[묻고 따져보는 에너지 리포트 3호] SMR 특별편: 망해가는 원전산업의 구원 투수라는 환상과 실체

[사실은 이렇습니다]

• 유럽·미국에서 발표된 SMR 경제성 리뷰에 따르면, 현재 문헌이 제시하는 SMR 평균 설비비는 약 7,000유로/kW 수준으로 동일한 기술의 대형 원전 대비 약 40%가량 더 높게 나타납니다. ^[1]
  • 같은 연구에서 추정한 평균 균등화발전비용(LCOE)은 약 85유로/MWh로, 기저부하용 기존 대형 원전 LCOE보다 비싸고, 여러 나라의 재생에너지·가스 복합 대비 가격 경쟁력이 불확실한 것으로 평가됩니다.
• SMR 옹호론이 주장하는 “공장 대량생산을 통한 비용 하락”은 아직 실증된 사례가 없고, 최소 수십 기 이상이 제때 건설·가동돼야 학습곡선 효과가 나타난다는 전제가 필요합니다.
  • 탈핵신문 자료는 이미 대형 원전에서조차 건설 기간 지연·공사비 초과로 계획 단가의 2배 이상이 된 사례가 반복됐다는 점을 들어, 단위 용량이 더 작고 개수는 훨씬 많은 SMR을 ‘대량으로 찍어내면 싸지는 발전기’라 보기 어렵다고 분석합니다. ^[2]
  • 이렇게 경제성이 없기 때문에 SMR 개발자들도 규모를 슬슬 키우려 합니다. 누스케일은 원래 1기당  50MW로 설계했지만 경제성 부족으로 77MW로 확장하다가 구매자를 찾지 못하고 중단되었습니다.
• IAEA는 대략 300MW 이하를 소형 원자로로 구분하지만, 실제 개발·홍보되는 SMR 상당수는 300MW에 근접하거나 중형 원전 수준으로 커지고 있고, 동일 출력 확보를 위해 여러 기기를 묶어야 하므로 전체 설비 규모로 보면 대형 원전과 다를 바 없다는 지적이 나옵니다.
  • 프랑스의 누워드(Nuward) SMR도 원래 170MW 2기로 설계되었다가 2025년 초에 갑자기 400MW 단일 원자로 설계로 변경되었습니다.
  • 혹은 1,000MW급 대형 원전 한 기 대신 200~300MW급 SMR을 여러 기 짓는 구조가 되는데, 경주에서도 1기가 아니라 4기 패키지로 들어오는 구상을 보면 ‘소형’이라는 이름이 실질을 가리는 포장에 불과하며, 지역 입장에서는 사실상 대형 원전 단지를 떠안는 것이나 마찬가지입니다.

[사실은 이렇습니다]

• 영국·미국 연구진이 분석해 국제 전문지와 주요 언론에 소개된 결과에 따르면, 동일한 전력을 생산할 때 일부 SMR 설계는 대형 경수로보다 저·중준위 방사성 폐기물 부피를 최대 35배, 장수명 방사성 폐기물은 최대 30배까지 더 많이 배출할 수 있는 것으로 나타났습니다. ^[3]
  • 같은 연구는 사용후핵연료(고준위 폐기물)의 경우에도 전력량 기준으로 최대 5배까지 늘어날 수 있다고 지적해, “소형이라 폐기물도 적다”는 통념을 정면으로 반박합니다.
• 또한, SMR이 각기 다른 연료·냉각재·중성자 스펙트럼을 쓰기 때문에 폐기물 조성과 관리 난이도가 더 복잡해질 수 있으며, 고방사능·고열·장수명 핵종의 총량을 줄이지 못하면 장기 처분 부담은 오히려 커질 위험이 있다고 지적합니다.
  • 또한 기존 원전조차 고준위 폐기물 최종 처분장을 확보하지 못한 상태에서, 다종다양한 SMR 폐기물이 추가되면 안전성과 사회적 수용성을 둘러싼 갈등이 확대될 수 있다는 우려가 큽니다.^[4]
• 게다가 SMR은 원자로 용기 하나 안에 증기발생기·가압기 등 주요 기기를 통합해 넣는 이른바 일체형 구조라서, 배관 길이가 줄어 누출 위험이 줄어든다는 홍보와 달리 부품 안전 관리의 취약성이 존재합니다.
  • 부품이 한 용기 안에 밀집돼 있어 핵연료 교체나 내부 부품 점검·정비가 훨씬 복잡해지고, 문제 부품만 선택적으로 교체·보강하기도 어려워, 오히려 결함이 생겼을 때 진단과 대응이 지연될 소지가 크다는 비판이 있습니다.
  • 더구나 동일 출력을 만들기 위해 100MW급 SMR 여러 기를 병렬로 설치하면 원자로 개수와 내부 부품 수, 계측·제어 계통이 그만큼 늘어나 복잡성이 폭증하기 때문에, 설계 단계에서 약속하는 추상적인 ‘안전성 향상’과 달리 실제 운전·유지보수 단계에서는 고장·사고 가능성이 누적돼 안전에 더 취약해질 수 있습니다.^[5]

