다만 치열한 경쟁이 한창인 글로벌 SMR 시장에서 성과를 거두기 위해서는 기술개발에만 집중하는 단선적 접근에서 벗어나 시장 환경과 산업 생태계를 종합적으로 고려한 전략적 접근이 필요하다.
1. 위험분산형 기술개발 로드맵 구축SMR 기술개발의 핵심은 ‘어떻게 개발할 것인가’에 있다. 한국 기업들이 선택해야 할 전략적 접근법은 다음과 같다. 먼저 핵심 역량 기반의 선택과 집중이 필요하다. 한국이 이미 확보한 경쟁력 있는 분야(모듈 제조, 시스템 통합, 안전 시스템 등)에 역량을 집중해야 한다. 불확실성이 높은 초기 시장 단계에서는 모든 영역을 선도하려 하기보다는 한국 기업의 강점을 극대화할 수 있는 특정 영역에서의 리더십 확보가 더 효과적이다. 또한 단계적 실증 전략을 수립해야 한다. SMART 원자로 개발 경험을 토대로 ‘디지털 트윈 검증 → 핵심 시스템 테스트베드 → 소규모 실증 → 상용화’로 이어지는 체계적인 접근을 취해야 한다. 이렇게 가상 환경에서 시뮬레이션하고 실증 사업을 단계적으로 진행하면서 기술 및 재정 리스크를 관리해야 한다. 섣불리 다음 단계로 넘어가지 말고 각 단계에서 명확한 기술적·경제적 타당성 평가를 통해 계속 진행 여부를 판단하는 엄격한 스테이지-게이트(stage-gate) 프로세스 도입이 필수적이다.
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즉 돌다리도 두들겨 보고 건너야 한다.
2. 글로벌 표준 선점을 위한 규제 외교SMR 사업의 성패는 기술력뿐 아니라 규제 환경 대응 능력에 크게 좌우된다. 이 분야에서 전략적 우위를 확보하는 데 투자해야 한다. 이를 위해서는 국제 표준화 활동을 전략적으로 강화할 필요가 있다. IAEA(국제원자력기구), OECD NEA(원자력에너지기구), GIF(제4세대 원자로 국제포럼) 등에서 한국 기술의 국제 표준화를 위해 체계적으로 노력해야 한다는 뜻이다. 특히 표준 개발 초기 단계부터 핵심 위원회에 적극 참여해 한국 기술이 글로벌 표준에 반영되도록 하는 ‘표준 선점 전략’이 중요하다.
다음으로 맞춤형 규제 지원 패키지를 개발해야 한다. 신흥국 시장에 진출할 때는 단순히 원자로만 판매하는 것이 아니라 ‘규제 체계 구축 → 인력 양성 → 인허가 지원 → 기술 이전’에 이르는 통합 패키지를 제공하는 것이 좋다. 그래야 일회성 수주에 그치지 않고 해당 시장의 장벽을 낮추고 장기적인 파트너십을 구축할 수 있기 때문이다. 이런 접근은 한국의 기존 원자력 기술 및 수출 노하우를 활용할 수 있다는 점에서 고부가가치 사업 모델이 될 수 있다.
3. 산업 생태계 강화와 글로벌 파트너십 구축SMR은 단일 기업의 역량만으로는 성공할 수 없는 복합적인 사업이다. 건강한 산업 생태계 구축과 전략적 파트너십이 성공의 열쇠다. 무엇보다 SMR에 특화된 공급망을 재구성해야 한다. 기존 대형 원전 공급망을 SMR에 최적화된 형태로 전환하려면 ‘디지털 전환 지원 프로그램’이 필요하다. 특히 중소기업의 스마트팩토리화, 품질인증 지원, R&D 협력 강화를 통해 글로벌 경쟁력을 갖춘 공급망을 구축해야 한다.
