새 원자로를 '설계'하는 회사들 — 밸류체인 ② 설계·인증

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지난 글에서 원전의 출발점, 연료 이야기를 했습니다.

오늘은 두 번째 길목이에요. 뉴스에서 자주 듣는 ‘SMR 회사들’이 드디어 등장합니다.

그런데 시작하기 전에 하나 짚고 갈게요. 이 회사들이 지금 하는 일 대부분은 원자로를 파는 게 아니라, 설계하고 허가받는 일입니다. 이제 막 첫 삽을 뜬 곳들이 나오기 시작한 단계예요. 그런데 왜 이 ‘서류 작업’이 산업의 한 축을 차지할까요.

원자로는 지어보고 고치는 물건이 아니다

앱은 일단 만들어서 내보고, 문제 있으면 고치면 됩니다. 원자로는 정반대예요.

짓기 전에 서류로 먼저 증명해야 합니다. 이 설계가 안전하다는 걸 규제기관에 도면과 계산으로 입증하는 과정인데, 미국이라면 NRC(원자력규제위원회)라는 관문을 통과해야 해요. 이게 보통 수년씩 걸리고, 비용도 어마어마합니다.

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이 단계의 진짜 상품은 원자로가 아니라, ‘허가받은 설계도’다.

그래서 이 단계 회사들의 성적표는 매출이 아니라 “인증 절차 어디까지 왔나”로 읽는 게 정확합니다.

설계 방식부터 갈린다

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재미있는 건, 이 회사들이 같은 걸 만들고 있지 않다는 점이에요. 원자로를 무엇으로 식히느냐에 따라 크게 갈립니다.

기존 대형 원전은 물로 식히는 경수로 방식입니다. 이걸 작게 줄인 쪽이 있고, 아예 나트륨·가스·용융염 같은 새 냉각 방식으로 가는 쪽이 있어요. 익숙한 방식은 인증이 상대적으로 수월하고, 새 방식은 더 높은 온도나 새로운 쓰임새를 노립니다.

이 길목에 있는 회사들

누가 어느 자리에 있는지 지도를 그려볼게요.

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NuScale (미국). 물로 식히는 경수로형 SMR입니다. 미국 NRC의 설계인증을 처음으로 완주한 회사예요. “새 방식 실험”보다 “익숙한 방식을 작게”를 택한 쪽입니다. 대표 사례는 루마니아 도이체슈티 프로젝트인데, 문 닫은 석탄발전소 자리에 모듈 여섯 기를 넣는 그림이고 올해 2월 최종 투자 결정을 통과했습니다.[1]

Rolls-Royce SMR (영국). 항공기 엔진으로 익숙한 그 롤스로이스의 원자력 부문입니다. 영국 정부의 SMR 프로그램에 선정됐고, 체코 전력회사 ČEZ와 테멜린 부지 계약을 맺었어요. 유럽 쪽 경수로형 SMR의 대표 주자입니다.

TerraPower (미국). 빌 게이츠가 세운 회사로 유명하죠. 물 대신 나트륨으로 식히는 고속로(Natrium)를 설계합니다. 올해 3월 NRC 건설허가를 받고[3] 4월에 와이오밍 케머러에서 정식 착공했어요.[5] 여기도 석탄발전소가 문을 닫은 동네입니다. 비경수로형 상업 원자로가 미국에서 건설 허가를 받은 건 40여 년 만이라고 해요.

X-energy (미국). 고온가스로 방식입니다. 연료 알갱이를 여러 겹으로 감싸(TRISO) 흑연 공 안에 넣어 쓰는 게 특징이에요. 텍사스 다우(Dow)의 화학 공장에 전기와 증기를 함께 공급하는 프로젝트가 인허가 절차를 밟고 있고, 아마존과도 협력합니다. 전기만이 아니라 산업용 ‘열’을 함께 노리는 쪽이에요.

Kairos Power (미국). 용융염(녹인 소금)으로 식히는 방식입니다. 테네시 오크리지에 실증로 Hermes 2를 올해 4월 착공했고, 구글이 여기서 나오는 전기를 사기로 했어요.[6] 도면 단계에 머물지 않고 실물 공사에 들어간 케이스입니다.

Oklo (미국). 위 회사들보다 훨씬 작은 마이크로 원자로 Aurora를 설계합니다. 특이한 건 사업 방식이에요. 설계를 팔지 않고, 직접 지어서 소유하고 운영하며 전기를 파는 모델을 내걸었습니다. 첫 호기는 아이다호 국립연구소 부지에 짓는 중이에요.

구조로 보면

정리하면 이래요.

이 단계의 병목은 인증입니다. 도면에서 실물까지 가는 데 가장 오래 걸리는 관문이라, 어느 회사가 그 절차의 어디쯤 있는지가 이 단계를 읽는 기준이 돼요.

그리고 설계 방식이 다르다는 건, 노리는 시장이 다르다는 뜻이기도 합니다. 기존 전력망을 겨냥한 쪽, 공장의 열을 겨냥한 쪽, 데이터센터 옆의 작은 전원을 겨냥한 쪽. 같은 ‘SMR’이라는 단어 아래 사실은 서로 다른 그림을 그리고 있는 거예요.

다음 글에서는 세 번째 길목, 제작 단계로 갑니다. 설계 인증을 통과해도 정작 그걸 만들 수 있는 공장이 세상에 몇 없다는, 조금 의외의 이야기예요.

오늘도 한 걸음. 🐴