[사실은 이렇습니다]

• 원전은 전체 발전 비용의 80% 이상이 초기 건설비(자본비용)인 극단적인 '고정비 중심' 발전원입니다. 글로벌 금융분석기관 Lazard와 미국 에너지경제재무분석연구소(IEEFA)의 분석에 따르면, SMR 역시 막대한 투자비를 회수하려면 대형 원전과 마찬가지로 연간 85~95%의 높은 가동률로 24시간 내내 100% 출력을 유지해야만(기저부하)겨우 경제성을 맞출 수 있습니다.[6]
  • 출력 조정·정지(즉, 재생에너지 변동에 맞춘 유연한 운전)를 자주 할수록 kWh당 고정비가 상승해 LCOE가 크게 악화되며, 이 때문에 “유연성 제공보다는 최대한 풀출력 장시간 운전을 전제로 설계된 자산”으로 분류됩니다.
• 탈핵신문과 국내 비판 보고서들도 원전·SMR을 재생에너지와 조합할 경우, 잦은 출력 조정이 기기 열화·정비비 증가·경제성 악화를 동시에 초래한다고 지적합니다.
  • 따라서 계통 전체 관점에서는, 재생에너지 확대와 수요관리·저장(배터리, 양수 등)을 결합하는 편이, 고정비가 극도로 높은 SMR을 끼워 넣는 것보다 비용·위험 측면에서 더 합리적이라는 결론을 제시합니다.
• SMR은 아직 재생에너지 변동성을 해결할 만큼 기술·경제적으로 준비되지 않았습니다. 그 결과 한수원은 최근 경제성과 안전성 논란이 있는 대형 원전을 재생에너지 출력에 맞춰 상·하향 조정하는 ‘탄력 운전’을 본격적으로 검토·개발하기 시작했습니다.
  • 그러나 기술 검증도 충분치 않은 상태에서 대형 원전의 탄력 운전까지 확대하는 동안, SMR이 실질적으로 상용화될 시점에는 이미 ESS 등 다양한 유연성 자원이 재생에너지 변동성을 상당 부분 해소하고 있을 가능성이 큽니다.

[사실은 이렇습니다]

• 지리적으로 분산된 여러 지역에 SMR을 배치해 ‘지산지소 에너지’를 실현하자는 주장과 달리, 국제 방사선·재난 기준에 따르면 원전 사고 시 수십 km 이상에 걸친 대규모 긴급대피·장기 피난 계획과 막대한 보상·제염 비용을 감수해야 합니다.
  • 탈핵신문은 후쿠시마 사고 이후 갱신된 국제 기준과 보상비용 추정을 인용해, 인구 밀집 지역 인근에 다수의 SMR을 배치하는 것은 경제·사회적 리스크가 너무 커 현실성이 떨어진다고 평가합니다.
• 실제 신규 원전·SMR 입지 논의에서도 고리·한울 등 기존 원전 밀집 해안지역이나 군사·산업 단지 주변이 우선 검토되고, 대도시 인근 내륙 분산형 입지는 거의 거론되지 않습니다.
  • 이는 “어디에나 지을 수 있는 분산형 지역발전기”라는 홍보와 달리, 사고시 피난·보상·토지 격리로 인한 잠재 비용을 감안하면 결국 인구가 상대적으로 적고 피해 보상이 상대적으로 적게 드는 해안·변두리 지역에만 집중될 수밖에 없다는 점을 보여줍니다.