이와 동시에 투 트랙(Two Track) 협력 전략을 추진해야 한다. 기술 선진국과는 ‘선택적 기술 제휴’를, 신흥국과는 ‘시장 접근형 합작’을 추진하는 접근이 유효할 수 있다. 구체적으로 러시아와 중국을 제외한 미국·캐나다·유럽 등 SMR 분야의 기술 선도국들과는 지분 투자, 합작법인(Joint Venture) 설립, 기술 이전, 공동 R&D 등을 통해 ‘배타적이지 않되 대체 불가능한’ 협력 구조를 설계해야 한다. 특히 이들 선진국 기업과의 선택적 기술 제휴는 한국이 상대적으로 뒤처진 분야, 예컨대 계측제어, 모듈화 건설기술, 운전·정비 자동화 시스템, 사이버보안 등에서 단기간에 기술 격차를 해소하고 자체 투자만으로는 확보하기 어려운 기술 역량을 흡수할 수 있다는 결정적 장점을 갖는다. 이는 단순한 기술 수입을 넘어 우리 산업 내 부족한 투자 여력을 보완하고 핵심 기술을 조기에 ‘우리 기술’로 전환해 국가 기술 주권 강화와 산업 자립 기반 구축에도 크게 기여할 수 있다. 단 이 과정에서 가능한 지적재산권 확보가 필수적이다. 이렇게 전략적으로 접근해야 단순 참여자가 아니라 글로벌 SMR 산업의 ‘설계자(Architect)’로서의 위상을 확보할 수 있다.
한편 중동, 동남아, 아프리카 등 SMR이 적합할 수 있는 신흥국에서는 규제 등 정책 협력, 금융 지원, 현지 산업 연계, 인력 양성까지 포괄하는 ‘시장 맞춤형’ 접근 방식을 취해야 한다. 기술 수요가 크지만 인프라와 인력이 부족한 이들 국가에서는 단순한 기술 수출보다는 현지화된 SMR 패키지 모델을 제시하고 그 과정에서 한국의 중소·중견기업들이 밸류체인 전반에 참여할 수 있도록 설계하는 것이 중요하다.
SMR은 단순한 발전 설비가 아니라 기계·전기·전자·화학·토목·건축·IT·AI·사이버보안 등이 융합된 ‘종합 첨단 산업군’이다. 따라서 SMR 생태계를 강화한다는 것은 곧 한국의 전략 산업 전반의 경쟁력 고도화와 직결된다. 특히 SMR을 중심으로 한 산업 생태계 강화 전략은 완성형 원자로 수출만을 목표로 하지 않는다. 기본 설계(Design)에서 상세 설계(Detail Engineering), 핵심기기 제작(Supply Chain), 시공(EPC), 운영 및 유지관리(O&M), 연료공급 및 해체에 이르기까지 전 밸류체인에서 유연하면서도 구조적인 글로벌 협력 모델을 구축해야 한다.
4. 혁신적 비즈니스 모델 설계SMR 사업의 경제성을 높이기 위해서는 단순한 원자로 판매 모델을 넘어선 혁신적 비즈니스 모델이 필요하다. 예를 들어 다목적 통합 에너지 솔루션 개발이 그 방법이 될 수 있다. 전력 생산, 산업용 열 공급, 수소 생산, 지역난방, 해수담수화 등을 결합한 ‘멀티 유틸리티 모델’을 통해 사업성을 획기적으로 개선할 수 있다는 뜻이다. 특히 산업단지나 섬 지역을 대상으로 한 ‘에너지 자립 패키지’는 높은 부가가치를 창출하는 틈새시장이 될 수 있다. 이와 함께 서비스 기반의 수익 모델도 구축해야 한다. 즉 ‘원자로 판매’ 중심에서 ‘에너지 서비스’ 중심으로 비즈니스 모델을 전환해야 한다는 의미다. 장기 전력구매계약(PPA) 기반 모델, 운영·유지보수, 연료 공급 및 관리 등을 포함한 통합 서비스를 통해 안정적이고 지속가능한 수익 흐름을 확보해야 한다.
5. 정부-민간 협력 체계 구축SMR과 같은 첨단 기술 산업은 민간기업만의 노력으로는 성공하기 어렵다. 정부와 민간의 유기적인 협력이 필수적이다. 정부와 기업은 전략적 R&D 프로그램을 설계해야 한다. 단순히 특정 기업에 자금만 지원하는 게 아니라 기업의 상용화 로드맵과 연계된 ‘목적지향적 R&D 프로그램’이 뒷받침돼야 한다. 특히 고위험 원천기술은 정부 주도로, 상용화 기술은 민간 주도로 역할을 분담해 개발해야 한다. 또한 기업들이 해외로 뻗어 나갈 수 있도록 해외 진출 통합 지원체계도 구축해야 한다. 정부 간 협력 채널, 수출금융, 수출보험, ODA 등을 패키지로 활용한 ‘팀 코리아(Team Korea)’ 방식의 해외 진출 지원 체계를 구축해야 한다. 특히 한국수출입은행, 무역보험공사 등과 연계한 맞춤형 금융 패키지는 초기 해외시장 진출에 결정적인 역할을 할 수 있다.
위의 다섯 가지 전략을 성공적으로 실행하기 위해서는 다음과 같은 단계적 접근이 필요하다. (그림 4)
기회의 땅은 준비된 자의 것이다SMR 시대를 열기 위해서는 준비된 자만이 기회를 잡는다는 것을 명심해야 한다. SMR을 단순히 여러 신기술 중 하나로 보는 시각은 위험하다. SMR은 21세기 에너지 패러다임의 근본적 변화를 상징하는 게임 체인저이자 국가와 기업의 생존을 좌우할 전략적 자산이다. 트럼프 대통령을 위시한 미국이 SMR 사업에 박차를 가하는 까닭은 중국의 급속한 원자력 기술 발전에 대응하고 에너지 안보와 기술 주도권을 동시에 확보하려는 목적이다. 중국 역시 2035년까지 20기 이상의 SMR 건설을 계획하며 미국과의 기술 경쟁에서 뒤처지지 않으려 안간힘을 쓰고 있다. 한국 역시 SMR 기술을 확보하지 못한다면 향후 글로벌 에너지 시장에서 영향력을 잃을 수밖에 없다.
기업에는 이제 생존의 문제이기도 하다. 전통적인 에너지 기업들은 탄소중립 압박과 재생에너지 확산으로 기존 사업 모델의 한계에 직면했다. SMR은 이들에게 새로운 돌파구를 제공할 수 있는 기술이다. 롤스로이스가 항공기 엔진 사업의 노하우를 바탕으로 SMR 개발에 뛰어든 것, 두산에너빌리티와 삼성물산이 뉴스케일과 파트너십을 체결하며 SMR 시장 진출을 준비하는 것, 이 모든 것이 기업 생존을 위한 전략적 선택이다.
심지어 전통적인 에너지 기업이 아닌 빅테크 기업들도 SMR에 주목하고 있다. 마이크로소프트는 2028년부터 SMR로 생산한 전력을 데이터센터에 공급받기로 하는 계약을 체결했고, 구글과 아마존도 유사한 움직임을 보이고 있다. AI와 클라우드 컴퓨팅의 급성장으로 폭증하는 전력 수요를 안정적이고 탄소중립적으로 해결할 방법으로 SMR을 선택한 것이다.
SMR 시장은 분명히 거대한 기회의 땅이다. 골드만삭스가 예측한 4000억 달러 시장이 열릴지는 알 수 없지만 최소한 수천억 달러 규모에 달할 것은 확실하다. 하지만 이 기회는 누구에게나 공평하게 주어지지 않는다. 철저히 준비한 자만이 잡을 수 있다. 기술적 준비는 기본이다. 새로운 설계 철학, 안전 시스템, 운영 방식이 필요하며 단순히 ‘작은 원전’을 만드는 것이 아니라 아예 새로운 원자로를 개발해야 한다는 마음가짐이 필요하다. 규제 대응 능력도 중요하다. SMR은 새로운 기술이므로 규제 당국과의 긴밀한 협력을 통해 새로운 규제 기준을 함께 만들어가야 한다.
시장 개발 역량은 더욱 중요하다. SMR의 잠재 고객은 기존 전력회사만이 아니다. 산업단지, 데이터센터, 원격지 광산, 해수 담수화 시설 등 다양한 분야에서 SMR을 필요로 한다. 이런 새로운 시장을 개척하고 고객의 니즈에 맞는 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있는 능력이 성공의 열쇠다.
SMR 시장에서 살아남으려면 글로벌 사고와 로컬 실행을 동시에 해야 한다. 기술과 시장은 글로벌하지만 규제와 인허가는 철저히 로컬하기 때문이다. 뉴스케일이 루마니아, 폴란드, 일본, 한국 등 여러 국가와 동시에 협력 관계를 구축하는 것도 이런 이유에서다. 한 국가의 규제나 시장 상황에만 의존하면 리스크가 크기 때문에 여러 국가에서 동시에 프로젝트를 추진하면서 성공 확률을 높여야 한다. 한국도 이런 관점에서 K-SMR 개발에만 매몰되지 말고 해외 선진 기업과의 파트너십을 통해 글로벌 시장 진출 기회를 모색해야 한다. SMR을 단순한 신사업 아이템이 아닌 기업 생존을 위한 전략적 투자로 접근하고 기존 사업과의 시너지를 고려한 포트폴리오 전략, 글로벌 파트너십 구축, 장기적 관점에서 인재를 육성해야 한다.
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