*경수로형 SMR의 기본 개념도. 그리 작지도 않고 외부와의 연결 계통과 송전선로도 여전히 필요하다 (출처: 위키피디아 https://en.wikipedia.org/wiki/Small_modular_reactor)

[사실은 이렇습니다]

• 한국의 SMR 기술과 설계는 1997년에 개발이 시작된 SMART 원자로에서 크게 벗어나지 않습니다. 이 원자로는 전기 출력 100 MW의 소형 일체형 원자로로 2012년에 표준 설계 인가를 획득했지만, 어디서도 수요가 없었습니다.
  • SMART 원자로는 1기도 건설되지 않고 서류상 설계로 그쳤습니다. 사우디아라비아에 건설될 것으로 기대하며 2015년에 양국 사이의 양해각서도 체결되었고 훈련 인력도 한국을 다녀갔지만, 사우디에서 실제 건설에 관심이 없었기 때문입니다.
  • SMART는 발전단가는 설계대로 구현된다 하더라도 MWh당 60~100달러로 대형 경수로에 비하면 2~3배 비쌌고, 운영상의 장점도 불확실하고 핵확산 우려도 있기 때문에 사우디는 대형 원전으로 관심을 돌렸습니다. 다른 어느 나라도 SMART의 구입과 건설 의향을 보이지 않았습니다.
• 지금 한수원 등이 개발하여 표준설계 인가를 신청한 i-SMR 역시 SMART 설계를 업그레이드한 것으로, 기술 원리는 본질적 차이가 없습니다.
  • 또한 SMART가 겪었던 구매처 부족과 경제성 미확인 문제를 극복할 수 있다는 근거는 없습니다. 오히려 나트륨 원자로 등 여러 모델이 실험되고 있는 세계 SMR 시장에서 i-SMR이 세계에서도 표준이 될 수 있다는 희망은 정부의 재정 지원과 특별법을 통한 규제 완화만 바라보는 원전 산업계의 희망에 머물 것입니다.

* 투자처가 없어서 좌초된 아이다호의 누스케일 SMR 프로젝트 조감도

[사실은 이렇습니다]

• 아마존·마이크로소프트 등 빅테크가 거론하는 SMR 투자는 대부분 아직 전력 수급 계약(PPA 의향서, MOU 등)과 소수 지분 투자 수준으로, 상업운전 중인 실증 발전소에 대한 대규모 프로젝트 파이낸싱이 아닙니다.
  • 해외 투자 분석 보고서에서도 SMR·신형 원자로 스타트업은 수익이 입증되지 않은 “고위험 성장 섹터”로 분류되며, AI·데이터센터용 전력 수요 기대에 편승한 벤처·프라이빗 에쿼티 포트폴리오의 일부로 설명됩니다.
  • 신규 투자처로써 SMR을 추천하는 경우에도, SMR의 실증 및 상용화는 원전 기술 선도국인 미국에서도 2030년을 기약하고 있습니다.^[7]

    
    

• 또한 NuScale 등 대표 SMR 기업의 사례처럼, 상장 이후 주가 급락과 프로젝트 취소·지연이 반복되면서 관련 보고서와 전문가들은 “규제·기술·공사비 리스크로 상업화 일정이 불확실하다”는 점을 공통적으로 지적합니다.
  • 2000년대 이후 ‘원전 르네상스’가 수차례 선언됐지만, 비용 폭등과 일정 지연으로 번번이 좌초된 역사를 들어 SMR 투자 붐을 “스마트머니가 들어온 안정 자산”이 아니라 실패 가능성이 큰 고위험 벤처 베팅으로 평가합니다.^[8]

    
    

  • 신뢰성 높은 세계 원전산업현황 보고서를 매년 발행하는 에너지 경제학자 마이클 슈나이더는 SMR을 상세한 엔지니어링이 아닌 ‘파워포인트 원자로’라고 뼈때리는 비판을 합니다.
  • 빌 게이츠가 열렬히 찬양하는 에너지 전문가 바츨라프 스밀도 SMR에 대해서는 냉소적으로 평가합니다. 바츨라프 스밀은 SMR이 예정된 일정대로 예산 내에서 그리고 실질적인 변화를 가져올 만큼 충분한 규모로 건설되는 것을 보게 되면 자신에게 연락해 달라고 비꼬았습니다.

* SMR의 주요 투자자 빌 게이츠와 대담하는 바츨라프 스밀